Разное

Гидроудар в системе водоснабжения: что такое, причины, защита, как избежать

Содержание

Гидроудар в системе водоснабжения: причины, последствия, решение

По статистике, в 60 % случаев прорыв водопровода в частных домах происходит из-за гидроудара. Что это такое и как избежать досадных аварий, вы узнаете из этой статьи.

Для начала разберемся, что такое гидроудар. Гидроудар – резкое изменение давления в трубах.

Гидравлический удар принято разделять на два вида.

  • Положительный – давления резко повышается. Это происходит при быстром закрытии водопроводного крана или включении насоса.
  • Отрицательный – падение давления из-за открытия крана или отключения насоса.

Рассмотрим подробнее гидроудар первого типа, так как он представляет наибольшую опасность для системы водоснабжения.

Представьте, что вы только что открыли водопроводный кран и использовали воду для своих целей (вымыли посуду, умылись и так далее). Когда вода больше не нужна, вы, естественно, закрываете кран.

Что при этом происходит в системе водоснабжения? Вода по инерции какое-то время течет по трубам с прежней скоростью потока, при этом сталкивается с препятствием (кран закрыт). И, «спотыкаясь» о преграду, поток возбуждает обратную волну. А поскольку система водоснабжения герметична, обратная волна сталкивается с водной массой, идущей навстречу. В результате получается удар определенной силы, который ищет выхода в окружающей среде (то есть в трубах).

При небольшой силе толчка удар гасится трубопроводом. При мощном гидроударе или ветхом состоянии системы происходит авария, разрыв водопровода.

Среди прочих причин гидроудара – резкое включение насоса, перебои в электроснабжении, аварийное отключение насоса, срабатывание систем защиты трубопровода. Во всех этих случаях давление в водопроводе резко меняется, что влечет за собой деформацию труб, вплоть до их разрыва. Надо сказать, что даже процессы коррозии и иные чрезвычайные обстоятельства не имеют такого влияния на водопровод, как гидроудары.

Чем грозит гидроудар в системе водоснабжения?

Кроме разрушения водопроводной системы, которая всегда выливается в большие денежные траты, гидроудар грозит затоплением жилища, порчей имущества, бытовых приборов, и, самое страшное, ожоговым травматизмом. Именно поэтому рекомендуем вам внимательно отнестись к проблеме гидроударов в системе водоснабжения и максимально обезопасить себя и своих домочадцев.

Как узнать, есть ли гидроудары в системе?

Диагностировать наличие гидроударов в системе просто. Первые признаки – щелчки, постукивания и прочий шум, который будет слышен при открытии и закрытии крана. Большинство из нас не обращают внимания на эти звуки, а ведь именно они первыми свидетельствуют о чрезмерных нагрузках системы.

Как предотвратить гидроудары?

Существует несколько видов защиты системы водоснабжения от гидроударов. Рассмотрим основные.

  1. Плавное закрытие крана. Если потребитель закрывает кран постепенно, давление в системе водоснабжения плавно выравнивается и обратная волна формируется небольшой силы, что снижает мощность гидроударов. Однако всегда плавно закрывать кран не получится. Ведь теперь большинство кранов оснащены шаровой конструкцией, а не вентильной (когда приходилось крутить вентили, чтобы закрыть кран). С шаровой конструкцией одно нечаянное резкое движение – и кран закрыт. Кроме того, дети или ваши гости могут не знать, как правильно закрывать кран.
  2. Использование труб большого диаметра. Чем больше диаметр труб, тем ниже скорость потока воды, и, соответственно, гидроудар. Но этот метод защиты требует повышенных денежных вложений (на трубы, их проведение и теплоизоляцию) и не всегда эстетично выглядит.
  3. Установка амортизирующего устройства по направлению потока воды. Перед термостатом вместо жесткой трубы устанавливается кусок из эластичного пластика или каучука. При гидроударе этот участок растягивается и частично гасит силу удара.
  4. Использование компенсаторного оборудования. Гидроаккумулятор – это бак, куда при гидроударе будет сбрасываться излишняя вода до нормализации давления системы. Реле давления – элемент, который не спасет от гидроудара, но отключит насос, когда вы перекроете кран и давление превысит определенное значение. При этом надо учитывать, что выключение насоса не произойдет мгновенно.
  5. Система водоснабжения Ermangizer – защита от гидроудара

    Система водоснабжения Ermangizer. Если гидравлический удар спровоцирован включением насоса, то наилучшим решением будет комплекс Эрманджайзер. Основной элемент системы – частотный преобразователь, который регулирует работу насоса и обеспечивает плавный пуск. При этом исключается резкое повышение давление в системе, вызывающее гидроудар. Кроме того, частотный преобразователь Ermangizer обеспечивает бесперебойный стабильный напор воды в кране, независимо от объема водопотребления, а также увеличивает срок службы насоса. Установка системы Эрманджайзер является наиболее эффективным решением.

Узнайте больше о преимуществах системы Ermangizer по телефону: +7 (343) 378-09-50

Защитите систему водоснабжения в своем доме от гидроудара!

Гидроудар в системе водоснабжения

Гидроудар в системе водоснабжения возникает при отсутствии пропускной способности трубы в результате её закупорки воздушным пузырём или твёрдым предметом, снижающим проходимость жидкости на определённом участке. Работающий нагнетательный насос способствует росту давления жидкости до критических показателей. В результате чего происходит разгерметизация трубопровода в результате разрыва трубы или разъединения стыкующих элементов.

Серьёзными последствиями грозят повреждения трубопровода в следствии гидроудара:

  • необходимость ремонта дефектного участка;
  • длительное просушивание помещения;
  • замену деревянной мебели;
  • замену облицовочных древесных материалов, гипсокартонных переборок.

Гидроудар в циркуляционной системе коммуникаций является сопутствующим явлением при запуске насоса, перекачивающего жидкость. Вибрация, как при ручном, так и автоматическом запуске нагнетающего насоса, передаётся трубам, что так же служит причиной разгерметизации систем жизнеобеспечения дома.

Примерно такие же перегрузки испытывают стенки канализации при начале слива воды из стиральной или посудомоечной машины и автономная система отопления при очередном цикле подачи жидкости к радиаторам. Разница заключается в силе давления на стенки труб при запуске и при постоянном цикле подачи.

Гидроудар – неполадка или неизбежность?

Гидроудар в системе водоснабжения бывает двух видов, в сторону увеличения или понижения давления. Это можно сравнить с артериальным давлением человека. При отрицательном гидравлическом давлении жидкости на стенки труб угрозы не существует, в этот момент наблюдается снижение напора воды.

Много серьёзнее обстоят дела при значительном повышении давления в водопроводе, спровоцированном затором на одном или нескольких участках. Причиной этого могут стать:

  • резко открытая заглушка, запорный кран;
  • скопившийся в процессе простоя системы воздух;
  • разгерметизация, получившаяся в результате неправильной консервации системы перед перерывом в её эксплуатации.

Определить эту неполадку можно на слух, трубы начинают издавать устрашающие звуки. Характеристики и громкость звуков отличаются в зависимости от материала, из которого изготовлены трубы.

Как услышать и предотвратить угрозу

В металлопластиковых и полипропиленовых трубах есть звукоизоляционный слой. Чрезмерное давление внутри системы – борьба воды с воздушной пробкой, по восприятию на слух больше напоминает громкое урчание сытого кота или раздражённого кишечника. Металлические и медные трубы усиливают звук, транслируя его по всей системе. Чем дальше от его источника, тем сильнее и протяжнее скрежетание.

Лучшим способом снятия напряжения с внутренней поверхности стенок трубопровода можно считать открытый кран, если причиной слабой проходимости воды стала воздушная пробка, образовавшаяся при резкой приостановке подачи воды. При выходе жидкость будет насыщена пузырьками воздуха.

Внимание! Чем больше запорных кранов в системе, тем надёжнее защита. Перекрытие прохода жидкости к повреждённому участку, а не по всей протяжённости трубопровода сокращает зону риска для гидроудара.

Уязвимость труб при гидроударе

Не открытый вовремя кран или не отключённый в экстренной ситуации нагнетающий насос – это предпосылка к тому, что вода дырочку найдёт и расширит. У каждого вида труб есть свои слабые места.

  • Бесшовные металлические  чаще повреждаются на сгибах, чем круче угол, тем сильнее риск.
  • Швы на металлопрокатных изделиях не рассчитаны на давление, превышающее то, что указано в маркировке.
  • В металлопластиковых водопроводах зоны риска находятся в местах стыков с фитингами – тройниками, запорными кранами и угловыми соединениями.
  • Полипропиленовые более устойчивы за счёт большего диаметра и паяных углов, но зоны риска те же, что и в металлопластиковом водопроводе.

Наиболее подвержены повреждениям при гидроударе трубы с внутренним диаметром меньше 10 мм.

Слабое место сварных систем из нержавеющей стали – края соединяемых элементов, на которые воздействовала плазма. Ухудшение технических данных металла – это более весомый аргумент в отказе от использования нержавейки в монтаже автономного водопровода, чем высокая стоимость материала. Радужные разводы, относимые профессионалами к цветам побежалости, не всегда свидетельствуют о перегреве стали. Большую опасность представляют выделяющиеся оксиды. В местах их выделения даже нержавеющая сталь подвергается коррозии.

Возможные причины нарастания гидравлического давления, как его избежать

Эксплуатация автономного водопровода в режиме non-stop практически не производится. Насос запускается автоматически при необходимости подачи очередной порции воды в дом. Если перед этим не было никаких аварийных ситуаций, то перегрузка будет кратковременной. Повреждение может вызвать только естественный износ трубопровода.

Если предыдущее отключение насоса было произведено в аварийном режиме, то это может повлечь образование преграды воде в виде воздушной пробки. Тоже происходит и при резком перекрытии запорной арматуры. Когда мастер предлагает установить барашковый кран вместо шарового, в этом есть свой резон.

Краны старого образца дают реальную возможность плавно перекрыть воду и также постепенно открыть её доступ в систему при последующем включении насоса после проведения профилактических или ремонтных работ. Пожалуй, это лучшая защита труб от повышенного давления на стенки.

При длительном перерыве в работе водопровода, частично находящегося за пределами здания, в трубах может оказаться лёд. Эта преграда вполне материальна и более опасна, чем воздух. Сход снега с полей – не критерий того, что вода, находящаяся под землёй, полностью растаяла.

При сильном понижении температуры воздуха приводит к замерзанию воды внутри труб даже в действующих автономных водопроводах. Защита от гидроудара в системе водоснабжения, при пуске в сильные морозы, заключается в ее максимальном утеплении. В районах с умеренным климатом для защиты бывает достаточно установки утеплённых коробов, препятствующих промерзанию. В районах, где этой меры может оказаться недостаточно, используется электрический кабель для подогрева. Прокладывается он по всей длине подземной части водопровода.

