Svaki kvar znači poremećaj u pravilnom radu sistema i troškove povezane sa nabavkom neophodnih delova i obavljanjem popravke. Naravno, u većini situacija kvar je stvar slučaja. Međutim, postoje mnoge opasnosti koje se mogu izbeći odgovarajućom pažnjom i planiranjem. Kod vodovodnih instalacija i svih vodnih sistema, jedna od osnovnih opasnosti jeste pojava tzv. hidrauličkog udara. Kako pokazuju istraživanja, ovaj fenomen odgovoran je za gotovo 80% svih kvarova na vodovodnim cevovodima koji nisu opremljeni zaštitnim uređajima. Ali šta je hidraulički udar? Šta ga izaziva? I šta učiniti da se spreči? Na ova i druga pitanja odgovaramo u našem članku.
Hidraulički udar - teorijske osnove fenomena
Hidraulički udar je termin kojim se označava nagli porast pritiska izazvan neplaniranom, brzom i u kratkom vremenu prinudno izazvanom promenom brzine protoka u cevovodu. Sam naziv fenomena potiče od karakterističnog zvuka koji nastaje tokom procesa i podseća na udaranje čekićem. Prema stručnoj definiciji, hidraulički udar je "izazvan inercijom mase tečnosti koja se kreće u cevovodu, čija se brzina protoka naglo menja". Štaviše, "nagla promena brzine i zapreminskog protoka tečnosti koja protiče izaziva lokalnu promenu udela kinetičke i potencijalne energije u ukupnoj energiji poprečnog preseka, koja se ispoljava porastom ili padom pritiska u toku. U uslovima veoma brzog usporavanja brzine toka dolazi do naglog pada kinetičke energije, što izaziva porast potencijalne energije, koji se ispoljava velikim povećanjem pritiska".
U zavisnosti od karaktera fenomena, možemo imati pozitivan hidraulički udar (porast pritiska) ili negativan hidraulički udar (nagli pad pritiska). Bez obzira na vrstu, hidraulički udar može biti uzrok brojnih problema, između ostalog:
- uništenja cevovoda,
- oštećenja pumpe,
- oštećenja motora,
- oštećenja nepovratnih ventila,
- prekida toka vode.
Koji su uzroci problema?
Šta dovodi do negativnog fenomena kakav je hidraulički udar? Uzroka može biti mnogo, ali praksa pokazuje da su dva glavna aspekta:
- situacija u kojoj je nepovratni ventil na cevi koja vodi od pumpe postavljen više od devet metara iznad nivoa vodene površine,
- situacija u kojoj nepovratni ventil postavljen na cevovodu koji vodi od pumpe nije zaptiven, dok je sledeći nepovratni ventil, postavljen iznad nivoa prethodnog, i dalje zaptiven.
Drugi uzroci koji mogu dovesti do problema jesu:
- kvarovi, poput pucanja cevi, naglog blokiranja pumpe, uvrtanja vretena ili kidanja navoja zasuna, vibracija elemenata podložnih deformaciji,
- pojava kavitacije, izazvana prekomernom brzinom protoka vode, velikom razlikom između visine pritiska i vrednosti pritiska isparavanja tečnosti pri određenoj temperaturi, zatvaranjem zasuna ili visokom lokacijom tačke mreže,
- slučajni događaji, uključujući iznenadni prekid u snabdevanju električnom energijom, promenu početnih uslova protoka, promenu čvornih oticaja, promenu nivoa vode u početnim ili međurezervoarima mreže,
- nepravilno korišćenje sistema, koje se ispoljava kao naglo isključivanje svih pumpi koje napajaju taj cevovod, nepravilno zatvaranje ili otvaranje zasuna, nepravilno održavanje i remonti,
- vibracije povezane sa neravnomernim radom pumpi ili radom plovnih ventila.
Međutim, to nije sve. Drugi uzrok problema može biti i primena neodgovarajućih rešenja, kao što je uvođenje nove cevi manjeg prečnika u stari cevovod (posledica je povećanje brzine protoka tečnosti). Vredi imati na umu da svaka promena može dovesti do neplaniranih oštećenja, zato nova rešenja treba birati u zavisnosti od karakteristika analiziranog sistema.
Kako sprečiti?
Važno je da se hidraulički udari, a samim tim i problemi povezani s njima, mogu sprečiti. Neki od načina su:
- pravilno odabiranje poprečnih preseka i zaštitnih uređaja, odabiranje odgovarajućih ventila i zasuna, kao i sprečavanje pojave rezonance,
- pokušaj eliminisanja pojave hidrauličkog udara direktnom promenom konfiguracije sistema, uključujući izmenu trase, dužine cevi, prečnika, materijala cevovoda, spojeva ili obilaznica,
- uvođenje različitih uređaja i mehanizama u sistem, koji omogućavaju da se tečnost ispušta iz cevovoda ili zadržava u određenom prostoru izvan sistema; to podrazumeva korišćenje vodeno-vazdušnih rezervoara, vodeno-vazdušnih rezervoara sa diferencijalnom prigušnicom postavljenom na ispustu, ventila za odzračivanje ili sigurnosnih ventila.
