Τι είναι το σφυρί νερού;

Το υδραυλικό πλήγμα αναφέρεται στην απότομη αύξηση ή μείωση της πίεσης που προκύπτει από την απότομη επιτάχυνση ή επιβράδυνση της ροής του ρευστού μέσα σε ένα κλειστό σύστημα. Αυτό το φαινόμενο υδραυλικού κραδασμού δημιουργεί ισχυρά κύματα πίεσης που μπορούν να υπερβούν τις κανονικές πιέσεις λειτουργίας.

Όταν μια βαλβίδα κλείνει απότομα ή μια αντλία σταματά ξαφνικά, το ρευστό που κινείται με υψηλή ταχύτητα αναγκάζεται να σταματήσει, δημιουργώντας ένα κύμα πίεσης που ταξιδεύει πίσω στο σύστημα. Η δύναμη αυτού του κύματος μπορεί να οδηγήσει σε δονήσεις, θόρυβο ή ακόμα και δομική αστοχία.

Ενώ παρατηρείται συχνότερα σε αγωγούς νερού, παρόμοια φαινόμενα εμφανίζονται και σε συστήματα ατμού, όπου συχνά αναφέρεται ως σφυρί ατμού .

Φαινόμενο ατμοκρουστήρα σε βιομηχανικά συστήματα αγωγών

Κατανόηση των κινδύνων του υδραυλικού σφυριού

Η ζημιά από το υδραυλικό πλήγμα περιλαμβάνει:

Για τις μονάδες που βασίζονται σε ροόμετρα στροβίλου , ροόμετρα μάζας Coriolis ή ηλεκτρομαγνητικά ροόμετρα , το υδραυλικό πλήγμα μπορεί να παραμορφώσει σοβαρά τις μετρήσεις ή να προκαλέσει μόνιμη ζημιά στο σώμα του αισθητήρα.

Οι βασικές αιτίες του σφυριού νερού

Το υδραυλικό πλήγμα γενικά προκύπτει από ξαφνικές αλλαγές στην ταχύτητα ροής. Η κατανόηση αυτών των αιτιών είναι το κλειδί για την αποτελεσματική πρόληψη:

(1) Ταχεία λειτουργία βαλβίδας

Όταν μια βαλβίδα ανοίγει ή κλείνει πολύ γρήγορα, η ροή του ρευστού σταματά ή ξεκινά απότομα, παράγοντας ένα ωστικό κύμα μέσω του δικτύου σωληνώσεων. Αυτή είναι μια από τις πιο συνηθισμένες αιτίες υδραυλικού σοκ.

(2) Ξαφνική έναρξη ή διακοπή αντλίας

Όταν μια αντλία σταματά απροσδόκητα —για παράδειγμα, λόγω διακοπής ρεύματος— η ορμή του ρευστού ωθείται προς τα πίσω την αντλία και τις βαλβίδες, δημιουργώντας μια μεγάλη αιχμή πίεσης.

(3) Συμπύκνωμα υψηλής ταχύτητας σε γραμμές ατμού

Στα συστήματα ατμού, το συμπύκνωμα μπορεί να συσσωρευτεί και να κινηθεί με μεγάλη ταχύτητα. Όταν αυτό το συμπύκνωμα συγκρούεται με τοιχώματα σωλήνων ή εξαρτήματα, παράγει ένα ισχυρό υδραυλικό πλήγμα, που μερικές φορές αναφέρεται ως σφυρί συμπυκνώματος ατμού .

High-speed condensate produces water hammer	The condensation of steam suddenly causes water hammer
High-speed condensate creates water hammer when it collides with the pipe	Water hammer occurs when steam condenses rapidly and collides

(4) Σχεδιασμός σωλήνων και έδαφος

Οι αγωγοί με απότομες κλίσεις ή απότομες αλλαγές υψομέτρου είναι πιο ευάλωτοι. Όταν το νερό αντλείται σε ύψος που υπερβαίνει τα 20 μέτρα, η βαρυτική δυναμική ενέργεια ενισχύει την πίεση υπερχείλισης.

(5) Υπερβολική ταχύτητα ροής

Εάν η ταχύτητα ροής στη γραμμή τροφοδοσίας είναι πολύ υψηλή, ακόμη και μικρές διαταραχές μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες δυναμικές αλλαγές πίεσης, αυξάνοντας τον κίνδυνο υδραυλικού πλήγματος.

(6) Μακρά και Σύνθετα Συστήματα Αγωγών

Όσο μακρύτερος είναι ο σωλήνας και όσο μεγαλύτερη είναι η αλλαγή στο έδαφος, τόσο πιο πιθανό είναι τα κύματα πίεσης να ανακλαστούν και να ενισχυθούν, προκαλώντας επαναλαμβανόμενα φαινόμενα σφυριού.

