Що таке гідроудар простими словами?
Гідравлічний удар – це явище, що є короткочасною, але різкою і сильною зміною (підвищення або зниження) тиску в трубопроводі при раптовій зміні швидкості руху (гальмування або прискорення) потоку води в трубопроводі.
Або, тобто – це складний комплекс явищ, що відбуваються в рідинах при різкій зміні її швидкості. Виникає в рідині, що рухається при швидкому перекритті трубопроводу яким-небудь запірним пристроєм, при різкій зупинці насоса. Істотною частиною гідроудару є хвильовий характер зміни тиску та швидкості.
Які наслідки після гідроудару?
Наслідки після гідроудару досить значні – це руйнування трубопроводів, запірно-регулюючої арматури, насосного обладнання та інших елементів трубопровідної системи. Також гідроудар може призвести до забруднення довкілля.
Наслідки від виникнення гідроудару можуть призвести до значної шкоди. Тому необхідно вживати всіх заходів для запобігання різкій зміні тиску в трубопроводах.
Які типи гідроудару бувають?
Гідравлічний удар поділяється на два типи, залежно від того, підвищується або знижується тиск у трубопроводі:
- Позитивний – при швидкому підвищенні тиску у трубопроводі. Це може статися при швидкому закритті запірної арматури або при включенні насосного обладнання.
- Негативний – при різкому зниженні тиску у трубопроводі, що виникає при відкритті запірної арматури (засувка, кран, вентиль) або відключення насосного обладнання.
Які причини виникнення гідроудару?
Гідроудари виникають в основному з таких причин:
- Зміна швидкості потоку робочого середовища, що виникають через різке відкривання або закривання вентилів, засувок та іншої запірної арматури;
- Увімкнення або вимкнення насоса може призвести до різкої зміни тиску в трубопроводі;
- Наявність різких перепадів перерізу труб у системі також спричиняє виникнення гідроудару;
- Повітряні пробки, протилежно спрямований потік робочого середовища та інші перешкоди у трубопроводі також є причиною гідроудару.
В основному гідравлічний удар у трубопроводі виникає, коли трубопровідна арматура різко закривається. При постійному потоці води у трубопроводі та тиск постійно. Але як тільки відбувається різке перекриття потоку робочого середовища, тиск на стінки трубопроводу збільшується в кілька разів. У результаті можуть луснути труби або пошкодитися прокладки в місцях приєднання труб та трубопровідної арматури.
При різкому відкриванні арматури робоче середовище з великим прискоренням спрямовується в область з нижчим тиском, що знаходиться за відкритою арматурою. У цій ситуації на небезпеку наражаються місця, що знаходяться після запірного обладнання.
Які засоби захисту від гідроудару?
Щоб звести до мінімуму ймовірність виникнення гідроудару необхідно дотримуватись правил монтажу водопровідних та опалювальних комунікацій. Але тільки цього недостатньо. Для повнішої впевненості необхідний комплексний підхід, дотримання правил безпеки та технічних інструкцій.
Простіше кажучи, щоб захистити трубопровідні системи від гідроудару необхідно:
- Плавно закривати та відкривати запірну арматуру.
При плавному закритті крана тиск у трубопроводі поступово вирівнюватиметься. Ударна хвиля, що виникає при цьому процесі, матиме незначну силу, і отже, потужність гідравлічного удару буде мінімальною.
- Використовувати в системі пристрій, що амортизує.
Які пристрії амортизують потік в системі трубопроводу?
Такий пристрій є відрізком труби з еластичного пластику або каучуку, яким замінюється частина жорсткої труби. Монтується воно перед термостатом у напрямку руху робочої рідини. У разі виникнення гідравлічного удару відбувається розтяг стінок еластичного відрізка труби, і сила гідроудару значно гаситься.
- Використовувати гідроакумулятори та демпферні пристрої.
Що таке гідравлічний акумулятор у системі трубопроводу?
Гідравлічний акумулятор застосовується для підтримки стабільного тиску рідини у трубопровідній системі. Такі пристрої виконані у вигляді металевого герметичного бака з розташованими всередині еластичною мембраною та повітряним клапаном. У момент виникнення гідроудару еластична мембрана переміщається – це дозволяє вмістити надлишок рідини. Коли тиск нормалізується, зменшується, мембрана повертається у вихідне положення під впливом повітря, розташованого зі зворотного боку.
- Застосовувати автоматику насосного обладнання та запірної арматури.
Спеціальні регулятори, частотні перетворювачі та інші подібні прилади дозволяють плавно регулювати зниження чи збільшення швидкості обертання насосних валів, які впливають на швидкість руху робочого середовища. Це дозволяє зменшити силу впливу та знизити ризик появи гідроударів. Щоб забезпечити плавний пуск та зупинку насосів у сучасних системах, застосовуються спеціальні клапани, що працюють під управлінням електрики.
Також запірна арматура може закриватися автоматично, тому застосовуються автоматичні пристрої плавного відкриття та закриття арматури. Звичайно, вся ця електроніка дозволяє виключити людський фактор, але ставить всю систему в залежність від електрики. Такі системи необхідно обладнати резервним джерелом електроенергії.
- Використовувати байпас.
Що таке байпас простими словами?
Байпас – це додаткова ділянка трубопроводу, яка монтується як обхідний канал і служить для регулювання пропускної спроможності трубопровідної системи.
- Застосовувати захисний клапан.
Захисний клапан реагує на стрибки тиску та оберігає систему від гідроударів. Принцип роботи таких пристроїв є досить простим. Як тільки тиск робочого середовища в місцях установки клапанів перевищує допустимий, то клапан відразу відкривається і відбувається скидання тиску. Як тільки тиск зменшується і приходить у норму – клапан закривається.
Також ці клапани треба встановлювати поряд із насосом. Запобіжний клапан захищає насосне обладнання у разі непередбаченої зупинки під час вимкнення електрики.
- Застосовувати повітряні клапани (повітровідвідники).
Який принцип роботи повітряного клапана?
Дані пристрої необхідні боротьби з повітряними пробками, які є однією з причин виникнення гідравлічних ударів. Повітряні клапани відводять гази із трубопровідної системи, що утворилися в процесі роботи.
- Використовувати труби більшого діаметра.
Швидкість руху робочого середовища у трубопроводі більшого діаметра менша, ніж у трубах з маленьким діаметром. Отже, зменшується можливість виникнення гідроудару. Однак, цей спосіб набагато витратніший, оскільки вартість труб більшого діаметра набагато вища.
Щоб уникнути наслідків після гідроударів, необхідно виконувати всі рекомендації фахівців. Тим самим захистити всю трубопровідну систему від гідравлічних ударів. Це дозволить забезпечити безперебійну та ефективну роботу системи протягом тривалого часу.