1/Koncepcija

Hidraulinis smūgis dar vadinamas hidrauliniu smūgiu. Vandens (ar kitų skysčių) transportavimo metu dėl staigaus atidarymo ar uždarymo...API drugelio vožtuvas, sklendės, patikrinkite vožtuvus irrutuliniai vožtuvaiStaigus vandens siurblių sustojimas, staigus kreipiamųjų menčių atidarymas ir uždarymas ir kt., srauto greitis staiga pasikeičia, o slėgis labai svyruoja. Hidraulinio smūgio efektas yra ryškus terminas. Jis reiškia stiprų hidraulinį smūgį, kurį sukelia vandens srauto poveikis vamzdynui, kai vandens siurblys paleidžiamas ir sustabdomas. Nes vandens vamzdžio viduje vidinė vamzdžio sienelė yra lygi, o vanduo teka laisvai. Kai atidarytas vožtuvas staiga uždaromas arba vandens tiekimo siurblys sustabdomas, vandens srautas sukuria slėgį vožtuve ir vamzdžio sienelėje, daugiausia vožtuve arba siurblyje. Kadangi vamzdžio sienelė lygi, veikiant sekančio vandens srauto inercijai, hidraulinė jėga greitai pasiekia maksimumą ir sukelia destruktyvų poveikį. Tai yra „hidraulinio smūgio efektas“ hidraulikoje, tai yra teigiamas hidraulinis smūgis. Priešingai, kai uždarytas vožtuvas staiga atidaromas arba vandens siurblys paleidžiamas, taip pat atsiranda hidraulinis smūgis, vadinamas neigiamu hidrauliniu smūgiu, tačiau jis nėra toks didelis kaip pirmasis. Slėgio smūgis įtemps vamzdžio sienelę ir sukels triukšmą, lyg plaktukas trenktų į vamzdį, todėl tai vadinama hidraulinio smūgio efektu.

2/Pavojai

Hidraulinio smūgio sukuriamas momentinis slėgis vamzdyne gali siekti dešimtis ar net šimtus kartų didesnį nei įprastas darbinis slėgis. Tokie dideli slėgio svyravimai gali sukelti stiprią vibraciją ar triukšmą vamzdynų sistemoje ir pažeisti vožtuvų jungtis. Tai labai kenkia vamzdynų sistemai. Siekiant išvengti hidraulinio smūgio, vamzdynų sistema turi būti tinkamai suprojektuota, kad srautas nebūtų per didelis. Paprastai projektinis vamzdžio srautas turėtų būti mažesnis nei 3 m/s, o vožtuvo atidarymo ir uždarymo greitis turi būti kontroliuojamas.
Kadangi siurblys paleidžiamas, sustabdomas, o vožtuvai atidaromi ir uždaromi per greitai, vandens greitis smarkiai pasikeičia, ypač staigaus siurblio sustojimo sukeltas hidraulinis smūgis gali pažeisti vamzdynus, vandens siurblius ir vožtuvus, o vandens siurblys gali pradėti suktis atvirkščiai ir sumažinti slėgį vamzdynų tinkle. Hidraulinio smūgio efektas yra itin žalingas: jei slėgis per didelis, vamzdis gali plyšti. Priešingai, jei slėgis per mažas, vamzdis gali sugriūti ir pažeisti vožtuvus bei tvirtinimo detales. Per labai trumpą laiką vandens srautas padidėja nuo nulio iki vardinio srauto greičio. Kadangi skysčiai turi kinetinę energiją ir tam tikrą suspaudžiamumo laipsnį, dideli srauto greičio pokyčiai per labai trumpą laiką sukels aukšto ir žemo slėgio poveikį vamzdynui.

