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

Гидроудар в системе водоснабжения — АО Гидроинжстрой

ОТПРАВЬТЕ ЗАЯВКУ на консультацию

Оставьте свой номер телефона

Мы позвоним Вам и ответим на все ваши вопросы

Заказать

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.

Рассчитайте стоимость Вашей скважины

Онлайн-калькулятор скважины на воду

Подробная смета на работы и оборудование

Рассчитать

Наши работы

Акции и спецпредложения

Остались вопросы? Закажите бесплатную консультацию!

Что такое гидроудар в системе водоснабжения и отопления: причины и профилактические меры | Блог

Содержание статьи:

• Что такое гидравлический удар в системе водоснабжения и отопления: последствия и способы защиты

• Причины возникновения гидроудара

• Как избежать проблемы?

  • Вариант #1. Плавное закрытие системы трубопровода

  • Вариант #2. Применение автоматических устройств

• Способы комплексной модернизации системы

  • Способ #1. Применение компенсирующих устройств и амортизаторов

  • Способ #2. Установка защитного клапана диафрагменного типа

  • Способ #3. Оснащение терморегулирующего клапана шунтом

  • Способ #4. Использование термостата с суперзащитой

  • Проведение профилактических работ

  • Выводы

  Что такое гидравлический удар в системе водоснабжения и отопления: последствия и способы защиты

  Гидроудар в результате внезапного перекрытия запорного клапана, для иллюстрации использована тяжелая стальная пружина

  Гидроудар – это повышение или снижение давления при резком скачке ненаправленного действия.

  
  Когда гидростатический напор начинает влиять на систему, возникает энергия, действующая в трубах водоснабжения и отопления.

  
  При внезапном повышении давления в трубах в трубопроводе происходит:

  1. разрыв трубы;
  2. разрушение крепежа трубы и элементов системы;
  3. повреждения насосов, фундаментов, фитингов и трубопроводной арматуры.

  
  При понижении давления:

  1. смятие тонкостенных труб из сшитого полиэтилена и пластика;
  2. выкрашивание цементной облицовки внутри труб;
  3. подсос загрязненной воды или воздуха в трубопровод через фланцы или соединительные муфты, сальниковые уплотнения начинают засасывать воздух в местах утечек;
  4. нарушение сплошности движения потока, который вызывает скачки давления;
  5. макрокавитация.

  Явление макрокавитации в результате внезапной остановки насоса

  Причины возникновения гидроудара

  
  Гидроудар возникает при преобразовании кинетической энергии потока воды в энергию деформации, действующую на стенки труб, на устройства в трубопроводе.

  
  Появление гидроудара вызвано внезапным и быстрым усилением движения потока жидкости.

  
  Например, гидроудар можно вызвать неожиданным перекрытием запорного клапана.

  
  Он может быть, если произошел сбой работы насоса. В этот момент происходит действие силы инерции жидкостного столба на затворный клапанный механизм.

  
  Инерционные свойства жидкости не дают скорости потока её столба подстраиваться под состояние движения. Происходит деформация воды. А деформация возникает одновременно со скачками давления.

  
  Причина опасности гидроудара в том, что он, практически не уменьшая давления, движется стремительно со скоростью звука. А это 1000 м/с. Многие современные материалы, из которых делают трубы систем водоснабжения дома, не выдерживают и разрушаются в частях трубопровода, которых он достигает.

  
  Таким образом, гидроудар может быть вызван основными причинами неустановившегося изменения режима течения жидкости водоснабжения:

  1. Аварийная остановка насосного оборудования при отключении электрического питания или перебоя в электроэнергии.
  2. Неожиданный пуск или остановка одного или нескольких работающих насосов.
  3. Внезапное закрытие или открытие запорной арматуры в трубопроводной системе.
  4. Возбуждение резонансных колебаний из-за насосов с нестабильной характеристикой.
  5. Изменение уровня жидкости на всасывании.

  Как избежать проблемы?

  
   От проблемы можно избавиться, используя следующие принципы:

  • 
    применять компенсирующие устройства для подсасывания жидкости и впуска воздуха;

  • 
    использовать устройства для аккумулирования энергии;

  • 
    использовать запорный клапан;

  • 
    применять алгоритм управления трубопроводной системой

  Вариант #1. Плавное закрытие системы трубопровода

  
  Одна из защит от гидроудара – плавное перекрытие отопления. Мощность воздействия энергии воды будет понижаться и минимизирует повреждения.

