1/Концепт

Водени чекић се назива и водени чекић. Током транспорта воде (или других течности), због наглог отварања или затварањаАпи лептир вентил, запорни вентили, проверите вентиле икуглични вентилиНагли заустављања водених пумпи, нагло отварање и затварање усмерних лопатица итд., проток се нагло мења, а притисак значајно варира. Ефекат воденог чекића је сликовит термин. Односи се на јак водени чекић изазван ударом протока воде на цевовод када се водена пумпа покреће и зауставља. Зато што је унутар водоводне цеви унутрашњи зид цеви гладак и вода слободно тече. Када се отворени вентил нагло затвори или се пумпа за довод воде заустави, проток воде ће створити притисак на вентил и зид цеви, углавном на вентил или пумпу. Пошто је зид цеви гладак, под дејством инерције накнадног протока воде, хидраулична сила брзо достиже максимум и производи деструктивне ефекте. Ово је „ефекат воденог чекића“ у хидраулици, односно позитивни водени чекић. Напротив, када се затворени вентил нагло отвори или се водена пумпа покрене, такође ће се појавити водени чекић, који се назива негативни водени чекић, али није толико велики као претходни. Удар притиска ће узроковати напрезање зида цеви и производњу буке, баш као када чекић удара у цев, па се назива ефекат воденог чекића.

2/Опасности

Тренутни притисак који генерише хидраулични удар може достићи десетине или чак стотине пута већи од нормалног радног притиска у цевоводу. Такве велике флуктуације притиска могу изазвати јаке вибрације или буку у систему цевовода и могу оштетити спојеве вентила. То има веома штетан утицај на систем цевовода. Да би се спречио хидраулични удар, систем цевовода мора бити правилно пројектован како би се спречила превисока брзина протока. Генерално, пројектована брзина протока цеви треба да буде мања од 3 м/с, а брзина отварања и затварања вентила мора бити контролисана.
Пошто се пумпа покреће, зауставља, а вентили отварају и затварају пребрзо, брзина воде се драстично мења, посебно хидраулични удар изазван наглим заустављањем пумпе, што може оштетити цевоводе, водене пумпе и вентиле, и проузроковати обртање водене пумпе и смањење притиска у цевоводној мрежи. Ефекат хидрауличног удара је изузетно деструктиван: ако је притисак превисок, довешће до пуцања цеви. Напротив, ако је притисак пренизак, довешће до колапса цеви и оштећења вентила и причвршћивача. За веома кратко време, проток воде се повећава од нуле до номиналног протока. Пошто флуиди имају кинетичку енергију и одређени степен стишљивости, огромне промене брзине протока у веома кратком временском периоду изазваће утицаје високог и ниског притиска на цевовод.

3/генериши

Постоји много разлога за хидраулични удар. Уобичајени фактори су следећи:

1. Вентил се изненада отвара или затвара;

2. Пумпа за воду изненада престаје да ради или се покреће;

3. Једна цев транспортује воду на високо место (висинска разлика терена водоснабдевања прелази 20 метара);

4. Укупни подизни притисак (или радни притисак) водене пумпе је велики;

5. Брзина протока воде у водоводу је превелика;