Защита водопровода от перегрузок внутри дома

Основной защитой длинного участка от повреждений внутри дома стали компенсаторы сильфонного типа. Этот элемент конструкции, за счёт предусмотренного изготовителем растяжения, предотвращает деформацию и разрыв труб при гидроударе. Особенность компенсаторов заключается в соединительной функции основных деталей трубопровода и герметизации системы водоснабжения.

Если есть возможность сделать водопровод с меньшим количеством стыков, врезок, то мастера пользуются способом самокомпенсации системы. Он заключается в изгибах трубы, что естественным образом гасит давление нагнетаемой насосом жидкости. Метод защиты от гидроударов в системе водоснабжения, без использования дополнительных деталей, хорошо работает на участках трубопровода малого метража. Там, где нет больших температурных перепадов, деформация от сжатия или растяжения материалов трубам не грозит.

Для участков труб, контактирующих с горячей водой, используются и другие компенсаторы гидравлического давления:

  • п-образные;
  • линзовые;
  • сальниковые.

Подбор компенсаторов и методов гашения гидроудара производится на стадии составления проекта. Но и в процессе эксплуатации всегда есть возможность усовершенствования автономных систем, водоснабжения и отопления. Что чаще всего это бывает в процессе установки дополнительных сантехнических точек.

Главная защита – соблюдение правил эксплуатации

Не обязательно знать, что такое гидроудар в системе водоснабжения, главное уметь его предотвратить:

  1. Перед первичным запуском водопровода необходимо стравить воздух.
  2. После зимнего периода, если скважина подачи воды не использовалась, нужно обезопасить её от разрыва под воздействием льда. Для этого в колонку, к которой подключен насос, заливают горячую воду.
  3. Чтобы избежать воздушной пробки при подключении оборудования после длительного перерыва, при стабильно плюсовой температуре, повысить уровень до рабочего состояния можно холодной водой.
  4. Перед запуском насоса требуется проверить, все ли перекрывающие краны (вентили) открыты.
  5. Если конструкция электродвигателя позволяет регулировать режим подачи, этим следует воспользоваться, повышая давление в системе постепенно.

К поломкам в системе водопровода приводит гидроудар, вибрация, неправильная сборка трубопровода, неверно проведённые расчёты при подборе диаметра к мощности оборудования, обеспечивающего циркуляцию жидкости. Статистика показывает, что 60% повреждений вызваны систематическими или разовыми резкими скачками давления в трубах.

Пузыри на трубе

Характерное потрескивание в водопроводных трубах – это сигнал о неполадке. В системе есть предпосылка к разгерметизации. Возможно, что пластик имела механическое повреждение, невидимое до момента установки. Вибрация, создаваемая насосом, способствует её расширению. Достаточно небольшого увеличения давления в трубопроводе, для того, чтобы проблема стала явной.

Появление на многослойных трубах холодного водоснабжения пузырей напрямую указывает на слабое звено в системе. Участок, на котором проявились последствия подскакивания давления, подлежит срочной замене. Карман, созданный водой, непременно прорвётся. Значительно проще заменить отрезок трубопровода, не дожидаясь потопа при котором придётся экстренно перекрывать задвижки в аварийном режиме, что может послужить причиной следующего гидроудара.

Пузыри на трубах горячего водоснабжения могут вообще не говорить о повреждении, если при монтаже использовались армированные трубы из полимера. Особенности строения армированной трубы заключаются в том, что главную часть и внешний слой разделяет металлическая фольга, зафиксированная двумя слоями игольчатого клея.

При нагревании материалы дают разную степень растяжения. Внешний слой проницаем для воздуха, а при неоднократном остывании его материал подвергается деформации, создавая карманы для образовавшегося между ним и фольгой конденсата. Опасности разрыва, при штатном давлении, в этом случае не существует.

Для чего нужен проект водопровода

Протяжённость водопровода даже в частных домах разная. Каждый метр на прямой траектории добавляет углу наклона трубы определённый градус. В первую очередь это необходимо для того, чтобы вода не застаивалась.

Прямой и тупой угол изгиба с разной степенью эффективности гасит гидроудар, который может стать причиной поломки дорогостоящего оборудования:

  • силового агрегата;
  • водонагревателя;
  • 2-контурного котла, обеспечивающего не только подачу воды к умывальнику, но и к системе «тёплый пол».

Чёткая геометрия хороша для исполнения декоративной отделки. При подключении сантехнических точек прямые линии труб не всегда актуальны. Каждый изгиб и угол наклона неоднократно просчитывается и выверяется проектировщиками.

Стоимость проекта дома с коммуникационными развязками незначительно дороже того, в котором удобства не предусмотрены. Во многих частных домах закладка трубопровода начинается ещё при закладке фундамента. Поэтапная сборка всех узлов в строгом соответствии со строительным планом – это лучшая защита дома от преждевременного разрушения, а водопровода от гидроудара. На расчётах экономить не рекомендуется, равно как и на найме профессиональных сантехников.

Если уж случилась беда, и произошла разгерметизация трубы отопления или теплого пола, то необходимо срочно произвести ремонт поврежденного участка. Обнаружить скрытую протечку в полу, стене или в земле можно с помощью тепловизора. Компания «Sohranim-teplo» занимается поиском утечек в системе отопления и на протяжении более чем десяти лет успешно помогает людям в решении данной проблемы.

 

Гидроудар в системе водоснабжения — АО Гидроинжстрой

Гидравлический удар – резкое увеличение давления в замкнутой системе при быстром изменении скорости потока жидкости. Это явление часто возникает в системах водоснабжения. Различают положительный и отрицательный гидроудары. Первый возникает при быстром запуске насоса или при быстром перекрытии крана. Второй – при быстрой остановке насосного агрегата или открытии запорной арматуры.

Причины гидроударов в системе водоснабжения

Гидроудары в системах водоснабжения возникают:

  • При ошибках проектирования систем водоподачи. Частые резкие переходы между трубами разного сечения способствуют резкому изменению скорости потока воды.
  • Применение шаровых кранов и другой арматуры, быстро перекрывающей воду. Правильный выбор запорных устройств позволит избежать гидравлических ударов в системе.
  • Установка насосных агрегатов прямого пуска с нерегулируемой производительностью. В автономных системах водоподачи предпочтительно применять насосы с частотно-регулируемым приводом. Это позволяет избежать гидроударов в системе водоснабжения.

Последствия гидроударов

При резком изменении скорости потока, давление в трубопроводе кратковременно возрастает в десятки раз. Постоянные гидроудары приводят:

  • К нарушению герметичности трубопровода. Под воздействием высокого давления и явления кавитации, которое сопровождает гидроудары, нарушается целостность труб, уплотнителей в местах соединения.
  • К выходу из строя фильтров, бойлеров. При постоянных гидроударах в системах горячего и холодного водоснабжения существенно сокращается срок службы водонагревателей, фильтрующих воду устройств.

Как устранить гидроудары в системе водоснабжения

Гидравлические удары снижают срок службы арматуры и системы подачи воды в целом, грозят затоплением, порчей имущества. При постоянных стуках, щелчках, других посторонних шумах при открытии и закрытии крана или запуске насоса необходимо принять соответствующие меры:

  • Заменить шаровые краны на вентильные.
  • Сократить количество переходов труб на меньший или больший диаметр.
  • Исправить ошибки монтажа трубопровода.
  • Заменить нерегулируемые насосы на агрегаты с частотно-регулируемым приводом (для автономных систем).
  • Установить гидроаккумулятор или компенсаторы гидроударов.

Замена арматуры, насосов и внесение изменений в конфигурацию трубопровода достаточно дорогой способ, не гарантирующий 100% защиту. Для того чтобы избежать неприятных последствий, целесообразно установить защиту от гидроудара в системе водоснабжения. Это может быть гидроаккумулятор мембранного типа или компенсаторы. Первое устройство представляет собой бак с диафрагмой. При резком повышении давления мембрана растягивается и предохраняет систему от гидроудара.
Компенсатор гидроударов в системах водоснабжения представляет собой отрезок трубы из эластичного материала или пружинное устройство, устанавливаемое на трубопроводе. При резком изменении давления рабочий элемент этих устройств деформируется и компенсирует ударное воздействие.

Гидроудар в трубопроводе – причины и последствия

На чтение 10 мин. Просмотров 12.9k. Обновлено

Кран с питьевой водой в каждом доме – это не роскошь, а достижение прогресса, но лишиться такого приятного удобства можно в один миг, если образовался гидроудар в трубопроводе. Гидравлический удар может стать причиной не только отсутствия воды, но и привести к затоплению квартиры.

О том, каким образом возникает такое опасное явление и как его избежать, будет подробно рассказано в данной статье.

Природа гидравлического удара в трубопроводах

Гидроудар – это ударная волна, которая распространяется по поверхности водопровода, а также по элементам арматуры. Разрушительное действие такого явления связано, прежде всего, с невозможностью жидкости сжиматься.

Если воду можно было, например, как газ сжать в несколько раз, то трубы не разрывались бы от резкого увеличения давления. Чрезмерное давление возникает в том случае, когда движение жидкости резко останавливается, но вызвать гидроудар могут и другие явления в системе водоснабжения .

Причины

Наиболее часто гидравлический удар происходит при резком закрытии запорной арматуры. Когда вода течёт по трубам и выливается из крана, то в системе водопровода сохраняется постоянное значение давления, но в момент резкого перекрытия арматуры, это значение может увеличиться в несколько раз, в результате чего, стенки трубы не выдерживают напора и лопаются.

Причиной гидроудара могут также стать:

  • Резкое включение или выключение мощного насоса.
  • Воздушные пробки имеющиеся в контуре водопровода или отопления.

Включение и отключение насоса может быть спровоцировано нестабильным электроснабжением объекта, на котором находятся мощные насосные станции для перекачки воды. Воздушные пробки также занимают не последнее место в возникновении такого опасного явления, поэтому прежде чем эксплуатировать замкнутые системы с жидкостью, следует убедиться в полном отсутствии воздуха в них.

Последствия

При многократном воздействии высокого давления, которое возникает в результате гидравлического удара, даже очень надёжные системы могут потерять герметичность. Разрыв трубопровода может произойти и от однократного, но сильного гидравлического удара.

В результате такого воздействия водоснабжение объектов, к которым подведена водопроводная труба, полностью прекращается. К сожалению, последствия такого явления не ограничиваются только отсутствием воды в кране.

Если разрыв трубы произошёл в многоквартирном доме, то после разрыва трубы и попадания жидкости в жилое помещение будет повреждено имущество владельцев квартиры, а также соседей этажом ниже.