  Вариант #2. Применение автоматических устройств

  
  Можно использовать компенсаторы гидроудара или настроить работу насоса, воздушного бака и трубного стояка. Всё использовать в комплексе, но с применением устройств с электронным управлением и частотным преобразователем.

  
  Аккумулирование воды в доме происходит при использовании мембранных воздушных баков и трубных стояков. Энергия аккумулируется в качестве энергии давления.

  
  При использовании маховика насоса энергия сохраняется в виде инерционной массы. Таким образом, аккумулируемая энергия в воздушном баке в достаточном количестве поддерживает стационарный поток в течение большого отрезка времени. И служит гарантом обеспечения медленного плавного уменьшения скорости потока жидкости.

  
  Резкое падение давления не допускается. Если воздушный бак, трубный стояк встроены в трубопровод задолго до насоса, то защита от гидроудара обеспечена.

  Способы комплексной модернизации системы

  Обратный клапан двойного действия, выпуск/впуск с приводом от рабочей среды

  Применение защитных средств в комплексе защиты водоснабжения многоквартирного и частного дома требует полной оптимизации системы за счет модернизации оборудования.

  Способ #1. Применение компенсирующих устройств и амортизаторов

  
  Компенсатор гидроударов не требует настройки, работает автоматически. Из-за веса его нужно закрепить, чтобы снизить нагрузку на трубопровод. Не стоит забывать, что гаситель гидроудара может помочь только на холодной воде, в системе отопления он не спасет. Почему? В отоплении есть обратка и может «рвануть», например, полотенцесушитель.

  Способ #2. Установка защитного клапана диафрагменного типа

  
  Высокая надежность возможна, когда на клапанах с электроприводом контролируется время срабатывания привода и точка прерывания отключения.

  
  То есть, на запорных клапанах с гидроприводом должны быть надежные регулирующие устройства. Это может быть ограничительная диафрагма в виде шайбы или клапаны регулировки подачи.

  
  Следует регулярно контролировать время срабатывания привода защиты и смотреть за его надлежащим закрытием/открытием.

  Способ #3. Оснащение терморегулирующего клапана шунтом

  
  Основная задача шунтирующего механизма – регулировать и уменьшать давление при возникновении перегрузок. Шунт используют при модернизации автономных систем с трубопроводами, где применяются только новые трубы.

  Способ #4. Использование термостата с суперзащитой

  
  Термостат – это предохранительное устройство с контролирующей давление защитой. К ней относится механизм с пружиной между термоголовкой и клапаном. При достижении критической отметки давления происходит срабатывание механизма, который не допускает полное закрытие клапана.

  Проведение профилактических работ

  Схема воздушного бака компрессорного типа. Чтобы предотвратить образование высокого давления при возврате воды в бак, соединительный трубопровод должен быть оснащен обратным клапаном и дросселированным обводным байпасом

  Профилактика оборудования и дополнительные расчёты в проектах помогают избежать гидроудара.

  
  Чтобы убрать проявление макрокавитации после останова насоса, рассчитывают использование системы с воздушным клапаном, установленным в самой высокой точке трубопровода водоснабжения в доме – на выходе.

  
  Применение дополнительных устройств защиты от гидроудара в квартире не гарантирует его отсутствия. На трубы из полиэтилена высокой плотности прилагается недопустимо высокое давление сразу через несколько секунд после торможения насоса. Чтобы исключить повышения, добавляют байпас с запорным клапаном между входом в систему и баком на всасывании насоса.

  
  При одновременной остановке всех насосов клапан автоматически открывается электрогидравлическим сервоприводом с грузовым рычагом.

  Выводы

  
  Гидравлический удар способен нанести системе водоснабжения частного и многоквартирного дома значительный вред. Однако, многие недооценивают силу гидроудара, называя его маркетинговым ходом для приобретения различных защитных устройств и прочих гасителей гидроудара. Но с подобным явлением сталкиваются очень часто. Только профессиональные мастера могут сделать правильный монтаж системы водоснабжения и отопления, чтобы ее защитить.

  Поделиться:

  Что такое гидравлический удар и как его остановить?