6. Водовод је предугачак, а терен се јако мења.
7. Неправилна градња је скривена опасност у пројектима водоводних цевовода
(1) На пример, производња цементних потисних стубова за Т-комаде, колена, редукторе и друге спојеве не испуњава захтеве.
Према „Техничким прописима за инжењеринг закопаних чврстих поливинилхлоридних водоводних цевовода“, цементни потисни стубови треба да се постављају на спојеве као што су Т-спојеви, колена, редуктори и друге цеви пречника ≥110 мм како би се спречило померање цевовода. „Бетонски потисни стубови“ не смеју бити нижег квалитета од C15 и треба их излити на лицу места на ископаном оригиналном тлу и косини рова. Неки грађевински радници не обраћају довољно пажње на улогу потисних стубова. Они закуцавају дрвени колац или забијају гвоздени зупчаник поред цевовода да би деловали као потисни стуб. Понекад је запремина цементног стуба премала или се не излива на оригинално тло. С друге стране, неки потисни стубови нису довољно јаки. Као резултат тога, током рада цевовода, потисни стубови не могу да функционишу и постају бескорисни, што доводи до неусклађености и оштећења цевних спојева као што су Т-спојеви и колена.
(2) Аутоматски издувни вентил није инсталиран или је положај инсталације неодговарајући.
Према принципу хидраулике, аутоматски издувни вентили треба да буду пројектовани и инсталирани на највишим тачкама цевовода у планинским подручјима или брдима са великим таласима. Чак и у равничарским подручјима са малим таласима на терену, цевоводи морају бити вештачки пројектовани приликом копања ровова. Постоје успони и падови, подизање или спуштање на цикличан начин, нагиб није мањи од 1/500, а на највишој тачки сваког километра пројектована су 1-2 издувна вентила.
Јер током процеса транспорта воде у цевоводу, гас из цевовода ће излазити и акумулирати се у подигнутим деловима цевовода, чак и стварајући ваздушне блокаде. Када брзина протока воде у цевоводу варира, ваздушни џепови формирани у подигнутим деловима ће наставити да се компресују и шире, а гас ће бити... Притисак генерисан након компресије је десетине или чак стотине пута већи од притиска генерисаног након што се вода компресује (јавни извештај: Pump Butler). У овом тренутку, овај део цевовода са скривеним опасностима може довести до следећих ситуација:
• Након што вода прође узводно кроз цев, капајућа вода нестаје низводно. То је зато што ваздушни јастук у цеви блокира проток воде, што узрокује одвајање воденог стуба.
• Компримовани гас у цевоводу се компримује до максималне границе и брзо се шири, што доводи до пуцања цевовода.
• Када се вода из извора високог водостаја транспортује низводно одређеном брзином гравитационим током, након што се узводни вентил брзо затвори, због инерције висинске разлике и брзине протока, водени стуб у узводној цеви се не зауставља одмах. Она се и даље креће одређеном брзином. Брзина тече низводно. У овом тренутку, у цевоводу се ствара вакуум јер се ваздух не може благовремено надокнадити, што доводи до испуштања ваздуха из цевовода због негативног притиска и оштећења.
(3) Јарак и земља за затрпавање не испуњавају прописе.
Неквалификовани ровови се често виђају у планинским подручјима, углавном зато што у одређеним областима има много камења. Ровови се копају ручно или се експлозивом разарају. Дно рова је веома неравно и има оштрог камења које вири. У овом случају, према релевантним прописима, камење на дну рова треба уклонити и поплочати више од 15 центиметара песка пре него што се цевовод може положити. Међутим, грађевински радници су били неодговорни или су ишли путем заобилазних поступака и директно положили песак без поплочавања песка или симболичног поплочавања песка. Цевовод се поставља на камење. Када се затрпавање заврши и вода се пусти у рад, због тежине самог цевовода, вертикалног притиска земље, оптерећења возила на цевовод и суперпозиције гравитације, он је ослоњен на једно или више оштрих подигнутих камења на дну цевовода. Услед прекомерне концентрације напона, цевовод ће вероватно бити оштећен на овом месту и пући дуж праве линије. То је оно што људи често називају „ефекат бушења“.

4/Мере

Постоји много заштитних мера за водени удар, али је потребно предузети различите мере у складу са могућим узроцима воденог удара.
1. Смањење протока водоводних цевовода може донекле смањити притисак воденог удара, али ће повећати пречник водоводних цевовода и повећати инвестиције у пројекат. Приликом постављања водоводних цевовода, треба обратити пажњу на избегавање неравнина или драстичних промена нагиба како би се смањила дужина водоводног цевовода. Што је цевовод дужи, већа је вредност воденог удара када се пумпа заустави. Од једне до две црпне станице, користи се бунар за усисавање воде да би се повезале две црпне станице.
Водени удар када се пумпа заустави

Такозвани водени чекић при заустављању пумпе односи се на феномен хидрауличног удара изазваног наглим променама брзине протока у воденој пумпи и цевима под притиском када се вентил отвори и заустави због изненадног нестанка струје или других разлога. На пример, квар електроенергетског система или електричне опреме, повремени квар јединице водене пумпе итд. може проузроковати да центрифугална пумпа отвори вентил и заустави рад, што резултира воденим чекићем када се пумпа заустави. Величина воденог чекића када се пумпа заустави углавном је повезана са геометријским притиском пумпне просторије. Што је већи геометријски притисак, већа је вредност воденог чекића када се пумпа заустави. Стога, разуман притисак пумпе треба одабрати на основу стварних локалних услова.

Максимални притисак воденог удара када је пумпа заустављена може достићи 200% нормалног радног притиска, или чак и више, што може уништити цевоводе и опрему. Опште несреће узрокују „цурење воде“ и нестанак воде; озбиљне несреће узрокују поплаву пумпне просторије, оштећење опреме и оштећење објеката, штету или чак узроковати телесне повреде или смрт.

Након заустављања пумпе услед незгоде, сачекајте да се цев иза неповратног вентила напуни водом пре него што покренете пумпу. Не отварајте потпуно излазни вентил водене пумпе приликом покретања пумпе, у супротном ће доћи до великог удара воде. У многим црпним станицама се често дешавају велике незгоде са воденим чекићем у таквим околностима.