Если разрывается магистральная труба водопровода, по которой снабжается водой целый район города, то авария уже может расцениваться как ЧП.

В результате такого происшествия жильцы десятков многоквартирных домов останутся не только без питьевой воды, но и без канализации, так как все бачки унитазов запитываются от трубы холодного водоснабжения. Воспользоваться душем, даже при неповреждённом трубопроводе с горячей водой, также вряд ли получится.

Если в результате гидравлического удара повреждается труба с горячей водой, то такое происшествие, кроме материального ущерба, может привести к серьёзным ожогам. Особенно опасна может быть разгерметизация системы отопления, в которой теплоноситель всегда находится под значительным давлением, а температура жидкости составляет более +70 градусов.

Последствия гидроударов в трубопроводах большого диаметра в черте города, могут быть также весьма плачевными. Кроме возможных травм, которые могут получить пешеходы, находящиеся рядом с местом аварии, значительное истечение жидкости очень часто приводит к парализации участка автодороги, особенно в том случае, когда на данном участке осуществляется перевозка пассажиров транспортом работающем на электрической тяге.

Последствия от возникновения гидроудара, могут привести к значительному ущербу, поэтому так важно научиться предотвращать появление резкого усиления давления в трубопроводах.

Способы защиты

Соблюдение правил монтажа водопроводных и отопительных коммуникаций позволяет свести к минимуму вероятность возникновения такого опасного явления, как гидравлический удар, но полностью исключить его только правильно спроектированными системами не получится. Для избегания такой неприятной ситуации необходим комплексный подход и соблюдение правил безопасности и технических инструкций.

Значительно снизить вероятность возникновения гидравлического удара, можно если следовать следующим правилам при проведении монтажа водопроводов и их эксплуатации.

  • При запуске водопровода или отопления в эксплуатацию, запорные элементы арматуры должны открываться очень медленно. Перекрытие подачи жидкости, также должно осуществляться очень плавно. Плавное закрытие и открытие запорной арматуры должно осуществляться не только на промышленных объектах, но и при запуске водоснабжения и отопления в частном доме. Чрезмерное давление при возникновении гидравлического удара способно легко повредить домашние коммуникации, поэтому не стоит пренебрегать правилами технической безопасности, в случае когда вода в частном доме подаётся со значительным давлением.
  • Если в системе водопровода или отопления установить автоматические устройства плавного открытия и закрытия запорной арматуры, то можно полностью исключить человеческий фактор при возникновении гидравлического удара. Конечно, при использовании электроники, водопроводные системы становятся зависимыми от электрического тока, но, чтобы полностью исключить вероятность выхода из строя по причине установленных автоматов, необходимо оборудовать такие механизмы резервным источником электроэнергии. Такая подстраховка абсолютно необходима, как на крупном предприятии, так и для нормального функционирования коммуникаций расположенных в частном доме. Автоматической регулировкой рекомендуется оснастить и насосные станции. В этом случае, также можно избежать гидроудара от резкого перепада давления в результате включения или отключения мощного насосного оборудования.
  • Применение гидроаккумуляторов и демпферных устройств, также позволяет свести к минимуму последствия резкого увеличения давления в водопроводной сети. Такие устройства обычно состоят из металлического корпуса с расположенной внутри мембраной. При возникновении гидроудара, мембрана перемещается, что позволяет вместить излишек жидкости. Когда угроза разрыва трубопровода
    минует и давление уменьшится мембрана будет возвращена в исходное положение за счёт воздуха расположенного с обратной стороны.
  • Для уменьшения давления в водопроводных сетях может быть использован предохранительный клапан, который открывается при достижении жидкости определённого значения. Такие устройства также способны предохранить трубопровод от разрушения, но для организации такого вида защиты, потребуется сделать дополнительную отводку от клапана к канализационной системе
  • Для защиты от гидроудара в частном доме или квартире можно использовать очень простой способ, в котором компенсация чрезмерного давления осуществляется за счёт растяжения стенок трубопровода. Совсем необязательно производить монтаж отопления или водоснабжения с применением таких материалов, но участок трубопровода выполненный с использованием термостойкого каучука, способен полностью принять на себя гидроудар в небольшой системе.
  • Шунтирование термостата, является эффективной мерой борьбы с гидроударом небольшой силы, поэтому такое “улучшение” автономного отопления может быть произведено только в частной системе отопления. Как правило, достаточно сделать отверстие диаметром 0,5 мм в основном клапане, чтобы при возникновении высокого давления излишек жидкости свободно перемещался в контур с холодной водой.
  • Термостат с защитой установленный в систему отопления, также позволяет избежать такого опасного явления, как гидроудар. Принцип работы такого устройства заключается в том, что в основном клапане термостата располагается дополнительный небольшой механизм, который открывается вне зависимости от температуры жидкости. Такой внутренний клапан начнёт пропускать жидкость, когда давление теплоносителя приблизится к максимально допустимому значению, тем самым предохраняя трубы от разрыва.

Один из примеров возникновения гидроудара во внутри квартирном водопроводе

Watch this video on YouTube

Как защитить от гидравлического удара коммуникации в квартире

Разгерметизация водопровода в квартире может привести к очень серьёзным последствиям, особенно в том случае, когда вследствие прорыва, был причинён ущерб соседям, квартира которых расположена этажом ниже, где произошла авария.

На участке водопровода находящегося в квартире, могут быть установлены старые металлические трубы, которые со временем ржавеют и могут разрушаться в процессе эксплуатации, не говоря уже об убийственной” силе гидроудара.

ВАЖНО! Чтобы свести к минимуму вероятность возникновения протечки, рекомендуется установить краны вентильного типа, которые в силу конструктивной особенности не способны мгновенно перекрыть воду. Шаровые рычажные краны, которые так удобны не только на кухне, но и душе, могут стать причиной серьёзной аварии.

Несмотря на то что гидроаккумуляторы наиболее часто используются в частных домах, водоснабжение которых осуществляется посредством насоса находящегося в глубокой скважине, такие изделия помогут защитить и водопровод находящийся в квартире от гидроудара.

Кроме этого, накопленная жидкость в таких устройствах, можно будет использовать в случае временного отключения водоснабжения. Защитить водопровода от гидроудара можно также с помощью специальных гасителей, которые устанавливаются в трубу холодного или горячего водоснабжения.

Самовольно устанавливать какие-либо приборы в системе централизованного отопления категорически запрещается. Чтобы защитить жилплощадь от возникновения гидроудара, следует допустить специалиста управляющей компании во время тестового запуска отопления.

Если все воздушные пробки будут вовремя удалены из радиаторов и трубопроводов, то можно будет не опасаться гидроудара, по причине соблюдения всех необходимых мер для предотвращения такого явления в котельной и на пути доставки теплоносителя в квартиру.

Чтобы уменьшить риск разгерметизации систем горячего водоснабжения, рекомендуется также заменить краны на винтовые конструкции, а трубопровод сделать из современных материалов, которые позволяют максимально эффективно справляться с избыточным давлением в трубопроводе.

Несколько слов о теории гидроудара

Возникновение гидравлического удара возможно только по той причине, что жидкость не сжимается настолько, чтобы произошла компенсация резкого скачка давления. При увеличении давления в одном месте его сила распространяется на весь участок трубопровода, и найдя “слабое звено” приводит к деформации либо разрушению материала.

Такой эффект возникающий в трубопроводах высокого давления был впервые обнаружен российским учёным Н. Е. Жуковским в конце XIX века. Жуковским также была выведена формула, по которой можно рассчитать минимальное время необходимое для закрытия крана, чтобы избежать опасного повышения давления в замкнутой системе водопровода.

Данная формула имеет следующий вид:

где:

  • Dp – увеличение давления в Н/м2;
  • р – плотность жидкость кг/м3.
  • u0 и u1  – среднее значение скорости жидкости в трубопроводе до и после закрытия крана.

Учёный доказал, что скорость распространения ударной волны зависит прежде всего от диаметра и материала трубы. Также этот показатель зависит от степени сжимаемости жидкости.

Расчёт обязательно следует проводить только после того, как будет экспериментально установлена плотность воды, которая в зависимости от количества растворённый в ней солей может существенно различаться. Скорость распространения гидроудара всегда рассчитывается по следующей формуле:

где:

  • с – скорость ударной волны;
  • L – длина трубопровода;
  • T – время.

Подставляя значения в данную формулу можно точно определить скорость распространения гидравлического удара. Гидравлический удар представляет собой волну, которая имеет колебания с определённой частотой.

Вычислить, при необходимости, количество колебаний в единицу времени также не составит большого труда. Достаточно воспользоваться следующей формулой:

где:

  • М – продолжительность цикла колебаний;
  • L – длина трубопровода;
  • а – скорость волны (м/с).

Для упрощения вычислений ниже будут приведены показатели скорости ударной волны при гидравлическом ударе для труб из следующих материалов:

  • Сталь – 900 – 1300 м/с;
  • Чугун – 1000 – 1200 м/с;
  • Пластик – 300 – 500 м/с.

Подставляя эти значения в формулу можно точно рассчитать частоту колебаний гидроудара на участке водопровода определённой длины.

Такова теория гидравлического удара в самых кратких математических описаниях. При проектировании современных инженерных систем, для выполнения подобных расчётов, применяются мощные вычислительные машины, поэтому прибегать к ручному вычислению скорости и силы гидроудара нет никакой необходимости.

Заключение

Гидроудар в водопроводе может стать причиной серьёзных аварий в сфере ЖКХ. Особенно неприятными такие происшествия бывают в зимнее время года. Разрушение трубопровода отопления, может привести к переохлаждению и заболеванию людей, особенно когда без тепла остаются маленькие дети и пожилые граждане.

Поэтому чтобы максимально обезопасить себя от такого грозного явления, необходимо применять на практике все советы изложенные в данной статье.

Гидроудар в трубе — причины, защита, компенсаторы

Защита от гидроудара

Чтобы защитить трубопровод от гидравлических ударов, нужно:

  • Плавно открывать/закрывать запорные элементы

При плавном закрывании крана давление в трубопроводе будет постепенно выравниваться. При этом ударная волна будет иметь незначительную силу, а следовательно, мощность гидравлического удара будет минимальной. Но не во всех случаях возможно обеспечить плавное закрывание крана. Далеко не у всех моделей вентильная конструкция, многие современные краны имеют шаровую систему – достаточно одного неосторожного резкого поворота и кран придёт в положение «закрыто».

  • Использовать трубы большого диаметра

В трубопроводах большого диаметра рабочая среда движется с меньшей скоростью, чем в системах с более маленьким диаметром. А чем скорость перемещения потока жидкости меньше, тем слабее сила гидроудара. Однако данный способ гораздо затратнее. Расходы увеличиваются за счёт более высокой стоимости труб и теплоизоляции.