  Скорее всего, вы когда-нибудь слышали громкий стук и стук в трубах. Движение жидкости может создать большое давление в вашей водопроводной системе. Гидравлический удар в сантехнике возникает, когда клапаны используются для управления потоком жидкости или пара закрываются; по сути это результат скачка давления. Ударная волна проходит через водопроводную систему под высоким давлением, заставляя движущуюся жидкость внезапно останавливаться или менять направление.

  Как срабатывает гидравлический удар

  Гидравлический удар часто вызывается закрытием клапана на конце трубопровода. Наклонные дисковые, поворотные и двустворчатые обратные клапаны имеют тенденцию закрываться очень быстро, создавая высокое давление, но гидравлический удар также может быть вызван отказом насоса. Вода — несжимаемая жидкость, поэтому удар о закрытый клапан вызывает ударную волну, распространяющуюся со скоростью звука. Это будет продолжаться до тех пор, пока не достигнет следующего изгиба трубы или конца трубопровода.

  В домах гидравлический удар часто возникает, когда клапан стиральной машины закрывается после того, как барабан достигает полной емкости. Вода продолжает быстро течь. Деваться ему некуда, поэтому он хлопает о борт трубы, который может удариться о другие трубы или раму в стене.

  Воздействие гидравлического удара на водопроводные системы

  Гидравлический удар может произойти мгновенно, но он может вызвать внезапный отказ водопровода или привести к повреждению с течением времени. Это может произойти из-за избыточного давления воды в водопроводных сетях или, возможно, из-за ослабления сантехнических труб. Насосы, клапаны, компенсаторы, уплотняющие и сварные соединения могут быть серьезно повреждены, а также различные фитинги и соединения. Это может привести к протечкам воды, разрыву труб и повреждению имущества.

  Как остановить гидравлический удар

  Если в вашем доме возникает гидравлический удар, вы можете предпринять шаги, чтобы уменьшить его. Вот несколько эффективных мер:

  • Слив воздушной камеры : Домашние водопроводные системы часто имеют воздушную камеру для поглощения удара воды при закрытии клапана. Воздушная камера, расположенная внутри стен, может заболачиваться. Это можно исправить, спустив водопроводную систему, для чего нужно перекрыть главный водопроводный кран и открыть самый высокий кран в вашем доме. Затем слейте воду из самого нижнего крана. Камера должна заполниться воздухом после того, как вода будет слита, и проблема с гидравлическим ударом будет решена.
  • Установка устройства защиты от гидравлического удара : Это устройство имеет цилиндр, наполненный воздухом, для поглощения ударов при резком увеличении давления воды. Большинство гасителей гидравлических ударов устанавливаются между запорной арматурой и линией подачи с помощью винтовых соединителей. Один разрядник должен быть установлен на линии подачи горячей воды, а другой – на линии подачи холодной воды.
  • Отрегулируйте давление воды : Если давление воды в ваших трубах слишком высокое, описанные выше шаги будут работать только временно. Вы можете регулировать давление, регулируя редукционный клапан, который часто находится там, где основной водопровод входит в ваш дом. Для регулировки клапана поверните ручку или, при необходимости, с помощью гаечного ключа или отвертки. Значение должно быть ниже 50 фунтов на квадратный дюйм (psi). Снижение давления воды также экономит воду, экономит энергию и может продлить срок службы сантехнических приборов.
  • Затяните линии подачи воды : Иногда U-образные хомуты для крепления водопроводных труб к деревянным балкам или стойкам недостаточно тугие. В результате трубы могут смещаться и вызывать шум. Вы можете решить проблему, затянув винты, удерживающие ослабленные хомуты труб. Дополнительные ремни также могут быть добавлены для повышения устойчивости. Хомуты для труб обычно изготавливаются из тонкого металла или пластика, а также доступны мягкие типы для снижения вибрации.
  • Изоляция линий водоснабжения : Изоляция труб из пенопласта не только предотвращает замерзание труб. Эти трубы также могут создавать подушку для незакрепленных труб. Они легко подходят к вашей линии водоснабжения и обычно могут быть куплены длиной шесть футов.

   

  Обратитесь в Village Plumbing and Air for Water Hammer Help

  Гидравлический удар в водопроводе может привести к серьезному повреждению, если его не устранить. Если вам неудобно предпринимать описанные выше шаги, наши обученные сантехники могут помочь. Мы предоставляем услуги по прокладке и ремонту трубопроводов в домах в районе Хьюстона. Запросите услугу онлайн или позвоните по телефону 713-526-1491, чтобы назначить встречу.

