Каждый сбой означает нарушения правильной работы системы и затраты, связанные с приобретением необходимых деталей и проведением ремонта. Конечно, в большинстве ситуаций неудача – дело случая. Однако существует множество рисков, которых можно избежать при правильном уходе и планировании. В случае с водопроводными установками и всеми водными системами одной из основных угроз является возникновение так называемого гидроудара. Как показывают исследования, это явление является причиной почти 80% всех неисправностей, происходящих на кабелях водопроводных сетей, не оснащенных предохранительными устройствами. Но что такое гидроудар? В чем причина? И что делать, чтобы это предотвратить? На эти и другие вопросы мы отвечаем в нашей статье.
Гидравлический удар – теоретическая основа явления
Гидравлический удар – термин, используемый для описания внезапного повышения давления, вызванного незапланированным, быстрым и вынужденным изменением скорости потока в трубопроводе за короткий промежуток времени. Само название явления происходит от характерного звука, возникающего при этом процессе и напоминающего удары молотком. По специализированному определению, гидроудар «вызван инерцией массы жидкости, движущейся в трубопроводе, скорость потока которой внезапно изменяется». При этом «резкое изменение скорости и объёмного расхода текущей жидкости вызывает локальное изменение доли кинетической и потенциальной энергии в полной энергии сечения, выражающееся в увеличении или уменьшении давления в потоке. В условиях очень быстрого замедления скорости потока происходит резкое падение кинетической энергии, что вызывает увеличение потенциальной энергии, что выражается в большом увеличении давления».
В зависимости от характера явления мы можем иметь дело с положительным гидроударом (повышением давления) или отрицательным гидроударом (внезапным падением давления). Независимо от типа, гидравлический удар может вызвать множество проблем, в том числе:
- разрушение трубопровода,
- ущерб насосы,
- повреждение двигателя,
- повреждение обратных клапанов,
- прерывание текущего потока воды.
Каковы причины проблемы?
Что приводит к тому, что это становится негативным явлением, которым оно является. гидравлический удар? Причин может быть много, но практика показывает, что основными являются два аспекта:
- ситуация, когда обратный клапан на трубе от насоса установлен на высоте более девяти метров над уровнем грунтовых вод,
- ситуация, при которой обратный клапан, установленный на трубопроводе от насоса, дает течь, а другой обратный клапан, установленный выше предыдущего уровня, остается герметичным.
Другие причины, которые могут привести к проблемам, включают в себя:
- такие неисправности, как обрыв труб, внезапная блокировка насоса, перекручивание шпинделя или обрыв резьбы клапана, вибрация деформированных элементов,
- явление кавитации, которое вызвано чрезмерной скоростью потока воды, большим отличием уровня давления от значения давления испарения жидкости при данной температуре, закрытием задвижки или высоким расположением точки сети,
- аварийные события, в том числе внезапное прекращение электроснабжения, изменение начальных условий стока, изменение узловых расходов, изменение уровня воды в начальных или промежуточных сетевых водоемах,
- неправильная работа системы, проявляющаяся внезапным отключением всех насосов, питающих трубопровод, неправильным закрытием или открытием задвижек, неправильным обслуживанием и ремонтом,
- вибрации, связанные с неравномерной работой насосов или работой поплавковых клапанов.
Но это еще не конец. Другой причиной проблемы может быть использование несовместимых решений, например, вставка в старую трубу новой, меньшего диаметра (это приводит к увеличению скорости течения жидкости). Стоит помнить, что любые изменения могут привести к незапланированному повреждению, поэтому новые решения следует выбирать в зависимости от особенностей анализируемой системы.
Как предотвратить?
Важно отметить, что гидроудар и связанные с ним проблемы можно предотвратить. Некоторые из способов:
- выбор правильных сечений и предохранительных устройств, подбор соответствующих клапанов и задвижек, а также противодействие явлению резонанса,
- попытка устранить явление гидроудара путем непосредственного изменения конфигурации системы, включая изменение трассы, длины, диаметра труб, материала трубопровода, соединений или байпасов,
- введение в систему различных устройств и механизмов, вызывающих сбрасывание жидкости из трубопровода или удерживание ее в определенном пространстве вне системы; это означает использование водовоздушных резервуаров, водовоздушных резервуаров с дифференциальным отверстием, установленным на сливе, аэрационных клапанов или предохранительных клапанов.