3/generuoti

Hidraulinio smūgio priežasčių yra daug. Dažniausi veiksniai yra šie:

1. Vožtuvas staiga atsidaro arba užsidaro;

2. Vandens siurblio blokas staiga sustoja arba įsijungia;

3. Vienu vamzdžiu vanduo transportuojamas į aukštą vietą (vandentiekio reljefo aukščio skirtumas viršija 20 metrų);

4. Bendras vandens siurblio pakėlimas (arba darbinis slėgis) yra didelis;

5. Vandens srauto greitis vandens vamzdyne yra per didelis;

6. Vandentiekio vamzdynas per ilgas, o reljefas labai keičiasi.
7. Nereguliarus statybos būdas yra paslėptas pavojus vandentiekio vamzdynų projektuose
(1) Pavyzdžiui, cementinių atraminių elementų, skirtų T formos jungtims, alkūnėms, reduktoriams ir kitoms jungtims, gamyba neatitinka reikalavimų.
Pagal „Požeminio kietojo polivinilchlorido vandens tiekimo vamzdynų inžinerijos techninius reglamentus“, cemento atramos turėtų būti įrengtos tokiose jungtyse kaip trišakiai, alkūnės, reduktoriai ir kiti vamzdžiai, kurių skersmuo ≥110 mm, kad vamzdynas nejudėtų. „Betoninės atramos“ neturėtų būti žemesnės nei C15 klasės ir turėtų būti liejamos vietoje ant iškasto grunto pamato ir tranšėjos šlaito.“ Kai kurios statybininkės neskiria pakankamai dėmesio atramų vaidmeniui. Jos prie vamzdyno prikala medinį kuolą arba įspraudžia geležinį strypą, kad šis veiktų kaip atrama. Kartais cemento atramos tūris yra per mažas arba ji neužpilama ant grunto. Kita vertus, kai kurios atramos nėra pakankamai tvirtos. Dėl to vamzdyno eksploatavimo metu atramos negali veikti ir tampa nenaudingos, todėl vamzdžių jungiamosios detalės, tokios kaip trišakiai ir alkūnės, gali būti nesuderintos ir pažeistos.
(2) Automatinis išmetimo vožtuvas neįrengtas arba įrengimo padėtis yra nepagrįsta.
Pagal hidraulikos principą, kalnuotose vietovėse arba kalvose su dideliais nelygumais aukščiausiuose vamzdynų taškuose turėtų būti suprojektuoti ir įrengti automatiniai išmetimo vožtuvai. Net ir lygumose su nedideliu reljefo nelygumu, kasant tranšėjas, vamzdynai turi būti dirbtinai suprojektuoti. Yra pakilimai ir nuosmukiai, cikliškai kylantys arba krintantys, nuolydis ne mažesnis kaip 1/500, o kiekvieno kilometro aukščiausiame taške projektuojami 1–2 išmetimo vožtuvai.
Kadangi vandens transportavimo vamzdynu metu dujos iš vamzdyno išeis ir kaupsis pakeltose vamzdyno dalyse, netgi sudarydamos oro kamščius. Kai vandens srauto greitis vamzdyne svyruoja, pakeltose dalyse susidariusios oro kišenės toliau bus suspaudžiamos ir plečiamos, o dujos bus... Suspaudimo metu susidaręs slėgis yra dešimtis ar net šimtus kartų didesnis nei suspaudus vandenį susidarantis slėgis (viešoji sąskaita: „Pump Butler“). Šiuo metu ši vamzdyno atkarpa, kurioje slypi paslėpti pavojai, gali sukelti tokias situacijas:
• Vandeniui pratekėjus prieš srovę vamzdžiu, lašantis vanduo dingsta pasroviui. Taip yra todėl, kad vamzdyje esanti oro pagalvė blokuoja vandens tekėjimą, sukeldama vandens stulpelio atsiskyrimą.
• Suslėgtos dujos vamzdyne suspaudžiamos iki maksimalios ribos ir greitai išsiplečia, todėl vamzdynas plyšta.
• Kai vanduo iš aukšto vandens šaltinio gravitacijos būdu tam tikru greičiu teka pasroviui, greitai uždarius priešsrovio vožtuvą, dėl aukščio skirtumo ir srauto greičio inercijos vandens stulpelis priešsrovio vamzdyje iš karto nesustoja. Jis vis tiek juda tam tikru greičiu. Tokiu greičiu teka pasroviui. Šiuo metu vamzdyne susidaro vakuumas, nes oras negali laiku papildyti, todėl dėl neigiamo slėgio vamzdynas ištuštėja ir jį pažeidžia.
(3) Tranšėja ir užpylimo gruntas neatitinka reglamentų.
Kalnuotose vietovėse dažnai pasitaiko nekvalifikuotų tranšėjų, daugiausia dėl to, kad kai kuriose vietose yra daug akmenų. Tranšėjos kasamos rankomis arba sprogdinamos. Tranšėjos dugnas yra labai nelygus ir jame kyšo aštrūs akmenys. Tokiu atveju, vadovaujantis atitinkamais reglamentais, prieš klojant vamzdyną, reikia pašalinti akmenis tranšėjos dugne ir užberti daugiau nei 15 centimetrų smėlio. Tačiau statybininkai buvo neatsakingi arba ieškojo būdų, kaip smėlį kloti tiesiai, nepadengdami smėlio arba simboliškai nepadengdami smėlio. Vamzdynas klojamas ant akmenų. Užpildžius ir pradėjus naudoti vandenį, dėl paties vamzdyno svorio, vertikalaus žemės slėgio, transporto priemonių apkrovos ant vamzdyno ir gravitacijos superpozicijos jį laiko vienas ar keli aštrūs iškilę akmenys vamzdyno apačioje. Dėl per didelės įtempių koncentracijos vamzdynas šioje vietoje gali būti pažeistas ir įtrūkti tiesia linija. Tai dažnai vadinama „įbrėžimo efektu“.