  • Установить амортизирующее устройство

Данное устройство располагается по направлению движения рабочей жидкости. В качестве амортизатора используется отрезок трубы из эластичного пластик либо каучука, которым заменяется часть жёсткой трубы перед термостатом. При возникновении гидравлического удара происходит растяжение эластичного отрезка и частичное гашение силы удара.

  • Использовать компенсаторное оборудование

Для сбрасывания лишней жидкости до момента нормализации давления в трубопроводе используется гидравлический аккумулятор. Данное оборудование выполнено в виде герметичного бака, оснащённого мембраной и воздушным клапаном. Мембрана изготавливается из эластичного материала, бак – из стали.

  • Использовать автоматику насосов

Одной из причин появления гидравлических ударов в трубопроводе является насосное оборудование. Движение рабочей среды зависит от того, насколько быстро вращаются насосные валы. Следовательно, плавное снижение/увеличение скорости вращения позволяет уменьшить силу воздействия и снизить риск появления гидроударов.

На производствах для управления насосным оборудованием используются специальные регуляторы, частотные преобразователи и прочие подобные приборы. Данное оборудование также подходит для использования в бытовых условиях.

Гидравлические удары в коммуникациях появляются при остановке насосного оборудования, например, при исчезновении сети питания. На производствах и в сфере коммунального хозяйства резервные источники используются давно и не раз доказали свою эффективность. Предупреждение аварийных ситуаций и сокращение расходов на ремонтные работы приводят к существенной экономии средств. Включение домашнего насосного оборудования через устройство защиты от гидроударов (стабилизаторы и источники резервного питания) поможет обезопасить внутренние коммуникационные системы.

  • Использовать байпас

Байпас представляет собой дополнительный участок трубопровода, который используется в качестве обходного канала и служит для регулирования пропускной способности сети отопления. Такие устройства можно монтировать, как в новые системы, так и в уже существующие.

  • Гаситель гидроударов

Это простое, но эффективное изобретение, работающее по принципу расширительного бака отопительных коммуникаций. При резком перепаде давления жидкость перемещается в мембранный гаситель. После того, как давление в трубопроводе упадёт до рабочей величины, произойдёт выталкивание жидкости обратно в систему. Возвращение воды обеспечивается благодаря избыточному давлению воздуха, находящегося с противоположной стороны мембраны.

  • Защитный клапан

Клапан защиты от гидроудара располагается в трубопроводной системе рядом с наносом. Он реагирует на скачки давления, принимая обратную волну и предотвращая гидравлические удары. Клапан оснащён специальным регулятором, который при перепаде давления плавно открывает его. Таким образом, когда обратный поток рабочей среды доходит до насосного агрегата, клапан уже находится в открытом состоянии. В результате этого происходит сбрасывание воды, а следовательно, снижение давления до допустимой величины. После нормализации давления регулятор закрывает клапан, чтобы предотвратить опустошение системы.

Как избежать гидроударов в системе водоснабжения

Существует множество причин поломки водопровода, начиная с обычного затора, заканчивая неправильной проектировкой всей системы. Чаще всего к разрыву трубопровода приводит совокупность причин: естественный износ, засорения, некачественные материалы и т.д. Согласно статистике наиболее часто диагностируемой причиной является гидроудар, по его вине случается около 60% всех зафиксированных прорывов. Гидроудар представляет собой кратковременное резкое изменение давления внутри трубы.


Выделяют два вида гидроудара: положительный (давление повышается) и отрицательный (давление понижается). Наиболее опасным для труб является первый вид, так он может привести к образованию трещин и разрыву. Это происходит вследствие того, что движущийся поток воды под напором встречает на своем пути препятствие. Из-за удара возникает обратная волна, которая сталкивается с потоком, который движется к преграде. Столкновение повышает давление в замкнутой системе, при этом небольшой скачок может быть «погашен» трубопроводом. Однако в том случае, если перепад давления сильный или в трубопроводе уже имеются трещины, участки с коррозией и другие слабые места, тогда это может привести к разрыву.

Основные причины гидроударов:


• Резкая остановка потока воды в системе, которая может быть вызвана быстрым закрытием крана, вентиля или другой запорной арматуры.

• В системе присутствует воздух.

• Срабатывает обратный клапан.

• Внезапно отключается гидронасос.

• При планировке и монтаже системы водоснабжения были допущены ошибки.

• И т.д.


Раньше системы водоснабжения были меньше подвержены гидроударам, так как вентильные краны снижали риск резкого перекрывания потока. Современные шаровые модели сделали закрытие крана более резким, что и привело к увеличению количества случаев разрыва трубопровода.


Чтобы снизить риск гидроударов, следует соблюдать следующие рекомендации:


1. Плавно закрывать кран (или заменить шаровые модели на вентильные).

2. Использовать трубы большего диаметра, не делать резких переходов между трубами разного диаметра.

3. Установить амортизирующий участок трубы из пластика или каучука.

4. Использовать гидроаккумулятор – компенсаторное устройство, куда сбрасывается излишек воды при повышении давления в трубе.


Обычно о гидроударе могут свидетельствовать посторонние щелчки, постукивания или другие шумы в трубопроводе, поэтому для предотвращения аварий следует обращать на них внимание и вовремя вызывать мастера.

Гидроудар в системе водоснабжения: причины, последствия и защита

На чтение 5 мин Просмотров 68 Опубликовано Обновлено

По статистике 60 процентов поломок в системах водоснабжения происходят по причине гидравлического удара. Он приводит к остановке водоподачи и даже к локальному наводнению в доме. Но при правильном монтаже и эксплуатации магистрали можно избежать проблем с ее работой и обращения в суд затопленных соседей снизу.

Понятие гидроудара в системе водоснабжения

Гидроудар возникает из-за резкого перепада давления в трубе

Гидроударом называется ударная волна, распространяющаяся по поверхности трубопровода, а также по элементам арматуры. Разрушительный эффект получается по причине резкого перепада напора в водопроводной системе и невозможности воды сжиматься.

Подобное явление происходит в сопровождении различных шумов внутри трубопровода, щелчков, постукиваний. Если не придавать значения звукам, это грозит серьезными последствиями. Гидравлический удар вызывает растрескивание и прорыв труб, приводит к поломке оборудования и запорной арматуры.

Как возникает гидроудар:

  1. Поток жидкости сталкивается с появившимся на его пути препятствием, например, с воздушной пробкой.
  2. За счет высокой скорости водные слои уплотняются, динамический напор возрастает.
  3. Вода не может никуда уйти, поскольку труба герметична. Повышение напора на стенки водопровода влечет за собой его повреждение.

Заметным проявление гидроудара становится при высоких скоростях водного потока в трубах, прочном трубопроводе большого сечения и резком перекрытии прохода на каком либо участке водопровода.

Причины возникновения

Риск гидроудара максимален при резком открытии либо закрытии перекрывающего элемента внутренней сети водоснабжения.

Другие причины повышенного давления в трубах:

  • В замкнутом контуре сети возникла воздушная пробка.
  • Барахлит или вышла из строя циркуляционная помпа.
  • Насосная установка бесконтрольно включается и выключается по причине перебоев в энергосети.
  • Вода поступает в магистраль сверх нормы.

Зачастую причиной возникновения динамического удара является использование шаровых кранов в домашнем водопроводе. В их конструкции не предусмотрено плавного хода, и перекрытие водного потока происходит очень быстро.

Опасные последствия

При неоднократном воздействии повышенного напора даже надежные системы способны разгерметизироваться. Прорыв водопровода может случиться и при одиночном, но сильном ударе. Водообеспечение объектов, к которым подведена магистраль, становится невыполнимым. Результаты подобного явления приводят не только к отсутствию воды в кране.

При аварийных ситуациях в результате гидравлического удара страдает:

  • Оборудование — трубы станут негерметичными, повредятся запорные устройства.
  • Имущество — потоком воды зальет помещение, что станет причиной испорченной мебели и покрытий – не только у вас в квартире, но и у соседей снизу.
  • Люди — если прорыв появился в отопительном трубопроводе или системе горячего снабжения, появляется риск получения термических ожогов.

Разрыв водопроводной магистрали, которая обеспечивает водой весь городской район, считается чрезвычайным происшествием.

Степень повреждения по большей части зависит от участка препятствия. Если оно в начале водопровода, показатель высокого напора будет незначительным, если же в конце – намного больше.

Как избежать гидроударов

Защитный клапан от гидроудара

Без переустройства водного контура единственной защитой от гидравлического удара является плавное перекрытие запорного элемента. Если кран закрывается туго, допустимо передвигать рукоятку небольшими рывками. Такой способ можно применять к кранам в быту и на производстве.

Частично модернизировать домашний водопровод можно за счет подключения насосного оборудования с автоматизированным блоком управления. Плавной корректировки напора в сети добиваются монтажом приборов с автоматическим изменением количества оборотов или со встроенными частотными преобразователями.

Комплексная защита от гидроудара в системе водоснабжения квартиры осуществляется такими методами:

  • Установка труб большого диаметра. Это способствует снижению вероятности гидроудара. Скорость продвижения воды в широких магистралях всегда ниже, в отличие от узких.
  • Врезка амортизирующих эластичных вставок перед перекрывающим элементом, расширяющихся при повышении напора, отчасти снижая его. Чтобы достигнуть необходимого результата, вполне хватит амортизаторов длиной в 20–30 см. Если же водопровод тянется на большое расстояние, размер вставки увеличивается на 10 см.
  • Монтаж защитного клапана диафрагменного типа. Его устанавливают на отводе водоснабжающей линии рядом с насосом, чтобы сбрасывать заданный объем жидкости при повышении давления.

Подобный компенсатор гидроударов во внутренних системах водоснабжения приводится в движение при помощи электрокоманды контроллера или посредством пилотного устройства быстрого реагирования. Защитный элемент срабатывает, когда напор увеличивается больше безопасного уровня, обеспечивая защиту насосному оборудованию при неожиданной остановке. В момент избыточного повышения давления происходит полное открытие регулятора, а при снижении напора до допустимого значения – клапан медленно закрывается.

Применение гидроаккумукляторов в качестве компенсаторов также способствует сведению последствий резкого повышения давления в водоснабжающей системе к минимуму. Конструкция установки представляет собой корпус из металла с расположенной внутри резиновой диафрагмой. При гидравлическом ударе, мембранная деталь смещается, благодаря чему гидробак принимает в себя избыток воды. Когда угроза прорыва водопровода пройдет, и напор снизится, диафрагма вернется в первоначальное положение за счет давления воздуха, находящегося с другой стороны.