  Свяжитесь с нами

  Запросите услугу прямо сейчас!

  «*» указывает на обязательные поля

  Что такое гидроудар и как его исправить

  Недавно один завод по производству средств личной гигиены обратился в CSI за помощью после зарегистрированного инцидента, связанного с безопасностью, вызванного гидравлическим ударом. После того, как поворотный обратный клапан был быстро закрыт из-за движения продукта по трубопроводу, трубопровод соскочил с опор, и его часть даже упала с потолка на землю.

  Эта падающая труба привела к дорогостоящим простоям и нарушениям техники безопасности, не говоря уже о затратах на проектирование, перенастройку и ремонт — вся эта головная боль вызвана легко предотвратимой проблемой.

  Этот выпуск также касается не только обрабатывающей промышленности. Все мы слышали, как время от времени в наших домах стучат трубы, когда мы слишком резко закрываем кран. Это явление называется «гидравлический удар , » и может возникать и в трубопроводных системах перерабатывающих производств.

  Однако в этих ситуациях t последствия этого состояния могут быть значительными из-за объема и давления жидкостей, перемещаемых по трубам . В следующих параграфах мы более подробно обсудим проблемы с гидравлическим ударом и способы его решения, а также дадим несколько советов, как этого можно избежать.

  Также называется гидравлическим ударом. Гидравлический удар — это скачок давления, который возникает, когда жидкость вынуждена остановиться или внезапно изменить направление в системе трубопроводов.

  Импульс жидкости при резкой остановке создает волну давления, которая проходит через жидкость в трубопроводе, подвергая все в системе трубопровода значительным силам.

  Гидравлический удар чаще всего возникает при внезапном закрытии клапана на конце трубопровода. Движущаяся жидкость врезается в уже закрытый клапан, создавая гидравлическую ударную волну, которая резонирует по всему трубопроводу.

  Некоторые типы обратных клапанов, включая поворотные обратные клапаны, обратные клапаны с наклонным диском и обратные клапаны с двойной дверью, по своей конструкции склонны к быстрому закрытию. Таким образом, использование этих типов клапанов в системе трубопроводов может привести к проблемам с гидравлическим ударом.

  Гидравлический удар также может быть вызван отказом насоса. Если насос, проталкивающий жидкость через систему трубопроводов, внезапно выйдет из строя, скорость движущейся жидкости также внезапно изменится. Жидкость за насосом пытается продолжать течь, создавая вакуум в линии, который может привести к гидравлическому удару.

  Гидравлический удар

  Прежде всего, учтите, что жидкости не сжимаемы. В движении и при некоторой скорости жидкости могут создавать значительную силу, когда их движение внезапно останавливается. Например, возьмем случай, когда 100 галлонов воды текут по 2-дюймовой трубе со скоростью 10 футов в секунду. Когда этот поток быстро останавливается быстро закрывающимся клапаном, созданная сила эквивалентна силе 835-фунтового молота, врезающегося в барьер .

  Глядя на это с другой стороны, если поток жидкости останавливается менее чем за полсекунды (что может быть стандартной скоростью закрытия типичного клапана), t когда может возникнуть скачок давления, который более чем на 100 фунтов на квадратный дюйм превышает стандартное рабочее давление в системе трубопроводов.

  Как минимум, гидравлический удар вызывает шум и вибрацию трубопровода. Однако возможны гораздо более серьезные последствия, в том числе следующие:

  • Разрушение трубопровода
  • Утечки в фитингах и соединениях
  • Выход из строя других компонентов трубопровода, таких как расходомеры, манометры и т. д.
  • Повреждение трубопровода вспомогательные системы
  • Повреждение перерабатываемого продукта, особенно при производстве продуктов питания и напитков и фармацевтическом производстве

  Паровой молот

  В системах трубопроводов, заполненных паром, также может возникать явление, подобное гидравлическому удару, известное как паровой молот .

  Паровой удар возникает, когда часть пара конденсируется в воду на участке трубы.

  Пар собирает эту воду, образуя «пробку», а затем с большой скоростью ударяет пробку в трубный фитинг, вызывая громкий стук и нагрузку на трубу. Это состояние обычно вызвано плохой стратегией отвода конденсата, которая была разработана в системе ручных труб.