4/Priemonės

Yra daug apsaugos priemonių nuo hidraulinio smūgio, tačiau skirtingų priemonių reikia imtis atsižvelgiant į galimas hidraulinio smūgio priežastis.
1. Vandens vamzdynų srauto sumažinimas gali tam tikru mastu sumažinti hidraulinio smūgio slėgį, tačiau tai padidins vandens vamzdynų skersmenį ir projekto investicijas. Klojant vandens vamzdynus, reikia vengti kalnelių ar drastiškų nuolydžio pokyčių, kad sumažėtų vandens vamzdyno ilgis. Kuo ilgesnis vamzdynas, tuo didesnė hidraulinio smūgio vertė, kai siurblys sustabdomas. Nuo vienos siurblinės iki dviejų siurblinių joms sujungti naudojamas vandens siurbimo šulinys.
Hidraulinis smūgis, kai siurblys sustoja

Vadinamasis siurblio sustabdymo hidraulinis smūgis – tai hidraulinio smūgio reiškinys, kurį sukelia staigūs vandens siurblio ir slėgio vamzdžių srauto greičio pokyčiai, kai vožtuvas atidaromas ir sustabdomas dėl staigaus elektros energijos tiekimo nutraukimo ar kitų priežasčių. Pavyzdžiui, elektros sistemos ar elektros įrangos gedimas, atsitiktinis vandens siurblio agregato gedimas ir pan. gali sukelti išcentrinio siurblio vožtuvo atidarymą ir sustojimą, dėl ko sustabdžius siurblį įvyksta hidraulinis smūgis. Hidraulinio smūgio dydis, kai siurblys sustabdomas, daugiausia susijęs su siurblinės geometriniu slėgiu. Kuo didesnis geometrinis slėgis, tuo didesnė hidraulinio smūgio vertė, kai siurblys sustabdomas. Todėl tinkamą siurblio slėgį reikia pasirinkti atsižvelgiant į faktines vietos sąlygas.

