Minden meghibásodás zavart okoz a rendszer megfelelő működésében, valamint költségekkel jár a szükséges alkatrészek beszerzése és a javítás elvégzése miatt. Természetesen a legtöbb esetben a hiba véletlenszerűen következik be. Számos veszélyforrás azonban megfelelő odafigyeléssel és tervezéssel elkerülhető. A vízellátó berendezések és minden vízrendszer esetében az egyik alapvető kockázat az úgynevezett vízütés előfordulása. A kutatások szerint ez a jelenség felelős a biztosítóberendezésekkel nem rendelkező vízellátó hálózati vezetékeken bekövetkező összes meghibásodás közel 80%-áért. De mi is az a vízütés? Mi okozza? És mit tehetünk a megelőzése érdekében? Ezekre és más kérdésekre adunk választ cikkünkben.
Vízütés – a jelenség elméleti alapjai
A vízütés olyan hirtelen nyomásnövekedést jelent, amelyet a csővezetékben áramló folyadék sebességének nem tervezett, gyors és rövid idő alatt kikényszerített változása okoz. A jelenség elnevezése a folyamat közben hallható jellegzetes hangból ered, amely kalapáccsal történő ütésre emlékeztet. A szakirodalmi meghatározás szerint a vízütést „a csővezetékben mozgó folyadék tömegének tehetetlensége okozza, amelynek áramlási sebessége hirtelen megváltozik”. Továbbá „az áramló folyadék sebességének és térfogatáramának hirtelen változása a keresztmetszet teljes energiáján belül a mozgási és helyzeti energia arányának helyi változását idézi elő, ami az áramlás nyomásának növekedésében vagy csökkenésében nyilvánul meg. Az áramlási sebesség nagyon gyors lelassulásakor a mozgási energia hirtelen csökken, ami a helyzeti energia növekedését okozza; ez nagy nyomásnövekedés formájában jelentkezik”.
A jelenség jellegétől függően pozitív vízütéssel (nyomásnövekedés) vagy negatív vízütéssel (hirtelen nyomáscsökkenés) állhatunk szemben. Típusától függetlenül a vízütés számos problémát okozhat, többek között:
- a csővezeték tönkremenetele,
- a szivattyú meghibásodása,
- a motor meghibásodása,
- a visszacsapó szelepek meghibásodása,
- az áramló vízáram megszakadása.
Mi okozza a problémát?
Mi idézi elő a vízütésnek nevezett negatív jelenséget? Az okok sokfélék lehetnek, a gyakorlat azonban azt mutatja, hogy két fő tényezőről van szó:
- olyan helyzet, amikor a szivattyútól vezető csövön található visszacsapó szelep a víztükör szintje felett több mint kilenc méterrel van felszerelve,
- olyan helyzet, amikor a szivattyútól kiinduló csővezetékre szerelt visszacsapó szelep tömítetlen, miközben az előző szelep szintje felett felszerelt következő visszacsapó szelep tömített marad.
A problémákhoz vezető további okok lehetnek:
- meghibásodások, például a vezeték törése, a szivattyú hirtelen leállása, a szelepszár elcsavarodása vagy a tolózár menetmenetének leszakadása, valamint a deformációnak kitett elemek rezgései,
- kavitáció, amelyet a víz túl nagy áramlási sebessége, a nyomásmagasság és az adott hőmérsékleten mért párolgási nyomás közötti nagy különbség, a tolózár elzárása vagy a hálózati pont magas elhelyezkedése okozhat,
- véletlenszerű események, többek között az elektromosenergia-ellátás hirtelen megszakadása, az áramlás kezdeti feltételeinek megváltozása, a csomóponti lefolyások változása, valamint a kezdeti vagy közbenső hálózati tartályok vízszintjének változása,
- a rendszer nem megfelelő üzemeltetése, amely megnyilvánulhat az adott csővezetéket tápláló összes szivattyú hirtelen leállításában, a tolózárak helytelen zárásában vagy nyitásában, illetve a nem megfelelő karbantartásban és javításokban,
- a szivattyúk egyenetlen működésével vagy úszószelepek működésével kapcsolatos rezgések.
Ez azonban még nem minden. A problémát okozhatja az össze nem illő megoldások alkalmazása is, például ha egy régi vezeték belsejébe kisebb átmérőjű új vezetéket helyeznek (ennek következménye a folyadék áramlási sebességének növekedése). Fontos megjegyezni, hogy minden változtatás nem tervezett meghibásodásokhoz vezethet, ezért az új megoldásokat az elemzett rendszer jellemzői alapján kell kiválasztani.
Hogyan előzhető meg?
Fontos, hogy a vízütés és az ebből fakadó problémák megelőzhetők. Néhány lehetséges megoldás:
- a megfelelő keresztmetszetek és biztosítóberendezések kiválasztása, a megfelelő szelepek és tolózárak alkalmazása, valamint a rezonanciajelenség elleni védekezés,
- a vízütés megszüntetésére irányuló kísérlet a rendszer konfigurációjának közvetlen módosításával, többek között a nyomvonal, a vezetékek hossza és átmérője, a csővezeték anyaga, a csatlakozások vagy a kerülőágak megváltoztatásával,
- különféle berendezések és mechanizmusok beépítése a rendszerbe, amelyek lehetővé teszik, hogy a folyadékot a csővezetékből elvezessék vagy a rendszeren kívüli térben tartsák; ez víz-levegő tartályok, a kifolyónál felszerelt differenciálperemes víz-levegő tartályok, légtelenítő szelepek vagy biztonsági szelepek alkalmazását jelenti.
