Природа гидравлического удара в трубопроводах. Из-за чего бывает гидравлический удар в трубопроводах? Явление появляется из-за перепада давления транспортируемой жидкости в трубах. Резкое изменение давления происходит, потому что стремительно меняется скорость течения водяного потока. Гидроудар способствует к исчезновению воды в кране, также способен затопить квартиру.
Природа гидравлического удара может быть различной. Как исключить опасное явление, рассмотрим далее.
Особенности явления гидроудара.
Гидроударом называют образование резкого скачка давления внутри труб, наполненных водой. Удар проявляет себя, когда жидкость сталкивается с препятствием на пути течения. Явление может спровоцировать резкое закрытие арматуры для затвора, либо остановка работы насоса, либо образовавшаяся пробка из воздуха.
Встретившись с препятствием, жидкость все также течет с большой скоростью. Далее на первые слои воды налетают следующие потоки, уплотняя его.
Нарастающие слои увеличивают давление внутри трубы, вода пытается удалить часть составляющей, чтобы осуществить разрядку.
Внимание! Бывает, что видно не сразу произошедший удар в трубах водопровода или отопления. Часто снаружи система работает, как и прежде.
Поздние последствия ударов:
1.разрывы труб из металла, сделанных с помощью сварки.
2.разрыв изделия по резьбе.
3.разрывы трубы из пластика.
4.неисправность подмоток либо уплотнительных прокладок.
5.попадание арматуры для затвора в водопроводную систему.
6.появление сбоя в работе манометров.
7.неполадки в работе счетчиков для воды.
Если причиной удара становится задвижка либо шаровый механизм, то последствия можно сразу не увидеть, а некоторым показаться безвредными.
Внимание! Если обнаружились первые признаки дефекта трубы либо арматуры, надо немедленно устранять проблему. Гидроудары вызывают образование трещин, расколов в трубопроводах, повреждают оборудование.
Указателями на неполадки могут стать стуки и небольшие щелчки, «рычащие» шумы в трубах, по которым осуществляется подача воды.
Щелчки можно услышать на участках перехода труб одного размера к патрубкам с меньшим диаметром. Транспортируемая жидкость в месте соединения сталкивается с небольшим препятствием.
Внимание! Постоянные удары внутри системы сокращают срок годности труб.
Данное явление может вызвать такие последствия как:
1.поломка оборудования. При нарушении герметичности трубопроводов страдают приборы для отопления.
2.порча имущества. Удары могут стать причиной потопа в квартире.
3.возможность появления ожогов, если гидроудары прорвут теплоснабжение, и из труб хлынет кипяток.
Справка! Шестьдесят процентов чрезвычайных ситуаций на трубопроводах возникает из-за гидроударов, страдают в первую очередь износившиеся трубы, покрытые снаружи слоем коррозии.
Постоянные гидроудары могут спровоцировать самую опасную аварию – прорыв трубы
Гидроудары наиболее опасны и доставляют большие неприятности в системах теплых полов. По контурам полов двигается горячая жидкость. На объем последствий влияет место, на котором образовалось препятствие. При наличии преграды в начале системы давление увеличится незначительно, если преграда образуется в конце трубопровода, то давление повысится сильнее.
Как правило, гидравлический эффект возникает, если при монтаже системы отопления использованы разнокалиберные изделия. Если посредством переходников контуры не уравнены в диаметре, значит, давление однозначно увеличится.
В качестве противоударной защиты в трубопровод монтируют клапан в виде термостата.
Из-за чего возникает гидроударное явление.
Если трубопровод полностью либо частично утрачивает проходимость, то внутри возрастает давление.
Неправильная прокладка водопроводов приводит к возникновению внутри нее щелчков и стуков, которые свидетельствуют о гидроударах. Возникают звуки при внезапном прекращении течения жидкости в системе, а затем ее возобновлении.
При нахождении жидкости внутри трубы на препятствие, ее скорость снижается, при этом объем постоянно увеличивается. Не имея выхода для разгрузки, поток создает волну в обратном направлении, которая сталкивается с общим потоком, увеличивает давление порою до максимального показателя 20 атмосфер.
Герметичность трубы не дает выйти жидкости наружу, образующаяся сила удара несет большую опасность в виде разрыва трубопровода.
Для систем отопления и водоснабжения следует применять специальные трубы без швов согласно Гост 3262 – 75, или напорные изделия из металлопластика, выполненные по Гост 18599.
Причинами для возникновения гидроударов считают:
1.неполадки функционирования насоса, обеспечивающего циркуляцию.
2.скопление воздуха внутри системы.
3.перебои в электроснабжении.
4.резкое перекрытие арматуры для затвора.
Внезапное увеличение давления в трубе возникает, если во время включения насоса работа крыльчатки начинается с огромных оборотов.
В автономной системе отопления все чаще устанавливают шаровые краны, которые не имеют плавного хода. Быстрое движение крана имеет отрицательное свойство, потому что становится причиной гидроударов.
Использование винтовых кранов считается более безопасным, потому что устройство обеспечивает плавное раскручивание буксы.
Гидроудар возникает, если запускают систему с невыпущенным воздухом. Вода, попадая в трубу, наталкивается на воздушную пробку, которая придает потоку обратную амортизацию.