Didžiausias hidraulinio smūgio slėgis, kai siurblys sustabdomas, gali siekti 200 % įprasto darbinio slėgio ar net daugiau, o tai gali sugadinti vamzdynus ir įrangą. Bendrosios avarijos sukelia „vandens nutekėjimą“ ir vandens tiekimo sutrikimus; rimtos avarijos užlieja siurblinę, sugadina įrangą ir patalpas arba netgi sukelti asmens sužalojimą ar mirtį.

Sustabdžius siurblį dėl avarijos, prieš paleisdami siurblį palaukite, kol vamzdis už atbulinio vožtuvo prisipildys vandens. Paleidžiant siurblį, iki galo neatidarykite vandens siurblio išleidimo vožtuvo, kitaip įvyks stiprus vandens smūgis. Tokiomis aplinkybėmis daugelyje siurblinių dažnai įvyksta didelės hidraulinės avarijos.

2. Įrenkite hidraulinio smūgio šalinimo įtaisą
(1) Naudojant pastovios įtampos valdymo technologiją
PLC automatinė valdymo sistema naudojama kintamo dažnio siurbliui valdyti ir visai vandens tiekimo siurblinės sistemai automatiškai valdyti. Kadangi vandens tiekimo vamzdynų tinklo slėgis nuolat kinta keičiantis darbo sąlygoms, sistemos veikimo metu dažnai susidaro žemas arba viršslėgis, kuris gali lengvai sukelti hidraulinį smūginį smūgį, dėl kurio gali būti pažeisti vamzdynai ir įranga. PLC automatinė valdymo sistema naudojama vamzdynų tinklui valdyti. Slėgio aptikimas, vandens siurblio paleidimo ir sustabdymo valdymas grįžtamuoju ryšiu ir greičio reguliavimas, srauto valdymas ir tokiu būdu slėgio palaikymas tam tikrame lygyje. Siurblio vandens tiekimo slėgį galima nustatyti valdant mikrokompiuterį, kad būtų palaikomas pastovus vandens tiekimo slėgis ir išvengta per didelių slėgio svyravimų. Tai sumažina hidraulinio smūgio tikimybę.
(2) Įdiekite hidraulinio smūgio eliminatorių
Šis įtaisas daugiausia apsaugo nuo hidraulinio smūgio, kai siurblys sustabdomas. Paprastai jis montuojamas šalia vandens siurblio išleidimo vamzdžio. Jis naudoja paties vamzdžio slėgį kaip energiją, kad automatiškai veiktų žemo slėgio režimu. Tai yra, kai slėgis vamzdyje yra mažesnis už nustatytą apsaugos vertę, išleidimo anga automatiškai atsidaro, kad vanduo išbėgtų. Slėgio mažinimas naudojamas vietinių vamzdynų slėgiui subalansuoti ir hidraulinio smūgio poveikiui įrangai bei vamzdynams išvengti. Gaubtus paprastai galima suskirstyti į du tipus: mechaninius ir hidraulinius. Mechaniniai gaudikliai po veikimo atstatomi rankiniu būdu, o hidrauliniai gali būti automatiškai nustatyti iš naujo.
(3) Didelio skersmens vandens siurblio išleidimo vamzdyje sumontuokite lėtai užsidarantį atbulinį vožtuvą.