Избежать мощного гидроудара в сети горячего водообеспечения либо отопления можно, оборудовав клапан терморегуляции шунтом – узкой трубкой с внутренним сечением от 0,2 до 0,4 мм, которую ставят в направлении перемещения теплоносителя.

Шунтирование используют при обустройстве независимых систем, в которых применялись лишь новые трубы. Ржавчина и осадок в старых трубопроводах сведет эффективность шунта к нулю. Поэтому когда трубка ставится на входе в систему, советуют выполнить монтаж эффективных водяных фильтрующих элементов.

Также в сетях, где циркулирует кипяток, устанавливают защитные термостаты. Они отслеживают напор в сети и не позволяют ей функционировать после достижения опасного значения. Агрегат оборудован пружинным механизмом, который размещается между термоголовкой и клапаном. Срабатывание пружинного механизма происходит при повышенном давлении, препятствуя полному закрытию клапана. Монтаж термостатов выполняется в строгом соответствии с указанным на корпусе направлением.

Чтобы избегать гидроударов, важно проводить регулярную проверку работоспособности всех узлов и элементов водоподающей магистрали, очищение и промывание фильтрационных устройств. Если перепад давления и повреждение сети произошло на участке, относящемся к общедомовому имуществу, ремонтные работы и компенсацию ущерба должна производить управляющая компания.

Что такое гидроудар? Все, что вам нужно знать!

Что такое гидроудар?

Гидравлический удар — это явление, которое может возникнуть в любой трубопроводной системе, где клапаны используются для управления потоком жидкости или пара. Гидравлический удар — это результат скачка давления или ударной волны высокого давления, которая распространяется по системе трубопроводов, когда движущаяся жидкость вынуждена менять направление или внезапно останавливаться. Эту ударную волну также обычно называют гидравлическим ударом или гидравлическим ударом, и она может характеризоваться выраженным стуком или стуком по трубам сразу после отключения.

Гидравлический удар может произойти, когда открытый клапан внезапно закрывается, в результате чего вода ударяется в него, или когда насос внезапно выключается и поток меняет направление обратно к насосу. Поскольку вода несжимаема, удар воды приводит к возникновению ударной волны, которая распространяется со скоростью звука между клапаном и следующим коленом в системе трубопроводов или внутри водяного столба после насоса.

Последствия гидроудара

Несмотря на то, что это может выглядеть и звучать безвредно, сила удара на клапан, вызванная импульсом жидкости, может вызвать скачки давления, которые могут в десять раз превышать рабочее давление системы. Эти внезапные остановки потока и, как следствие, увеличение давления из-за ударных волн могут вызвать значительные повреждения всей трубопроводной системы либо из-за единичного события, либо из-за совокупного повреждения, происходящего с течением времени.

Игнорирование гидравлического удара может в конечном итоге привести к катастрофическому отказу вашей проточной системы. Долгосрочные последствия гидроудара могут включать:

  • Повреждение насоса и подающей системы

Повторяющийся гидроудар может также вызвать значительные повреждения насосов, существующих клапанов и инструментов, привести к катастрофическому выходу из строя герметизированных соединений и компенсаторов, а также повлиять на целостность стенок труб и сварных соединений.

Гидравлический удар может повредить фитинги, соединения и соединения, что приведет к утечкам. Эти утечки часто начинаются медленно, постепенно усиливаясь с течением времени. Небольшие утечки могут оставаться незамеченными в течение некоторого времени, в результате чего окружающее оборудование может быть повреждено.

Трубопроводы, поврежденные из-за скачков давления, особенно дороги в ремонте. Разрыв приводит к отказу местного трубопровода и может вызвать отказ всей системы и другого оборудования. Последующее повреждение может быть значительным, часто требуя серьезных операций по замене.

Если не остановить, утечки воды могут повредить электрическое оборудование и / или привести к коррозии оборудования или инфраструктуры.

Разрыв трубопровода также может поставить под угрозу здоровье и безопасность сотрудников и обслуживающего персонала. В зависимости от отрасли и конкретного предприятия неуправляемые утечки также могут увеличивать риск поскользнуться, упасть и получить удар электрическим током.

Материальный ущерб может повлечь за собой дорогостоящий ремонт или замену оборудования. Дополнительные финансовые потери также могут быть понесены из-за простоев, необходимых для дополнительного обслуживания, ремонта или установки.

Как видите, очень важно немедленно принять меры при первых признаках гидроудара. Невыполнение этого требования в конечном итоге приведет к повреждению всей системы и может распространиться за пределы проточной системы на другое оборудование или инфраструктуру объекта.

Предотвращение гидроудара

Одним из основных факторов гидравлического удара может быть выбор типа обратного клапана. Типы клапанов, такие как поворотные, поворотные дисковые или поршневые обратные клапаны, зависят от силы тяжести и реверсирования потока, чтобы вернуть клапаны в закрытое положение.Это приводит к попаданию воды в клапанный механизм, создавая волну давления, которая распространяется по системе трубопроводов.

С другой стороны, бесшумные обратные клапаны или обратные клапаны с подпружиненной пружиной оснащены внутренней пружиной, которая бесшумно переводит клапан в закрытое положение до реверсирования потока, тем самым уменьшая или исключая возможность гидравлического удара.

Воздушные камеры также являются эффективным решением для гидравлических ударов. Эти системы состоят из короткого сегмента трубы, обычно в форме тройника, с пустой / заполненной воздухом камерой, которая служит подушкой (амортизатором) для воды, расширяющейся при резком изменении направления.Это снижает величину удара, который в противном случае был бы направлен в сторону трубопровода.

Другие эффективные методы предотвращения гидроудара включают:

  • Промывка старых систем
  • Установка редукторов и регуляторов давления в подающей магистрали
  • Понизить рабочее давление
  • Инвестиции в системы трубопроводов, в конструкции которых предусмотрены воздушные камеры
  • Снижение жесткости давления с помощью бесшумных обратных клапанов

Загрузите нашу бесплатную электронную книгу «Понимание гидравлического удара: причины и наиболее эффективные решения для гидравлического удара в гидравлических системах и промышленных приложениях», чтобы узнать больше о разрушительных последствиях гидравлического удара.

Скачать электронную книгу

Как исправить гидравлический удар и сделать ваши трубы бесшумными (Руководство для самостоятельной сборки)

Фото: istockphoto.com

В: Когда вода в стиральной машине достигает уровня заполнения и начинается цикл перемешивания, я всегда слышу серию громких ударов в трубах за стеной. Что вызывает это? Это повредит трубы?

A: Грохот, который вы слышите, называется «гидроударом», формой гидравлического удара, который возникает, когда запорный клапан на водопроводе высокого давления внезапно закрывается.Когда ваша стиральная машина наполняется, вода быстро устремляется по трубам в вашем доме до тех пор, пока — когда барабан достигает своей емкости — клапан омывателя резко не закрывается. Когда некуда идти, быстро движущийся водопровод ударяется о стенку трубы с сильным скачком давления, заставляя трубы дергаться и ударяться о каркас стены или другие трубы. В результате вы слышите серию громких ударов и, возможно, даже чувствуете давление, сотрясающее дом.

Некоторые рабочие места лучше оставить профессионалам

Получите бесплатные оценки от ближайших к вам лицензированных сантехников.

+

Гидравлический удар может не только вызвать раздражающий шум, но и повредить соединения и стыки труб, что приведет к утечкам и дорогостоящему ремонту. Или, что еще хуже, шум также может указывать на более серьезную проблему, такую ​​как избыточное давление в линиях водоснабжения или неплотный трубопровод. К счастью, домовладельцы могут недорого устранить гидроудар без помощи профессионала. Просто следуйте инструкциям ниже, чтобы провести собственное расследование этого вопроса.

Найдите и устраните неисправность воздушной камеры сантехники, чтобы уменьшить гидравлический удар.

Эта вертикальная труба, расположенная рядом с водяным клапаном, помогает уменьшить гидравлический удар, действуя как амортизатор. Воздушная камера поглощает удары воды после закрытия клапана, предотвращая громкий удар воды по стенкам труб. Во многих домах в стенах установлены воздушные камеры, но иногда воздушная камера может перестать работать должным образом, если она становится заболоченной.

Чтобы решить эту проблему, домовладельцам необходимо слить воду из своей водопроводной системы: закрыть главный водяной кран, открыть самый высокий кран в доме и слить воду из самого нижнего крана (обычно в подвале или на первом этаже).

Воздушная камера снова заполнится воздухом вместо воды, что, надеюсь, решит проблему гидроудара. Если в вашем доме нет воздушной камеры, подумайте о том, чтобы ее установил профессионал.

Фото: supplyhouse.com

В качестве альтернативы можно установить амортизаторы гидроудара, чтобы исключить удары.

Гидравлические амортизаторы имеют заполненные воздухом цилиндры, которые поглощают толчки от внезапного повышения давления воды при закрытии клапана.

Большинство имеющихся на сегодняшний день ограничителей гидравлического удара просты в установке, и они оснащены резьбовыми соединителями, которые крепятся между линией водоснабжения и запорным клапаном (см. Пример на Amazon).

Обязательно установите два: один на линию подачи горячей воды и один на линию подачи холодной воды. Однако, если вы не знакомы с основными водопроводными соединениями, не стесняйтесь вызывать сантехника для установки разрядников.

Отрегулируйте редукционный клапан давления воды.

Иногда чрезмерное давление воды в ваших трубах вызывает гидроудар, и в этом случае опорожнение воздушной камеры от воды или установка гидрозатвора предлагает лишь временную помощь.

Чтобы регулировать давление, домовладельцы должны отрегулировать свой редукционный клапан.Эти клапаны в настоящее время существуют в большинстве домов, часто они расположены на входе в главный водопровод.

В зависимости от производителя некоторые клапаны имеют ручку для регулировки, а для других требуется гаечный ключ или отвертка. Используйте правильную технику, чтобы отрегулировать клапан на значение ниже 50 фунтов на квадратный дюйм, что является достаточным значением для большинства домов.

В качестве бонуса снижение давления воды в вашем доме экономит энергию, способствует экономии воды и потенциально продлевает срок службы ваших автоматических устройств (включая более дорогие инвестиции, такие как стиральные машины, туалеты и посудомоечные машины).

Уменьшите избыточное давление воды на счетчике.

Если в вашем доме нет редукционного клапана, подумайте о том, чтобы попросить муниципалитет, контролирующий систему водоснабжения в вашем районе, проверить давление воды в вашем доме. Муниципальные водопроводные системы часто поддерживают давление воды в своих линиях около 200 фунтов на квадратный дюйм, но жилые водопроводы не предназначены для безопасного выдерживания такого высокого давления. Муниципалитет, как правило, бесплатно проверяет давление воды и при необходимости может снизить его.