2. Подесите уређај за елиминацију воденог удара
(1) Коришћење технологије контроле константног напона
PLC аутоматски управљачки систем се користи за управљање пумпом са променљивом фреквенцијом брзине и за аутоматску контролу рада целог система водоснабдевања у пумпној просторији. Пошто се притисак у водоводној мрежи стално мења са променама радних услова, током рада система се често јавља низак или превелики притисак, што може лако изазвати водени удар, што доводи до оштећења цевовода и опреме. PLC аутоматски управљачки систем се користи за контролу цевоводне мреже. Детекција притиска, повратна контрола покретања и заустављања водене пумпе и подешавање брзине, контрола протока и тиме одржавање притиска на одређеном нивоу. Притисак довода воде пумпе може се подесити контролом микрорачунара како би се одржао константан притисак у доводу воде и избегле прекомерне флуктуације притиска. Вероватноћа воденог удара се смањује.
(2) Инсталирајте елиминатор воденог удара
Овај уређај углавном спречава хидраулични удар када је пумпа заустављена. Генерално се инсталира близу излазне цеви водене пумпе. Користи притисак саме цеви као снагу за остваривање аутоматског деловања ниског притиска. То јест, када је притисак у цеви нижи од подешене вредности заштите, отвор за одвод ће се аутоматски отворити да би се вода испустила. Растерећење притиска се користи за уравнотежење притиска у локалним цевоводима и спречавање утицаја хидрауличног удара на опрему и цевоводе. Елиминатори се генерално могу поделити на два типа: механичке и хидрауличне. Механички елиминатори се ручно враћају у првобитно стање након деловања, док се хидраулични елиминатори могу аутоматски ресетовати.
(3) Уградите споро затварајући неповратни вентил на излазну цев водене пумпе великог пречника

Може ефикасно елиминисати хидраулични удар када је пумпа заустављена, али зато што ће се одређена количина воде вратити кадаАПИ 609Када се вентил активира, бунар за усисавање воде мора имати преливну цев. Постоје две врсте споро затварајућих неповратних вентила: чекићасти тип и тип за складиштење енергије. Ова врста вентила може подесити време затварања вентила у одређеном опсегу по потреби (добродошли у праћење: Pump Butler). Генерално, вентил се затвара 70% до 80% у року од 3 до 7 секунди након нестанка струје. Преосталих 20% до 30% времена затварања подешава се у складу са условима водене пумпе и цевовода, генерално у опсегу од 10 до 30 секунди. Вреди напоменути да када постоји грба у цевоводу и дође до воденог чекића, улога споро затварајућег неповратног вентила је веома ограничена.
(4) Поставите једносмерни торањ за регулацију притиска
Гради се у близини пумпне станице или на одговарајућем месту на цевоводу, а висина једносмерног успона је нижа од притиска у цевоводу тамо. Када је притисак у цевоводу нижи од нивоа воде у торњу, торањ за регулацију притиска допуњава воду у цевовод како би спречио пуцање воденог стуба и премостио водени удар. Међутим, његов ефекат смањења притиска на водени удар, осим воденог удара који зауставља пумпу, као што је водени удар који затвара вентил, је ограничен. Поред тога, перформансе једносмерног вентила који се користи у једносмерном торњу за регулацију притиска морају бити апсолутно поуздане. Када вентил откаже, може изазвати велики водени удар.
(5) Поставите обилазну цев (вентил) у пумпној станици
Када систем пумпе ради нормално, неповратни вентил је затворен јер је притисак воде на страни потиска пумпе већи од притиска воде на усисној страни. Када случајни нестанак струје изненада заустави пумпу, притисак на излазу из станице за пумпу воде нагло пада, док притисак на усисној страни нагло расте. Под овим диференцијалним притиском, вода краткотрајног високог притиска у главној цеви за усисавање воде отвара плочу неповратног вентила и тече до воде краткотрајног ниског притиска у главној цеви за пумпу воде под притиском, што доводи до повећања ниског притиска воде тамо; с друге стране, смањује се и пораст притиска воденог удара на усисној страни водене пумпе. На овај начин се контролише пораст и пад притиска воденог удара са обе стране станице за пумпу воде, чиме се ефикасно смањују и спречавају опасности од воденог удара.
(6) Поставите вишестепени неповратни вентил
У дугачком водоводном цевоводу додајте један или вишенеповратни вентили, поделите водоводну цевовод на неколико делова и на сваки део инсталирајте неповратни вентил. Када се вода у водоводној цеви враћа током хидрауличног удара, сваки неповратни вентил се затвара један за другим како би се повратни ток поделио на неколико делова. Пошто је хидростатички притисак у сваком делу водоводне цеви (или дела хидрауличног удара) прилично мали, проток воде се смањује. Појачање удара. Ова заштитна мера се може ефикасно користити у ситуацијама када је геометријска разлика у висини довода воде велика; али не може елиминисати могућност одвајања воденог стуба. Њен највећи недостатак је: повећана потрошња енергије водене пумпе током нормалног рада и повећани трошкови снабдевања водом.