Tai gali efektyviai pašalinti hidraulinį smūgi, kai siurblys sustabdomas, tačiau kadangi tam tikras vandens kiekis tekės atgal, kaiAPI 609Kai vožtuvas suaktyvinamas, vandens įsiurbimo šulinyje turi būti perpildymo vamzdis. Yra dviejų tipų lėtai užsidarantys atbuliniai vožtuvai: plaktukinio tipo ir energijos kaupimo tipo. Šio tipo vožtuvas gali reguliuoti vožtuvo uždarymo laiką tam tikrame diapazone pagal poreikį (prašome sekti: „Pump Butler“). Paprastai vožtuvas užsidaro 70–80 % per 3–7 sekundes po elektros energijos tiekimo nutraukimo. Likę 20–30 % uždarymo laiko reguliuojami atsižvelgiant į vandens siurblio ir vamzdyno sąlygas, paprastai 10–30 sekundžių intervale. Verta paminėti, kad kai vamzdyne yra kupra ir įvyksta hidraulinis smūgis, lėtai užsidarančio atbulinio vožtuvo vaidmuo yra labai ribotas.
(4) Įrengti vienpusį slėgio reguliavimo bokštą
Jis statomas šalia siurblinės arba tinkamoje vamzdyno vietoje, o vienpusio slėgio bokšto aukštis yra mažesnis už jame esantį vamzdyno slėgį. Kai slėgis vamzdyne yra mažesnis už vandens lygį bokšte, slėgio reguliavimo bokštas papildo vamzdyną vandeniu, kad vandens stulpelis nesulūžtų ir būtų galima įveikti hidraulinį smūginį smūgi. Tačiau jo slėgio mažinimo poveikis hidrauliniams smūgiams, išskyrus siurblio sustabdymo hidraulinį smūginį smūginį, pavyzdžiui, vožtuvo uždarymo hidraulinį smūginį smūginį, yra ribotas. Be to, vienpusio slėgio reguliavimo bokšte naudojamo vienpusio vožtuvo veikimas turi būti absoliučiai patikimas. Vožtuvui sugedus, gali kilti didelis hidraulinis smūgis.
(5) Siurbimo stotyje įrenkite apvedimo vamzdį (vožtuvą).
Kai siurblio sistema veikia normaliai, atbulinis vožtuvas yra uždarytas, nes vandens slėgis siurblio slėgio pusėje yra didesnis nei vandens slėgis įsiurbimo pusėje. Kai dėl atsitiktinio elektros energijos tiekimo nutraukimo siurblys staiga sustabdomas, slėgis vandens siurblinės išleidimo angoje smarkiai sumažėja, o slėgis įsiurbimo pusėje smarkiai padidėja. Dėl šio slėgio skirtumo trumpalaikis aukšto slėgio vanduo vandens įsiurbimo pagrindiniame vamzdyje atidaro atbulinio vožtuvo vožtuvo plokštę ir teka į trumpalaikį žemo slėgio vandenį slėgio vandens pagrindiniame vamzdyje, todėl ten padidėja žemas vandens slėgis; kita vertus, vandens siurblio siurbimo pusėje taip pat sumažėja vandens smūgio slėgio padidėjimas. Tokiu būdu kontroliuojamas vandens smūgio padidėjimas ir slėgio kritimas abiejose vandens siurblinės pusėse, taip efektyviai sumažinant ir užkertant kelią vandens smūgio pavojams.
(6) Įrenkite daugiapakopį atbulinį vožtuvą
Ilgame vandens vamzdyne įdėkite vieną ar daugiauatbuliniai vožtuvai, padalinkite vandens vamzdyną į kelias dalis ir kiekvienoje dalyje sumontuokite atbulinį vožtuvą. Kai hidraulinio smūgio metu vanduo vandens vamzdyje teka atgal, kiekvienas atbulinis vožtuvas uždaromas vienas po kito, kad atbulinio srauto srautas būtų padalintas į kelias dalis. Kadangi kiekvienoje vandens vamzdžio dalyje (arba atbulinio srauto dalyje) hidrostatinis slėgis yra gana mažas, vandens srauto greitis sumažėja. Smūgio sustiprinimas. Ši apsaugos priemonė gali būti efektyviai naudojama tais atvejais, kai geometrinis vandens tiekimo aukščio skirtumas yra didelis; tačiau ji negali pašalinti vandens stulpelio atsiskyrimo galimybės. Didžiausias jos trūkumas yra padidėjęs vandens siurblio energijos suvartojimas įprasto veikimo metu ir padidėjusios vandens tiekimo išlaidos.