Λύσεις πρόληψης υδραυλικού πλήγματος

Ολοκληρωμένες λύσεις πρόληψης υδραυλικού πλήγματος

Η πλήρης εξάλειψη του υδραυλικού πλήγματος είναι δύσκολη, αλλά πολλά μηχανικά μέτρα μπορούν να μετριάσουν ή να αποτρέψουν αποτελεσματικά τις επιπτώσεις του:

(1) Εγκαταστήστε ένα αναχαιτιστικό υδραυλικού πλήγματος

(2) Προσθέστε έναν συσσωρευτή ή έναν θάλαμο αέρα

Σε συστήματα που χρησιμοποιούν αντλίες με έμβολο ή έμβολο, ένας συσσωρευτής ανάντη του ροόμετρου μπορεί να αποσβέσει τους παλμούς και να σταθεροποιήσει τη ροή.

(3) Χρησιμοποιήστε ελεγχόμενη λειτουργία βαλβίδας

Αποφύγετε τις γρήγορες κινήσεις των βαλβίδων. Χρησιμοποιήστε βαλβίδες αργού ανοίγματος και αργού κλεισίματος ή αυτοματοποιημένες βαλβίδες ελέγχου με ρυθμιζόμενες ταχύτητες ανοίγματος για να μειώσετε τον ρυθμό αλλαγής ροής.

(4) Βελτιστοποίηση ελέγχου αντλίας

Χρησιμοποιήστε ελεγκτές ομαλής εκκίνησης ή μετατροπείς συχνότητας (VFD) στις αντλίες για να αυξήσετε σταδιακά ή να επιβραδύνετε την ταχύτητα της αντλίας, ελαχιστοποιώντας την απότομη επιτάχυνση ή επιβράδυνση της ροής.

(5) Σωστή Διάταξη Σωληνώσεων

Σχεδιάστε τον αγωγό με ελάχιστες υψομετρικές διαφορές και αποφύγετε τις απότομες καμπύλες όπου είναι δυνατόν. Εγκαταστήστε το ροόμετρο σε σημεία λιγότερο ευάλωτα σε διακυμάνσεις πίεσης.

(6) Εγκατάσταση βαλβίδων αντεπιστροφής

Οι βαλβίδες αντεπιστροφής ή οι βαλβίδες αντεπιστροφής μπορούν να αποτρέψουν την αντίστροφη ροή και να μειώσουν την πιθανότητα υπερτάσεων αντίθλιψης.

(7) Χρησιμοποιήστε μετρητές ροής υψηλής ποιότητας με χαρακτηριστικά προστασίας

Επιλέξτε ροόμετρα σχεδιασμένα να αντέχουν σε παροδικές υπερτάσεις πίεσης. Για παράδειγμα, η Silver Automation Instruments προσφέρει ροόμετρα vortex και Coriolis με στιβαρά σώματα από ανοξείδωτο χάλυβα και προαιρετικά αξεσουάρ απόσβεσης υδραυλικού πλήγματος, εξασφαλίζοντας μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε απαιτητικά υδραυλικά περιβάλλοντα.

Πότε πρέπει να εγκαταστήσετε έναν εξολοθρευτή υδραυλικού πλήγματος

Η εφαρμογή αυτών των προληπτικών μέτρων διασφαλίζει τη μακροπρόθεσμη ακρίβεια των μετρητών ροής, μειώνει το κόστος συντήρησης και προστατεύει τον πολύτιμο εξοπλισμό διεργασιών.

Συμπέρασμα: Προστασία του αγωγού σας από το υδραυλικό πλήγμα

Το υδραυλικό πλήγμα είναι ένα σοβαρό πρόβλημα που μπορεί να απειλήσει την ασφάλεια και την αξιοπιστία οποιουδήποτε συστήματος μεταφοράς ρευστών. Κατανοώντας τα αίτιά του και εφαρμόζοντας προληπτικές λύσεις —όπως η εγκατάσταση αναστολέων υδραυλικού πλήγματος , συσσωρευτών και κατάλληλου ελέγχου βαλβίδων— οι βιομηχανίες μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον κίνδυνο βλάβης του εξοπλισμού.

Η προστασία οργάνων όπως οι μετρητές ροής , οι αντλίες και οι βαλβίδες από υδραυλικά σοκ δεν είναι απλώς θέμα συντήρησης. Είναι ένα κρίσιμο βήμα για τη διατήρηση της αποδοτικότητας του συστήματος, της ακρίβειας των μετρήσεων και της λειτουργικής ασφάλειας.