Воден чук: рязък скок на налягането, който спуква тръбите

Хидравличен удар е вълна на налягане, която преминава през тръба, когато потокът от течност бъде спрян или пуснат твърде бързо. Движещата се колона от течност има инерция и когато клапан захлопне или помпата спре, тази инерция се преобразува в рязък скок на налягането, който може да спукa тръби, да напука фитинги и да повреди помпи и обратни клапани.

Защо движещата се колона удря толкова силно

Течността е почти несвиваема, затова колоната, която се движи в тръбата, се държи като тежък, бърз влак без спирачки. Ако я спреш внезапно, кинетичната енергия няма къде да отиде, освен в налягането.

Размерът на вълната зависи от колко бързо се спира потокът и колко бързо се разпространява вълната на налягане: уравнението на Жуковски показва, че пиковото увеличение на налягането е равно на плътността на течността, умножена по скоростта на разпространение на вълната на налягане и по промяната на скоростта. Рязкото спиране на бърз поток произвежда много голям скок.

Честите причини

• Бързо затваряне на клапан: затваряне на клапан за по-кратко време, отколкото е нужно на вълната на налягане да достигне до далечния край и да се върне, предизвиква пълния скок.
• Спиране на помпа: когато работеща помпа загуби захранване, потокът, който е подавала, може да се обърне и да захлопне обратен клапан.
• Захлопване на обратен клапан: бавен или прекалено голям обратен клапан позволява на потока да се обърне преди затварянето, след което се затваря рязко.
• Стартиране на помпа в празна или частично пълна тръба.

Как да го предотвратим

Основното решение е да се забави промяната на скоростта. Затваряйте клапаните бавно, използвайте автоматизирани клапани с контролирано време на затваряне и монтирайте правилно оразмерени, бързодействащи или с пружинно подпомагане обратни клапани.

От страната на помпата, контролирано стартиране и спиране с мек стартер или честотен преобразувател (VFD) постепенно променя потока вместо да го превключва рязко. Защита от вълни като въздушни камери, акумулатори и буферни резервоари дава къде да отиде вълната на налягане.

Как това се отразява на състоянието на помпата

Същите бързи преходни процеси, които причиняват хидравличен удар, могат да понижат всмукателното налягане достатъчно, за да предизвикат кавитация, а повтарящите се скокове уморяват съединения, опори и вътрешни части на помпата. Работа на системата плавно, близо до ефективната точка на помпата и с адекватен NPSH, предпазва и от двата проблема.

Засичане на преходните процеси

Скоковете на налягането и вибрациите, които те предизвикват, са точно това, което платформа за мониторинг може да проследява. Повтарящите се вълни се проявяват като събития на налягане и вибрация, а сигнализирането за тях превръща бавното уморано разрушаване в планирана работа. Fabrico чете този сигнал и насочва задачата. Заявете демонстрация на Fabrico, за да го видите.

Често задавани въпроси

Какво причинява хидравличния удар?

Внезапна промяна в скоростта на потока: клапан, който се затваря твърде бързо, спиране на помпа или захлопване на обратен клапан при обръщане на потока. Инерцията на течността се преобразува в скок на налягането.

Как да спрем хидравличния удар?

Забавете промяната на скоростта: затваряйте клапаните бавно, използвайте контролирано стартиране и спиране на помпата, монтирайте бързодействащи обратни клапани и добавете защита от удари като въздушни камери или буферни резервоари.

Може ли хидравличният удар да повреди помпа?

Да. Скокът на налягането и обратният поток могат да захлопнат обратни клапани, да напукат корпуси и фитинги, а повтарящите се удари изтощават вътрешните части на помпата и опорите на тръбите.

Свързан ли е хидравличният удар с кавитацията?

Те са различни явления, но същите бързи преходни процеси, които причиняват хидравличен удар, могат да понижат всмукателното налягане и да задействат кавитация, затова системата, работеща плавно, предотвратява и двата проблема.