Стабилизируйте неплотные водопроводные линии, чтобы избежать ударов.

При строительстве дома сантехник использует U-образные хомуты для крепления водопровода к деревянным балкам или шпилькам с помощью шурупов. Если ремни недостаточно тугие или отсутствуют несколько ремней, трубы могут раскачиваться и создавать шум.

Чтобы избежать ударов, затяните ослабленные хомуты с помощью отвертки или установите дополнительные хомуты для дополнительной устойчивости. Большинство хомутов для труб отлито из тонкого металла или пластика, но вы также можете найти хомуты с мягкой подкладкой, которые обеспечивают дополнительное снижение вибрации.

Имейте в виду, что домовладельцы никогда не должны использовать оцинкованные или стальные ленты на медных трубах, так как сочетание материалов вызывает электролиз и утечки в водопроводе.

Подушечки водопроводов с изоляцией труб.

Изоляция труб, доступная в пенопластовых трубках, предназначена для установки вокруг линий водоснабжения, чтобы предотвратить их замерзание. Но они также отлично подходят для смягчения ударов по трубам.

Трубки из пеноматериала имеют предварительно разрезанные от конца до конца, поэтому все, что вам нужно сделать, это провести пальцем по прорези, чтобы открыть трубку, а затем надеть ее на линию подачи воды.

Пенопластовая изоляция для труб, подобная этой, обычно продается шестифутовой длиной по цене от 3 до 8 долларов за трубу, в зависимости от плотности (см. Примеры на сайте The Home Depot).

Некоторые рабочие места лучше оставить профессионалам

Получите бесплатные оценки от ближайших к вам лицензированных сантехников.

+

4 метода устранения гидроудара

Металлические трубы в водопроводной системе нередко громко стучат, когда кран внезапно отключается, или когда устройство, использующее воду, такое как стиральная или посудомоечная машина, резко перекрывает забор воды.Это состояние широко известно как гидроудар . Технический термин — гидравлический удар, — возникает, когда вода останавливается или внезапно меняет направление. Звук, который вы слышите, вызван ударной волной, которая заставляет водопроводные трубы двигаться и ударяется друг о друга или о деревянные элементы каркаса. Гидравлический удар не только раздражает, но и может быть настолько сильным, что может сломать трубы или ослабить сантехнические соединения.

  • Примечание : Хотя вы не слышите это так громко, гидравлический удар также может быть проблемой для пластиковых труб водоснабжения, таких как CPCV и PEX.И потенциальная опасность повреждения труб все еще существует. Если у вас есть открытые участки, на которых видны пластиковые водопроводные трубы, следите за ними на предмет признаков движения и прогиба, когда кто-то резко отключает смесители. Гидравлический удар в пластиковых трубах также требует лечения.

Существует четыре распространенных метода устранения гидроудара.

Крепление незакрепленных труб

Даже небольшая ударная волна может вызвать громкий стук, если водопроводные трубы не закреплены должным образом. Легкий случай гидроудара, как правило, не вызывает повреждения труб, и вы можете предотвратить его, затянув любые ослабленные хомуты на подвесах, которые крепят трубы к шпилькам или балкам.Сегменты пенопластовой изоляции, обернутые вокруг труб, также могут служить амортизаторами для предотвращения ударов. Проще всего это сделать на незащищенных незавершенных участках, например в подвальном помещении, где трубы видны и доступны. Если вы видите участки, где трубы стягиваются или болтаются, повторно закрепите их. Добавьте дополнительные хомуты для труб или вешалки там, где трубы пересекают шпильки или балки. Если водопроводные трубы проходят через просверленные отверстия в элементах каркаса, вы можете упаковать трубы изоляцией или трубой или установить трубные муфты для их амортизации.

При очень выраженном гидравлическом ударе этого метода, вероятно, будет недостаточно, чтобы предотвратить возможное повреждение труб.При сильном гидравлическом ударе вам нужно будет попробовать одно из других решений.

  • Примечание : Не смешивайте разнородные металлы при закреплении металлических водопроводных труб с помощью металлических хомутов и скоб для труб. Не используйте стальные или оцинкованные стальные ленты на медных трубах, например, потому что химическая реакция, называемая электролиз , может вызвать коррозию металла. Закрепите медную водопроводную трубу медными или пластиковыми хомутами и вешалками.

Установите воздушную камеру

Еще один очень простой метод лечения воздушного удара — установка короткого отрезка вертикальной трубы рядом с клапанами, которые вызывают гидравлический удар.Этот метод, известный как воздушная камера, создает сегмент пустой, заполненной воздухом трубы, которая обеспечивает подушку для воды, в которую она может отскочить, когда она хочет внезапно изменить направление. Воздушная камера часто изготавливается сантехником на месте, когда он или она устанавливает водопроводную систему, используя обычные трубы и фитинги. Или вы можете купить коммерческие воздушные камеры, которые на самом деле представляют собой короткие отрезки трубы, которые уже закрыты. В любом случае воздушная камера состоит из тройника, который соединяется с основной водопроводной трубой, с коротким отрезком горизонтальной трубы, которая затем ведет к секции закрытой вертикальной трубы длиной примерно 6 дюймов.Поскольку эта тупиковая труба расположена вне основного потока воды, она задерживает воздушный карман.

Во время работы, когда кран или другой водяной клапан закрывается быстро, воздух в камере временно сжимается под давлением воды, поглощая удары, которые в противном случае попали бы в трубы и заставили бы их хлопнуть. Во многих домах воздушные камеры расположены рядом с моечной ванной рядом со стиральной машиной, которая является обычным источником гидроудара. Но разумно установить воздушные камеры в критических точках по всему зданию.Местные строительные нормы и правила могут потребовать их в предписанных местах.

Одна из проблем с воздушными камерами заключается в том, что они могут заполниться водой и перестать правильно работать. Исправить это можно, периодически осушая всю систему водоснабжения, что восстановит воздух в камеры. Для перезарядки воздушных камер:

  1. Перекройте главный водяной кран дома.
  2. Откройте самый верхний водопроводный кран в здании.
  3. Слейте всю воду из всех труб, открыв самый нижний водопроводный кран, обычно расположенный во дворе дома или в подвале здания.По мере того, как вода стекает, воздух будет поступать в систему через самый верхний кран, автоматически добавляя воздух обратно в воздушные камеры.
  4. Когда вода перестанет течь из самого нижнего крана, выключите его и откройте главный водяной кран. Держите самый верхний кран открытым, пока вода не поднимется через систему и не выйдет из ее носика. Хотя остальные трубы теперь будут заполнены водой, воздушные камеры останутся наполненными воздухом, восстанавливая их амортизирующую способность.

В очень редких случаях воздушные камеры могут забиваться минералами или другим мусором.Их можно очистить, сняв колпачки и протерев их. Установка воздушных камер большего диаметра, чем основные водопроводные линии, также может помочь предотвратить засорение.

  • Примечание : В некоторых областях строительные нормы и правила могут исключать воздушные камеры в пользу механических водоотделителей или других методов.

Установка механических гидроударников

Механические амортизаторы гидроудара представляют собой более сложную форму поглощения ударов от гидроудара.Они хорошо работают в ситуациях, когда воздушные камеры нецелесообразны. Гидрозатворы представляют собой герметичные блоки, которые содержат пружину и воздушный пузырь, который поглощает движение воды, чтобы смягчить последствия гидроудара. Они являются предпочтительной альтернативой в коммерческих зданиях и для систем с высоким давлением воды. Механические гидрозатворы не нужно перезаряжать, как воздушные камеры, но их нужно будет заменять в конце их жизненного цикла, когда изнашиваются внутренние пружины и баллоны.

Амортизаторы гидравлического удара могут быть встроены в смесители для раковин или клапаны стиральных машин.Обычно они имеют компрессионные или навинчивающиеся фитинги для облегчения установки.

Гасители механических ударов производятся в соответствии с национально признанным стандартом Институтом сантехники и дренажа, известным как PDI-Wh301, который также включает метод определения размеров этих устройств.

Установка регулятора давления воды

Гидравлический удар также может возникнуть, когда общее давление в основной водопроводной трубе, входящей в здание, слишком велико. Нормальное давление воды составляет от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм, а выше этого высокое давление может быть источником гидроудара.Очень высокое давление выше 100 фунтов на квадратный дюйм также может повредить приборы.

В этом случае установка регулятора давления воды может решить проблему гидроудара. По возможности, лучше установить регулятор давления воды в месте, где основная вода поступает в дом, а не устанавливать несколько воздушных камер, потому что устройство также защищает посудомоечные машины, туалеты и другие приборы и приспособления от высокого давления воды.

Начните с проверки давления воды, чтобы убедиться, что оно выше нормального.После установки регулятора давления воды на входе в основной водопровод отрегулируйте регулятор на давление ниже 50 фунтов на квадратный дюйм.

Гидравлический удар — причины и решения

Причины гидравлического удара

Как и любая другая движущаяся жидкость, текущая вода имеет импульс. При резком изменении потока через систему распространяются ударные волны. Это явление называется «гидроудар». Изменения потока могут происходить из-за работы клапанов, пуска и останова насосов или изменения направления, вызванного фитингами труб.Другими причинами могут быть быстрое истощение всего воздуха из системы или рекомбинация воды после отделения водяного столба.

Когда происходят внезапные изменения потока, энергия, связанная с текущей водой, внезапно преобразуется в давление в этом месте. Это избыточное давление известно как импульсное давление и увеличивается при больших изменениях скорости.

Гидравлический удар обычно возникает в системах водоснабжения с высоким давлением (например, в водопроводной сети) либо при быстром закрытии крана, либо из-за быстродействующих электромагнитных клапанов, которые внезапно останавливают движение воды по трубам и создают ударную волну через вода, заставляя трубы вибрировать и «вздрагивать».

Гидравлический удар будет усугубляться из-за изношенных клапанов и недостаточной поддержки трубопроводов.

Существует пять возможных областей, на которые следует обратить внимание, чтобы определить причину гидроудара, и ряд возможных способов лечения — подходящее лечение будет зависеть от фактической причины и способа установки. Если гидроудар начался только после того, как была проделана некоторая работа с водопроводной системой, начните с осмотра этих участков; однако любое изменение водопроводной системы может вызвать гидроудар в другом месте.

Вероятные источники гидроудара

  • Неправильно закрепленный трубопровод — большая вероятность возникновения гидроудара после выполнения новых работ; Если гидроудар впервые возникает без выполнения новой работы, сначала проверьте другие возможные способы устранения.
  • Краны шаровые и поплавковые.
  • Клапаны быстрого действия.
  • Изношенные запорные клапаны.
  • Воздух в ловушке.

Незакрепленные трубопроводы

Убедитесь, что трубопроводы закреплены, закреплены и поддерживаются через равные промежутки времени с помощью хомутов подходящего размера.