  Кроме того, если в паропроводах установлены конденсатоотводчики, они могут со временем истощаться из-за поглощения воздуха конденсатом в трубопроводах. Чтобы исправить ситуацию, перекройте подачу пара и откройте краны в самой верхней и нижней точках системы трубопроводов, чтобы слить пар и пополнить воздушную подушку.

  Советы по предотвращению гидравлического удара

  1. Надлежащее проектирование системы

  Прежде чем приступить к изготовлению вашей системы, важно работать с надежным партнером, который разбирается в санитарной обработке и может спроектировать систему, отвечающую конкретным потребностям ваш процесс. Этот партнер должен понимать сложности гигиенической обработки и опасность гидравлического удара, чтобы разработать конструкцию, исключающую эти риски.

  Для существующих систем важно учитывать рабочие характеристики вашей трубопроводной системы. Это можно сделать несколькими способами. Скорость жидкости в трубах, например, может быть снижена. Таблицы размеров труб для некоторых применений рекомендуют скорость потока технологической среды не более 4,9 футов в секунду. Однако это может вызвать конфликт при проектировании трубопроводов, которые необходимо очищать без разборки (CIP), поскольку CIP использует турбулентный поток со скоростью более 5 футов в секунду.

  Следующее также поможет снизить скорость жидкости в трубе и, следовательно, уменьшить вероятность гидравлического удара:

  • Используйте более короткие патрубки
  • Используйте более короткие прямые трубы
  • Добавьте колена и компенсационные петли для система технологических трубопроводов. Гидравлический удар связан со скоростью звука в жидкости, а колена уменьшают влияние волн давления
  • Расположите основные трубы в виде петель, которые обеспечивают более короткие ответвления отводящих труб меньшего размера. При петлевом трубопроводе потоки с более низкой скоростью по обеим сторонам петли могут обслуживать ответвление

  2. Правильное программирование системы

  Изменения давления, которые могут привести к гидравлическому удару, происходят каждый раз, когда поток жидкости ускоряется или замедляется из-за изменения состояния насоса или изменения положения клапана. Обычно это давление настолько мало, а изменение настолько постепенное, что гидравлический удар практически незаметен. Однако на перерабатывающих предприятиях, которые быстро перемещают продукт по длинным участкам трубопровода, давление, возникающее при включении или выключении насоса, может вызвать значительный гидравлический удар.

  Вы можете устранить эти экстремальные изменения давления путем правильного программирования системы, например, запрограммировав насосы на постепенное увеличение или уменьшение. Этот процесс может растянуть изменение давления на несколько секунд или даже больше минуты. Компания Central States Industrial Equipment (CSI) может оценить вашу технологическую систему, чтобы свести к минимуму или устранить вероятность гидравлического удара за счет надлежащего проектирования или программирования системы.

  3. Надлежащее обучение работе с системой

  Надлежащим образом обученный персонал перерабатывающего предприятия имеет большое значение для смягчения или устранения гидравлического удара. Соответствующее обучение знакомит операторов с важностью правильного открытия и закрытия ручных или приводных клапанов, что сводит к минимуму последствия гидравлического удара.

  Внедрение надлежащих методов управления конвейером, таких как процедуры запуска и остановки, также обеспечивает правильную, эффективную и безопасную работу вашей системы. CSI предоставляет поддержку при запуске, чтобы операторы, менеджеры и персонал по технике безопасности чувствовали себя комфортно и были уверены в своих способностях безопасно эксплуатировать и обслуживать свою систему.

  Следующие шаги

  Таким образом, гидравлический удар, или «гидроудар», представляет собой нечто большее, чем просто неприятность в крупных промышленных трубопроводных установках.

  Из-за массы и скорости движущихся жидкостей в этих приложениях гидравлический удар может повредить или разрушить трубопроводы, оборудование и продукт .

  CSI может помочь смягчить гидравлический удар на вашем технологическом предприятии, работая с вами, чтобы выбрать подходящие клапаны и вспомогательное оборудование для вашей системы, а также помочь с проектированием и компоновкой ваших технологических трубопроводов, чтобы избежать проблемы в первую очередь. Свяжитесь с CSI по телефону (800) 654-5635, чтобы узнать больше.

  Связаться с CSI

  О CSI

  Компания Central States Industrial Equipment (CSI) является лидером в области дистрибьюции гигиенических труб, клапанов, фитингов, насосов, теплообменников и расходных материалов для техобслуживания для гигиеничных промышленных процессоров с четырьмя распределительными предприятиями в США.