Svaki kvar znači poremećaj u pravilnom radu sustava i troškove povezane s nabavom potrebnih dijelova i provedbom popravka. Naravno, u većini je situacija kvar stvar slučajnosti. Ipak, postoje mnoge opasnosti koje se mogu izbjeći odgovarajućom pažnjom i planiranjem. Kod vodovodnih instalacija i svih vodnih sustava jedna je od osnovnih opasnosti pojava tzv. hidrauličkog udara. Kako pokazuju istraživanja, ta je pojava odgovorna za gotovo 80% svih kvarova na cjevovodima vodovodnih mreža koji nisu opremljeni zaštitnim uređajima. No što je hidraulički udar? Što ga uzrokuje? I što učiniti kako bi se spriječio? Na ta i druga pitanja odgovaramo u našem članku.
Hidraulički udar - teorijske osnove pojave
Hidraulički udar izraz je kojim se označava nagli porast tlaka uzrokovan neplaniranom, brzom i u kratkom vremenu nametnutom promjenom brzine protoka u cjevovodu. Sam naziv pojave potječe od karakterističnog zvuka koji nastaje tijekom procesa i podsjeća na udaranje čekićem. Prema stručnoj definiciji, hidraulički udar "uzrokovan je inercijom mase tekućine koja se kreće cjevovodom, a čija se brzina protoka naglo mijenja". Štoviše, "nagla promjena brzine i volumenskog protoka tekućine koja protječe uzrokuje lokalnu promjenu udjela kinetičke i potencijalne energije u ukupnoj energiji presjeka, što se očituje porastom ili padom tlaka u struji. U uvjetima vrlo brzog usporavanja brzine struje dolazi do naglog pada kinetičke energije, što uzrokuje porast potencijalne energije, a očituje se velikim porastom tlaka".
Ovisno o karakteru pojave, možemo imati pozitivan hidraulički udar (porast tlaka) ili negativan hidraulički udar (nagli pad tlaka). Bez obzira na vrstu, hidraulički udar može uzrokovati brojne probleme, među ostalim:
- uništenje cjevovoda,
- oštećenje pumpe,
- oštećenje motora,
- oštećenje nepovratnih ventila,
- prekid struje vode koja teče.
Koji su uzroci problema?
Što uzrokuje negativnu pojavu kao što je hidraulički udar? Uzroka može biti mnogo, no praksa pokazuje da su dva glavna aspekta sljedeća:
- situacija u kojoj je nepovratni ventil na cijevi koja vodi od pumpe ugrađen više od devet metara iznad razine vodnog zrcala,
- situacija u kojoj nepovratni ventil ugrađen na cjevovodu koji vodi od pumpe ne brtvi, dok sljedeći nepovratni ventil ugrađen iznad razine prethodnog ostaje nepropustan.
Ostali uzroci koji mogu dovesti do problema su:
- kvarovi, kao što su puknuće cijevi, naglo blokiranje pumpe, lom vretena ili kidanje navoja zasuna, vibracije elemenata podložnih deformaciji,
- pojava kavitacije uzrokovana prevelikom brzinom protoka vode, velikom razlikom između tlaka i vrijednosti tlaka isparavanja tekućine pri određenoj temperaturi, zatvaranjem zasuna ili visokim položajem točke mreže,
- slučajni događaji, uključujući nagli prekid opskrbe električnom energijom, promjenu početnih uvjeta protoka, promjenu protoka u čvorovima, promjenu razine vode u početnim ili međuspremnicima mreže,
- nepravilno korištenje sustava, koje se očituje kao naglo isključivanje svih pumpi koje napajaju isti cjevovod, nepravilno zatvaranje ili otvaranje zasuna, nepravilno održavanje i popravci,
- vibracije povezane s neravnomjernim radom pumpi ili djelovanjem plovnih ventila.
Međutim, to nije sve. Drugi uzrok problema može biti i primjena neprikladnih rješenja, poput uvođenja nove cijevi manjeg promjera u staru cijev (posljedica je povećanje brzine protoka tekućine). Važno je imati na umu da svaka promjena može dovesti do neplaniranih oštećenja, stoga nova rješenja treba odabrati ovisno o karakteristikama analiziranog sustava.
Kako spriječiti hidraulički udar?
Važno je da se hidraulički udari, a time i povezani problemi, mogu spriječiti. Neki od načina su:
- odabir pravilnih presjeka i zaštitnih uređaja, odabir odgovarajućih ventila i zasuna te sprječavanje pojave rezonancije,
- pokušaj uklanjanja pojave hidrauličkog udara izravnom promjenom konfiguracije sustava, uključujući izmjenu trase, duljine cijevi, promjera, materijala cjevovoda, spojeva ili obilaznica,
- uvođenje u sustav različitih uređaja i mehanizama koji omogućuju ispuštanje tekućine iz cjevovoda ili njezino zadržavanje u određenom prostoru izvan sustava; to znači uporabu vodeno-zračnih spremnika, vodeno-zračnih spremnika s diferencijalnom prigušnicom ugrađenom na ispustu, odzračnih ventila ili sigurnosnih ventila.