Шаровые / поплавковые клапаны

Гидравлический удар может возникнуть в результате ряби внутри открытых резервуаров с водой, где уровень воды регулируется шаровым / поплавковым клапаном — рябь вызвана притоком воды, в результате чего клапан «качается» вверх и вниз, многократно открываясь и закрытие клапана.Это многократное открытие и закрытие клапана создает ударные волны, которые отражаются вдоль трубопроводов, вызывая эффект гидроудара.

Если резервуар для воды пластиковый, металлическая усиливающая пластина, установленная на стороне резервуара, где установлен поплавковый клапан, уменьшит изгиб резервуара.

Помимо вышеперечисленного, рябь в воде обычно вызывает проблемы только в том случае, если шаровой / поплавковый клапан изношен или если клапан имеет форсунку клапана низкого давления, когда вода подается под высоким давлением.Убедитесь, что шайбы и диафрагмы в шаровых / поплавковых клапанах не изношены и что установлена ​​соответствующая форсунка клапана. Последнее не должно быть проблемой, если гидравлический удар начался через некоторое время после установки клапана.

На небольших резервуарах установка клапана цистерны Torbeck — еще одно возможное решение, так как это предотвратит рябь на поверхности воды, поэтому клапан будет чисто закрываться.

Электромагнитные клапаны

Некоторые электромагнитные клапаны с электрическим приводом мгновенно останавливают поток воды, поэтому возможно создание ударной волны по трубопроводу, которая вызовет гидроудар.Гибкого шланга, соединяющего клапан с водопроводом, может быть достаточно, чтобы поглотить любые удары в трубопроводе.

Запорный клапан

Запорные клапаны (запорные краны) и краны могут вызвать гидравлический удар, если они имеют неплотную набивку сальника и / или изношены перемычки шайб. Запорные клапаны обычно открываются, когда ударная волна гидравлического удара проходит по трубопроводу, и ударная волна вполне может «дребезжать» за ручку клапана и ослабить перемычку.

Хотя можно затянуть сальниковую набивку и заменить незакрепленную перемычку, самый простой способ решить проблему — заменить запорный клапан.

Захваченный воздух

Проблемы, связанные с захватом воздуха, можно свести к минимуму, предотвратив скопление воздуха в системе. Этого можно добиться, используя предохранительные клапаны, расположенные в верхних точках трубопроводной системы. В областях относительно ровной местности их также следует использовать в непосредственной близости от выхода насоса, около середины линии и на конце линии ниже по потоку.

Пустые трубопроводы следует заполнять как можно медленнее, чтобы дать возможность улетучиться воздуху.

Прочие соображения

Размер всех трубопроводов должен быть таким, чтобы скорость потока не превышала 1,5 м / с.

Ограничители перенапряжения (относительно простые устройства, такие как небольшие резервуары высокого давления или буферные резервуары, которые могут поглощать ударные волны) могут быть установлены в стратегических местах на трубопроводе, чтобы минимизировать влияние гидравлического удара в системе. Ограничители перенапряжения следует устанавливать как можно ближе к источнику проблемы.

Гидравлические удары и воздушные пробки в водопроводе

Шум и воздушные пробки в трубопроводе

Как предотвратить гидравлический удар и воздушные пробки.

На этой странице:

  • гидроудар
  • воздушные пробки в водопроводе

гидроудар

Гидравлический удар (или скачок давления) обычно возникает в системе высокого давления, когда поток воды внезапно прекращается. Внезапное колебание скорости потока создает ударные волны по трубопроводу, заставляя трубу вибрировать, издавая стучащий звук. В основном это происходит в металлических трубах, хотя может встречаться и в пластиковых трубах.

Быстродействующие краны, такие как рычажные краны с керамическими дисковыми шайбами, электромагнитные клапаны, например, на стиральных машинах, клапаны с пружинным закрытием и насосы, часто становятся причиной гидроудара.Это напрямую связано со скоростью воды, чем быстрее она движется, тем выше вероятность гидроудара.

Лучше предотвратить гидравлический удар, чем пытаться устранить проблему после завершения строительства.

Чтобы снизить вероятность гидравлического удара:

  • Избегайте прямого контакта труб с конструкцией
  • Закрепите трубы с помощью резиновых зажимов или зажимайте изоляцию трубы
  • жестко закрепите трубопровод, чтобы предотвратить движение
  • Обеспечьте разгрузочные изгибы или гибкие секции трубы для поглощения ударов
  • установите втулки или уплотненные пакеры, где трубы проходят через конструктивные элементы
  • получите лицензированного сантехника для установки гидроудара на трубе перед устройством (например, посудомоечной или стиральной машиной), которое вызывает проблему .Эти устройства используют поршень и давление воздуха для поглощения скачка давления.
  • Если вы подозреваете, что слишком высокое давление воды усугубляет проблему, попросите лицензированного сантехника установить клапан ограничения давления на 350 кПа на водопроводе. Убедитесь, что это совместимо с вашей сантехникой и приборами. (В некоторых местах давление воды в сети может достигать 900 кПа или даже больше).

Воздушные пробки в водопроводе

Если воздух попадет в систему водоснабжения, он будет скапливаться в высоких точках и может ограничить поток воды.Если давления недостаточно, чтобы протолкнуть воздушный пузырек через трубу, воздушная пробка останется до тех пор, пока трубопровод не будет очищен вручную.

Воздух может попасть в систему из:

  • вентиляционного отверстия цилиндра
  • резервуара, если в нем заканчивается
  • воды по мере нагрева.

Трубы низкого давления должны иметь такой профиль, чтобы позволить воздуху выходить из заданных высоких точек и предотвратить образование воздушных пробок.

Обновлено: 26 ноября 2020 г.

Как исправить гидравлический удар в водопроводных трубах

Гидравлический удар — это слишком привычное состояние сантехники.Это раздражающий звук, похожий на хлопок, который может даже поразить. И хотя вы можете пожелать, чтобы он был просто одним из тех безобидных повседневных звуков, он в конечном итоге может повредить вашу водопроводную систему. Изучение основ гидравлического удара и его устранение может сэкономить тысячи долларов на ремонте в будущем.

Как узнать, есть ли у вас гидроудар

Гидравлический удар или гидравлический удар — это одновременно звук и ощущение. Вы закроете кран, когда в трубах раздастся довольно слышимый хлопок.Поскольку звук — это вибрация, она часто бывает достаточно сильной, чтобы вы могли почувствовать ее под рукой, когда держите кран или ручку. Вы даже можете увидеть, как кран слегка подпрыгивает.

Удар гидроудара может даже вызвать вибрацию посуды и стаканов в шкафах. Вы также можете услышать, как звук резонирует с внутренней структурой дома.

Причины гидроудара

Гидравлический удар происходит из-за быстрого отключения воды. В то время как смесители для раковины, ванны и душа могут вызвать гидравлический удар, чаще всего стиральные машины и посудомоечные машины вызывают гидравлический удар, потому что они могут перекрыть воду быстрее, чем вручную.В этих устройствах используются электромагнитные клапаны, которые могут закрыться всего за 30 миллисекунд.

Тревожный звук вызван внезапной остановкой потока воды. Это вызывает удары водопроводных труб о шпильки, балки, балки или даже другие водопроводные или водосточные трубы.

Как исправить гидравлический удар

Воздушные камеры

Если вы когда-нибудь видели загадочные отрезки 12-дюймовой трубы с заглушкой, отходящие от подающих труб, это воздушные камеры, предназначенные для гашения гидроудара.

Каждая труба, наполненная воздухом, действует как амортизатор для воды, которая внезапно останавливается. Воздушные компрессы; вода нет. Это означает, что воздух в камере действует как подушка для воды.

Это простое решение требует высоких навыков слесаря ​​для установки. Кроме того, воздушные камеры могут со временем наполняться водой, поэтому иногда может потребоваться опорожнение труб.

Подсказка

Водопроводные трубы всегда должны быть надежно закреплены. Таким образом, всегда полезно заменить сломанные или ослабленные ремни в рамках надлежащего графика технического обслуживания дома.По возможности замените хомуты для труб из стали и мягкой резины EPDM.

Гидравлический разрядник

Гидравлический амортизатор улучшает представление о воздушной камере, добавляя камеру, заполненную газом или воздухом, которая герметизирована поршнем или диафрагмой. Диафрагма разделяет воду и газ или воздух.

Что такое диафрагма?

В водопроводе диафрагма — это гибкий диск, который реагирует на давление, образуя уплотнение, останавливающее поток воды.Диафрагмы часто изготавливаются из различных видов резины, а также из других материалов.

Гаситель гидравлического удара часто вставляется в точку, где труба / шланг подачи воды встречается с запорным клапаном. При использовании этого метода не нужно разрезать трубы или снова отпаривать их вместе. Также доступны гидрозатворы с защелкивающейся посадкой.

Подсказки

Ищите гидрозатворы, совмещенные с клапаном. Иногда пространство может быть проблемой, поэтому обязательно купите водоотделитель, который подходит для этого места.

Гидравлический удар

Гидравлический удар — это ударная волна, передаваемая через жидкость, содержащуюся в системе трубопроводов. Самое простое объяснение состоит в том, что гидравлический удар возникает, когда движущаяся жидкость внезапно прекращает движение. Импульс жидкости, внезапно останавливающейся, создает волну давления, которая проходит через среду внутри системы трубопроводов, подвергая все в этой замкнутой системе значительным силам.

Обычно волна давления гасится или рассеивается за очень короткий промежуток времени, но скачки давления могут нанести огромный ущерб в течение этого короткого периода.

Гидравлический удар подтверждается стуком или стуком, который в крайних случаях может указывать на обширные и дорогостоящие повреждения компенсаторов, датчиков давления, расходомеров и стенок труб.

Гидравлический удар также может возникать в многофазной жидкости, которая представляет собой жидкую среду, которая также имеет увлеченные твердые частицы. Примером может быть песчаная суспензия или жидкая пульпа (которая в основном представляет собой воду, транспортирующую волокна пульпы). Ключевым фактором является то, что вода является основной транспортной средой в системе трубопроводов, и вода может очень эффективно передавать ударные волны.

МИГАЕТ VS. МОЛОТОК ДЛЯ ВОДЫ

Мигание — это другой вид скачка давления. Мигание происходит в паровых системах, где конденсат пара (жидкая вода) скапливается в системе трубопроводов. Эта жидкая вода может внезапно превратиться из жидкости в пар с последующим коэффициентом объемного расширения в 400-600 раз. С перепрошивкой нужно бороться совершенно по-разному. Хотя контроль не менее важен, для целей этой статьи мы ограничиваем наши обсуждения только жидкими средами и шумами гидравлических ударов.