Устранение проблемы.
Устранить причины возникновения гидроударов может установка защиты систем трубопроводов.
Для этого применяют различные методы.
1.Поэтапное перекрытие трубопроводной системы.
Плавный запуск или отключение системы гарантирует отсутствие гидроудара, это требование указано в Гост.
Так как стенки труб упругие, то ударная энергия воздействует не сразу всей мощностью. Трубы компенсируют часть удара за счет деформации конструкции, поэтому нарастание силы удара происходит постепенно.
Поэтому если суммарная сила удара будет одинаковая, то воздействие его будет постоянно снижаться. Плавное или поэтапное включение гарантирует постепенное нарастание давления, что повлечет незначительные повреждения труб.
Внимание! Лучше устанавливать запорную арматуру с большим промежутком времени для перекрытия или подачи воды.
2.Установка автоматических конструкций.
Автоматическое управление должно иметь настройку на плавное изменение давления в трубопроводе. Для этого устанавливают насосы, имеющие функцию автоматического изменения количества оборотов, или оборудование, работающее с помощью электронного управления, внутри которого стоят частотные преобразователи.
Внимание! Автоматические устройства позволяют осуществлять контроль за потоком жидкости и ее давлением в системе.
Автоматические насосы с регулировкой количества оборотов плавно увеличивают, либо понижают водяное давление. Автоматика направлена на выполнении двух задач: контроль за перепадами давления и его регулировка при необходимости.
Как модернизировать систему
Работы п модернизации предполагают проведению комплекса мероприятий по установке оборудования для нейтрализации высокого давления.
1.Использование амортизаторов либо компенсаторов.
Данные устройства направлены на выполнении основных функций: сбор лишней жидкости и устранение ее из системы, также гашение гидроударов.
Компенсатор в виде гидроаккумулятора монтируют в направлении транспортировки воды на участках, где чаще всего скачет давление. Устройство имеет форму стальной колбы в 30 литров, которая состоит из двух секций, разделенных с помощью резиновой либо каучуковой мембраны.
Когда давление увеличивается, удары «попадают» в резервуар. При поднятии водяного столба резиновая мембрана изгибается по направлению воздушного резервуара, так искусственно увеличивают объем трубы.
Амортизирующими устройствами выступают армированные термостойкие трубы с помощью каучука либо пластика. Чтобы получился желаемый эффект, используют контур в тридцать сантиметров. При большой протяженности трубопровода участок с амортизирующей трубой удлиняют до десяти сантиметров.
2.Монтаж клапана для защиты в виде диафрагмы.
Диафрагменный клапан располагают рядом с насосом на отводной трубе, чтобы обеспечить выпуск воды, если давление увеличится.
Справка! Работу клапана может регулировать котроллер, либо пилотное устройство быстрого реагирования.
При резком повышении давления из-за остановки работы оборудования срабатывает клапан. При нагнетании опасной ситуации клапан открывается, при нормализации давления он плавно закрывается.
3.Установка шунта на терморегулирующий клапан.
Шунт изготавливают в виде узкой трубочки, имеющей просвет до 0.4 миллиметра, ее ставят в направлении движения теплоносителя. Функцией элемента считается постепенное понижение давления при перегрузках.
Шунтирование системы используют во время монтажа автономных трубопроводов, где применяются новые трубы. Потому что на ржавых трубах шунт не будет выполнять свои задачи.
Важно! Если система использует шунт, то вход в отопительную трубу оснащают качественным водяным фильтром.
4.Применение защитного термостата.
Термостат контролирует уровень давления и прекращает ее работу, если он достигнет максимального значения. Конструкция имеет пружинный механизм, который расположен между клапаном и термоголовкой. Механизм в виде пружины начинает работу при повышении давления, не позволяет, чтобы клапан закрылся полностью. При установке надо отслеживать положение устройства так, как показано на корпусе прибора.
Профилактика от образования гидроударов.
Во время эксплуатации систем трубопроводов следует соблюдать требования и правила Гост. Также надо периодически проводить профилактику работы системы. Все элементы конструкции и процессы, происходящие в них взаимосвязаны. Если состояние труб неудовлетворительное, то возникновение гидроудара лишь завершит плачевное положение дела.
Постоянное увеличение давление, вибрация в трубах образуют трещины в металлических изделиях. С возникновением гидроудара неполадки проявляются первым делом на участках соединения, изгибов, швах трубопровода.
Что нужно делать для профилактики
1.Периодически проверяют безопасную работу защитного клапана, манометра, воздухоотводчика.
2.проверяют давление в конструкции, расположенной за мембраной камеры для искусственного расширения трубы. При необходимости корректируют работу.
3.проводят тестовые испытания на отсутствие утечек, выявляют уровень износа системы.
4.проверяют вентиля арматуры для запора на наличие течи.
5.очищают фильтры, которые задерживают ржавчину, песок и т.д.
Профилактические меры содержат несложные работы, которые стоит выполнять, чтобы при необходимости обойтись небольшими ремонтными работами.
Работу по профилактике проводят комплексно, именно такой метод исключит гидроудары и продлит срок эксплуатации трубопровода.