Uderzenie hydrauliczne to fala wzrostu ciśnienia, która przemierza rurę, gdy przepływ cieczy zostaje zatrzymany lub uruchomiony zbyt gwałtownie. Poruszająca się kolumna cieczy ma pęd, a gdy zawór zatrzaśnie się lub pompa ulegnie awarii, ten pęd zamienia się w ostry skok ciśnienia, który może rozpruć rury, popękać armaturę oraz zniszczyć pompy i zawory zwrotne.
Ciecz jest niemal nieściśliwa, dlatego kolumna cieczy poruszająca się w rurze zachowuje się jak ciężki, szybki pociąg bez hamulców. Zatrzymaj ją nagle, a energia kinetyczna nie ma dokąd pójść poza ciśnieniem.
Wielkość fali zależy od tego, jak szybko zatrzymany zostanie przepływ oraz jak szybko rozchodzi się fala ciśnieniowa: zależność Joukowskiego pokazuje, że wzrost ciśnienia szczytowego jest równy gęstości płynu pomnożonej przez prędkość fali ciśnieniowej i zmianę prędkości przepływu. Nagłe zatrzymanie szybkiego przepływu powoduje bardzo duży skok.
Głównym rozwiązaniem jest spowolnienie zmiany prędkości przepływu. Zamykać zawory powoli, używać zaworów napędzanych z kontrolowanym czasem zamykania oraz montować zawory zwrotne o odpowiednim rozmiarze, szybko działające lub wspomagane sprężyną. Po stronie pompy kontrolowany rozruch i zatrzymanie przy użyciu soft startera lub falownika (VFD) stopniowo narastają/zmniejszają przepływ zamiast przełączania go nagle. Ochrona przeciwuderzeniowa, taka jak komory powietrzne, akumulatory i zbiorniki wyrównawcze, daje fali ciśnieniowej miejsce do rozładowania.
Te same szybkie przejściowe zmiany, które powodują uderzenie hydrauliczne, mogą również obniżyć ciśnienie ssania na tyle, by wywołać kawitację, a powtarzające się uderzenia powodują zmęczenie złączy, podpór i elementów wewnętrznych pompy. Płynna praca systemu, w pobliżu punktu optymalnej sprawności pompy i przy odpowiednim NPSH, zapobiega obu problemom.
Skoki ciśnienia i wywoływane przez nie drgania to dokładnie to, co platforma monitorująca może śledzić. Powtarzające się uderzenia pojawiają się jako zdarzenia związane z ciśnieniem i drganiami, a ich oznaczanie zmienia powolną awarię wskutek zmęczenia w zaplanowaną pracę. Fabrico odczytuje ten sygnał i kieruje zlecenie. Zarezerwuj demo Fabrico, aby to zobaczyć.
Nagła zmiana prędkości przepływu: zawór zamykający się zbyt szybko, wyłączenie pompy lub gwałtowne zamknięcie zaworu zwrotnego przy odwróceniu przepływu. Pęd cieczy przekształca się w falę wzrostu ciśnienia.
Spowolnić zmianę prędkości: zamykać zawory powoli, stosować kontrolowany rozruch i zatrzymanie pomp, montować szybko działające zawory zwrotne oraz dodać ochronę przeciwuderzeniową, taką jak komory powietrzne czy zbiorniki wyrównawcze.
Tak. Skok ciśnienia i przepływ wsteczny mogą uderzać zawory zwrotne, pękać obudowy i armaturę, a powtarzające się wstrząsy powodują zmęczenie elementów wewnętrznych pomp i podpór przewodów.
Są to różne zjawiska, ale te same szybkie przejściowe zmiany, które powodują uderzenie hydrauliczne, mogą obniżyć ciśnienie ssania i wywołać kawitację, dlatego płynna praca systemu zapobiega obu problemom.
Zaloguj
Blog