ПРИЧИНЫ ВОДЫ МОЛОТА

Гидравлический удар может быть результатом неправильного выбора клапана, неправильного расположения клапана, а иногда и плохого обслуживания. Некоторые клапаны, такие как поворотные обратные клапаны, обратные клапаны с наклонным диском и двухдверные обратные клапаны, также могут способствовать возникновению проблем с гидравлическим ударом. Эти обратные клапаны склонны к захлопыванию, потому что они полагаются на реверсирование потока и противодавления, чтобы толкнуть диск обратно на седло, чтобы клапан закрылся. Если обратный поток является сильным, как в случае вертикальной линии с нормальным потоком, направленным вверх, диск может хлопнуть с большой силой.Результирующий удар может повредить выравнивание диска, так что он больше не будет полностью контактировать с седлом на 360 градусов. Это приводит к утечкам, которые в лучшем случае подрывают эффективность системы. В худшем случае это может серьезно повредить другие компоненты системы трубопроводов.

Локальные резкие перепады давления — как минимум раздражение, а в лучшем случае — серьезная проблема. Определенные шаги могут предотвратить или уменьшить гидравлический удар. Первый — изучить причины, последствия и решения.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР

Наиболее частой причиной гидроудара является либо слишком быстрое закрытие клапана, либо внезапное отключение насоса. Гидравлический удар — это, по сути, мгновенное повышение давления жидкости в трубопроводной системе, когда жидкость внезапно останавливается. Как заметил сэр Исаак Ньютон, движущийся объект имеет тенденцию оставаться в движении, если на него не действует другая сила. Импульс жидкости, движущейся в прямом направлении, будет поддерживать движение жидкости в этом направлении.Когда клапан внезапно закрывается или насос внезапно останавливается, жидкость в системе трубопроводов после клапана или насоса будет упруго растягиваться до тех пор, пока импульс жидкости не будет остановлен.

Затем жидкость хочет вернуться в свое нормальное, ненапряженное состояние, как растянутая пружина, которая была отпущена. Это заставляет жидкость перемещаться обратно по трубе. Затем текучая среда, текущая в обратном направлении, встречает закрытый клапан, потенциально со значительной разрушающей силой. Отражением этой волны давления жидкости является громкий хлопок (и может быть более одного импульса давления) (Рисунок 1).

Внезапное закрытие клапана чаще всего связано с четвертьоборотными клапанами и, в частности, с автоматическими четвертьоборотными клапанами. Простое решение — более медленное закрытие автоматических четвертьоборотных клапанов. Это работает во многих случаях, но не во всех. Например, клапаны аварийного отключения должны закрываться быстро, поэтому для таких применений могут потребоваться другие решения. Подробнее о расчетах времени закрытия клапана см. Далее в этой статье.

Другой наиболее частой причиной гидроудара является внезапное отключение насоса.Несколько насосов, подаваемых в общий коллектор, например, в градирнях или при осушении шахт, должны либо отключаться медленно, либо в них должны быть установлены встроенные бесшумные обратные клапаны сразу после насоса. Бесшумные обратные клапаны могут быть чрезвычайно эффективными для уменьшения, а иногда и устранения гидравлического удара.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПИКОВ ДАВЛЕНИЯ ВОДНОГО МОЛОТА

Можно рассчитать величину скачков давления гидравлического удара, основываясь на подробных знаниях системы трубопроводов и транспортируемых сред.Фактическая сила гидроудара зависит от скорости потока жидкости, когда он остановлен, и от продолжительности времени, в течение которого этот поток останавливается. Например, представьте, что 100 галлонов воды течет по 2-дюймовой трубе со скоростью 10 футов в секунду. Когда поток быстро останавливается быстро закрывающимся клапаном, эффект эквивалентен удару 835-фунтового молотка о преграду. Если поток останавливается менее чем за полсекунды (что может быть скоростью закрытия клапана), то может возникнуть скачок давления более чем на 100 фунтов на квадратный дюйм, превышающий рабочее давление системы.

Уравнение для расчета потенциальной величины выброса выглядит следующим образом:

∆H = а / г * ∆V

∆H — изменение напора

∆V — изменение скорости потока жидкости

a = акустическая скорость в среде

г = гравитационная постоянная

Пример:

a = 4864 футов в секунду

г = 32,2 фута в секунду2

∆V = 5 футов в секунду

∆H составит 756 футов (328 фунтов на кв. Дюйм)

Это значение предполагает мгновенное закрытие клапана.

РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ЗАКРЫТИЯ КЛАПАНА

Гидравлический удар, очевидно, является серьезной проблемой в промышленных условиях, например, на очистных сооружениях или в городской системе водоснабжения. В отличие от приведенного выше примера, средний смеситель для ванной комнаты обычно основан на номинальном размере трубопровода полдюйма и имеет давление воды в диапазоне 60-80 фунтов на квадратный дюйм и подает около 8-10 галлонов в минуту. 6-дюймовая линия на водоочистной установке могла бы подавать 900 галлонов в минуту со скоростью 10 футов в секунду.24-дюймовый водопровод может подавать более 12 000 галлонов воды в минуту, чего достаточно, чтобы заполнить средний бассейн на заднем дворе менее чем за две минуты.

Основная формула для времени закрытия клапана: T = 2L / a

T = минимальное время в секундах

L = длина прямой трубы между запорным клапаном и следующим коленом, тройником или другим изменением

Для воды с температурой 70 ° F (21 ° C), когда у вас 100 футов прямой трубы:

T = минимальное время закрытия 41 миллисекунда

ПОСЛЕДСТВИЯ ВОДНОГО МОЛОТА

Последствия гидроудара могут быть от легких до тяжелых.Распространенным признаком является громкий стук, исходящий из труб, особенно после быстрого отключения источника давления воды. Это звук ударной волны давления, ударяющей с большой силой о закрытый клапан, соединение или другое препятствие. Этот иногда оглушающий шум может быть источником большого беспокойства и беспокойства, особенно если поблизости работают люди.

Однако повторяющиеся гидроудары — не просто неприятность. Гидравлический удар также серьезно повреждает трубопроводы, соединения труб, прокладки и все другие компоненты системы (расходомеры, манометры и т. Д.).). Скачки давления могут легко превысить рабочее давление системы в 5-10 раз при ударе, тем самым создавая большую нагрузку на систему. Гидравлический удар вызывает утечки в стыках в системе. Это также вызывает трещины на стенках труб и деформацию опорных систем трубопроводов. Ремонт или замена поврежденных компонентов трубопроводов и оборудования может потребовать больших затрат. Если разлив приведет к экологической проблеме, затраты могут быть огромными.

В большинстве случаев гидравлический удар считается угрозой безопасности.Чрезвычайное давление гидравлического удара может привести к повреждению прокладок и внезапному разрыву труб. Люди, находящиеся поблизости от такого события, могут получить серьезные травмы.

РЕШЕНИЯ ДЛЯ ВОДНОГО МОЛОТА

Есть много способов смягчить последствия гидроудара, в зависимости от его причины. Один из простейших способов минимизировать гидравлический удар, вызванный гидравлическим ударом, — обучить и обучить операторов. Операторы, которые осознают важность правильного открывания и закрывания ручных или приводных клапанов, могут принять меры предосторожности, чтобы свести к минимуму последствия.Это особенно верно для четвертьоборотных клапанов, таких как шаровые краны, дроссельные заслонки и пробковые краны.

РАЗРАБОТКА ТРУБОПРОВОДОВ

Амортизаторы гидроудара обеспечивают защиту от скачков давления, вызванных гидроударами. Эти компоненты трубопроводной системы снижают характерный шум и возникающие в результате нагрузки на трубопроводную систему, действуя как амортизатор. При правильном размере и установке гасители гидроударов могут быть эффективным решением.

С другой стороны, следует избегать насосов, которые нагнетают воду в длинную вертикальную трубу.Вертикальную опору следует либо минимизировать, либо использовать бесшумные обратные клапаны как можно ближе к насосу.

Еще одна область, на которую следует обратить внимание для минимизации гидравлического удара, — это установка обратных клапанов в вертикальных трубопроводах. Ограничители поворота, поворотные диски и двухдверные клапаны могут работать в вертикальном положении. Однако они не предотвратят реверсирование потока в этой ориентации. В этой ориентации может работать только бесшумный обратный клапан.

Гидравлический удар, возникающий в результате внезапного закрытия обратного клапана поворота, поворотного диска и двухдверных обратных клапанов, можно устранить, заменив эти клапаны на бесшумные или бесшумные обратные клапаны.Бесшумные обратные клапаны закрываются при уменьшении перепада давления на запорном элементе клапана, а не закрываются от обратного потока. Таким образом, они гораздо реже закрываются, что вызывает гидроудар. Когда перепад давления на диске приближается к давлению открытия клапана, клапан полностью закрывается. Это позволяет потоку текучей среды замедляться, что позволяет уменьшить количество движения текучей среды до того, как клапан полностью закроется, при этом гарантируя, что поток текучей среды не изменится в обратном направлении.

Системные проектировщики должны быть знакомы с передовой практикой и отраслевыми стандартами для минимизации гидроудара, такими как использование, при необходимости, медленно закрывающихся клапанов, знание оптимального расположения клапанов в системе трубопроводов и особые соображения по проектированию трубопроводов для систем с высоким рабочим давлением.

Когда трубопроводные системы спроектированы должным образом, вероятность возникновения гидроудара значительно снижается или даже исключается. В уже существующих системах разрушительное воздействие гидроудара можно ограничить рядом существенных способов, таких как установка гасителей гидроудара, перемещение обратных клапанов из вертикальных линий, установка бесшумных обратных клапанов в качестве основной линии защиты и обеспечение медленного закрытия в рабочих процедурах для четвертьоборотных клапанов.Обратите внимание, что время закрытия в автоматизированных системах должно быть в 10 раз больше, чем рассчитывается по формуле T = 2L / a.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Гидравлический удар изучается много лет. Некоторые из основополагающих исследований относятся к концу 19 века. Исследования продолжаются и сегодня. Многие крупные университеты в Соединенных Штатах, Великобритании и Нидерландах, а также уважаемые производители клапанов написали статьи о сравнении различных стилей обратных клапанов и их установленных динамических характеристик.

Эта статья лишь поверхностно затрагивает тему переходных процессов жидкости, исследуя некоторые причины и решения того, что мы обычно называем гидравлическим ударом. Решение проблем, связанных с гидроударом, может быть довольно дорогостоящим, и, как всегда, унция профилактики стоит фунта лечения. Насосы, подаваемые в вертикальные линии или общие коллекторы, и устройства быстрого закрытия клапана, могут быть спроектированы вне технологического процесса в самом начале.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *