Cum se dovedește ciocanul de berbec într-un sistem de alimentare cu apă. Ce este ciocanul de ariete într-o conductă - cauze și consecințe

În conducte este o creștere instantanee a presiunii. Diferența este asociată cu o schimbare bruscă a vitezei curgerii apei. În continuare, vom afla mai detaliat cum se produce ciocănirea în conducte.

Concepție greșită principală

Lovitura de ariete este considerată în mod eronat a fi rezultatul umplerii cu lichid a spațiului de deasupra pistonului într-un motor cu configurația corespunzătoare (piston). Ca urmare, pistonul nu ajunge în punctul mort și începe să comprime apa. Aceasta, la rândul său, duce la defecțiunea motorului. În special, la o tijă ruptă sau la o tijă de legătură, știfturi sparte în chiulasă și garnituri rupte.

Clasificare

În funcție de direcția creșterii presiunii, ciocanul de berbec poate fi:

În conformitate cu timpul de propagare a undelor și perioada de închidere a supapei (sau a altor supape de închidere), în timpul căreia s-a format un șoc hidraulic în țevi, acesta este împărțit în:

• Direct (plin).
• Indirect (incomplet).

În primul caz, partea frontală a undei rezultate se mișcă în direcția opusă direcției inițiale a fluxului de apă. Mișcarea ulterioară va depinde de elementele conductei care sunt situate înaintea supapei închise. Este probabil ca frontul de undă să se deplaseze înainte și înapoi de mai multe ori. Cu un șoc hidraulic incomplet, fluxul poate începe nu numai să se miște în cealaltă direcție, ci și să treacă parțial mai departe prin supapă dacă nu este complet închis.

Consecințele

Lovitura de ariete pozitivă într-un sistem de încălzire sau de alimentare cu apă este considerată cea mai periculoasă. Dacă creșterea de presiune este prea mare, linia poate fi deteriorată. În special, pe țevi apar fisuri longitudinale, ceea ce duce ulterior la despicarea și pierderea etanșeității supapelor de închidere. Din cauza acestor defecțiuni, echipamentele sanitare încep să se defecteze: schimbătoare de căldură, pompe. În acest sens, ciocanul de berbec trebuie prevenit sau puterea lui redusă. devine maximă în procesul de decelerare a fluxului atunci când toată energia cinetică este transformată în lucru de întindere a pereților liniei și comprimare a coloanei de lichid.

Cercetare

El a studiat fenomenul experimental și teoretic în 1899. Cercetătorul a identificat cauzele ciocanului de berbec. Fenomenul se datorează faptului că, în timpul procesului de închidere a liniei prin care curge lichidul, sau în timpul închiderii rapide a acestuia (la conectarea unui canal mort cu o sursă de energie hidraulică), o schimbare bruscă a presiunii și a vitezei de se formeaza apa. Nu are loc simultan pe întreaga conductă. Dacă în acest caz se fac anumite măsurători, se poate dezvălui că schimbarea vitezei are loc în direcție și mărime, iar presiunea - atât în ​​direcția de scădere, cât și de creștere față de cea inițială. Toate acestea înseamnă că în linie are loc un proces oscilator. Se caracterizează printr-o scădere și o creștere periodică a presiunii. Tot acest proces este rapid și este cauzat de deformațiile elastice ale lichidului în sine și ale pereților țevii. Jukovski a demonstrat că viteza cu care se propagă undele este direct proporțională cu compresibilitatea apei. De asemenea, este importantă cantitatea de deformare a pereților conductei. Este determinat de modulul elastic al materialului. Viteza undei depinde și de diametrul conductei. O creștere bruscă a presiunii nu poate avea loc într-o conductă plină cu gaz, deoarece este comprimată destul de ușor.

Progresul procesului

Într-un sistem autonom de alimentare cu apă, de exemplu într-o casă de țară, o pompă de puț poate fi folosită pentru a crea presiune în conducta principală. apare atunci când are loc o încetare bruscă a consumului de lichide - când robinetul este închis. Fluxul de apă care se deplasează de-a lungul autostrăzii nu se poate opri instantaneu. Coloana de lichid, prin inerție, se prăbușește în „fundă” de canalizare care s-a format când robinetul a fost închis. În acest caz, releul nu te scutește de lovitura de berbec. Reacționează doar la supratensiune, oprind pompa după ce robinetul este închis și presiunea depășește valoarea maximă. Oprirea, ca și oprirea fluxului de apă, nu este instantanee.

Exemple

Puteți lua în considerare o conductă cu presiune constantă și mișcare a fluidului de natură constantă, în care o supapă a fost închisă brusc sau o supapă a fost închisă brusc. Într-un sistem de alimentare cu apă de puț, de regulă, ciocanul de berbec are loc atunci când elementul supapei de reținere este situat mai sus decât nivelul static al apei (9 metri sau mai mult) sau are o scurgere, în timp ce următoarea supapă situată deasupra menține presiunea. În ambele cazuri, apare descărcarea parțială. Data viitoare când pompa pornește, apa care curge cu viteză mare va umple vidul. Lichidul se ciocnește de supapa de reținere închisă și de fluxul de deasupra acesteia, provocând o creștere a presiunii. În consecință, apare ciocanul de apă. Nu numai că contribuie la formarea fisurilor și distrugerea articulațiilor. Când are loc o creștere a presiunii, pompa sau motorul electric (și uneori ambele elemente) sunt deteriorate. Acest fenomen poate apărea în sistemele de antrenare hidraulică cu deplasare pozitivă atunci când este utilizată o supapă cu bobină. Când bobina închide unul dintre canalele de injectare a lichidului, au loc procesele descrise mai sus.

Protecție împotriva loviturilor de apă

Puterea supratensiunii va depinde de viteza de curgere înainte și după blocarea liniei. Cu cât mișcarea este mai intensă, cu atât șocul este mai puternic la oprirea bruscă. Viteza fluxului în sine va depinde de diametrul liniei. Cu cât secțiunea transversală este mai mare, cu atât mișcarea fluidului este mai slabă. Din aceasta putem concluziona că utilizarea conductelor mari reduce probabilitatea unui ciocan de berbec sau o slăbește. O altă metodă este de a mări durata de oprire a alimentării cu apă sau de a porni pompa. Pentru a închide treptat conducta, se folosesc elemente de închidere de tip supapă. Kiturile de pornire soft sunt folosite în special pentru pompe. Ele nu numai că evită lovitura de bebelă în timpul pornirii, ci și măresc semnificativ durata de viață a pompei.

Compensatoare

A treia opțiune de protecție implică utilizarea unui dispozitiv amortizor. Este un rezervor de expansiune cu membrană care este capabil să „stingă” supratensiunile de presiune care apar. Compensatoarele de lovitură de berbec funcționează după un anumit principiu. Constă în faptul că, în procesul de creștere a presiunii, pistonul se mișcă cu lichid și comprimă elementul elastic (arc sau aer). Ca urmare, procesul de impact este transformat într-unul oscilator. Datorită disipării energiei, aceasta din urmă dispare destul de repede fără o creștere semnificativă a presiunii. Compensatorul este utilizat în linia de umplere. Se incarca cu aer comprimat la o presiune de 0,8-1,0 MPa. Calculul se face aproximativ, în conformitate cu condițiile de absorbție a energiei coloanei de apă în mișcare din rezervorul de umplere sau baterie către compensator.

Potrivit statisticilor, aproximativ 60% din toate distrugerile (rupturile) conductelor au loc din cauza ciocanului de berbec, care este o creștere pe termen scurt, ascuțită și semnificativă a presiunii într-o țeavă care rezultă dintr-o schimbare bruscă a vitezei curgerii fluidului. Semnele obișnuite care însoțesc această problemă gravă sunt clicuri, bătăi și alte zgomote care apar în comunicațiile care ne furnizează apă și căldură. Mulți oameni nici măcar nu le acordă atenție, dar ciocanul de apă în sistemul de alimentare cu apă duce la deteriorarea echipamentului, fisuri și țevi despicate. Respectarea strictă a regulilor de operare a conductelor și modernizarea rețelelor de utilități va ajuta la prevenirea unei situații de urgență.

Natura ciocanului de ariete, cauze posibile

Proprietarii de case private cu comunicații de inginerie prost aranjate aud adesea un sunet caracteristic de clic și ciocănit, care indică faptul că a avut loc o creștere bruscă a presiunii pe termen scurt într-un sistem închis ca urmare a încetării bruște a mișcării fluidului de-a lungul circuitului sau a unei reluarea bruscă a circulației sale.

Când un flux de fluid care se mișcă cu o anumită viteză se ciocnește cu un obstacol (aer sau supape de închidere), viteza acestuia nu se modifică imediat, dar volumul crește rapid, presiunea crește și uneori ajunge la 10 atmosfere sau mai mult. Dacă „surplusul” nu are unde să meargă, atunci există riscul de rupere a conductei.

Cauze posibile ale ciocanului de berbec:

• pornirea, oprirea și defecțiunea pompei sau oprirea ei de urgență;
• aer în sistem;
• o oprire bruscă a fluxului de lichid în circuit, cauzată de deschiderea și închiderea rapidă a supapelor de închidere: robinete, supape etc.

Ultimul motiv este cel mai tipic, deoarece robinetele de supapă, cu funcționarea lor lină, și-au înlocuit omologii cu bile mai moderni și „ascuțiți”.

Dacă aerul nu este îndepărtat din sistem, atunci când robinetul cu bilă este deschis, are loc o coliziune a masei de aer și un lichid practic incompresibil, ca urmare valoarea presiunii poate crește la câteva zeci de atmosfere. Un astfel de „test de rezistență” obișnuit are un impact foarte negativ asupra stării sistemului în ansamblu și asupra țevilor în special, rezultatul nu este dificil de prezis.

Congestia sistemului de încălzire este o problemă comună. Veți învăța cum să eliminați aerul din baterii în articolul nostru:.

Consecințe neplăcute și metode de protecție împotriva loviturilor de berbec

O barieră care apare brusc pe calea curgerii lichidului creează presiune, care, teoretic, poate crește la infinit. În acest caz, elementele rigide ale sistemului suferă sarcini severe și se prăbușesc treptat sau brusc.

Consecințele ciocanului de berbec pot fi dezastruoase, mai ales pentru conductele vechi

Accidentele cauzate de lovitură de berbec în sistemul de încălzire sunt însoțite de o serie de probleme caracteristice:

• distrugerea conductelor și a echipamentelor rețelelor de încălzire;
• ruperea dispozitivelor de încălzire;
• arsuri;
• întreruperea pe termen lung a alimentării cu căldură și apă;
• inundarea locuinței și deteriorarea proprietății.

Conductele lungi, de exemplu, podelele încălzite, sunt cele mai vulnerabile la loviturile de berbec. Pentru a proteja sistemul „subteran”, acesta este echipat cu o supapă termostatică, a cărei instalare trebuie încredințată unor buni specialiști, altfel va apărea un alt factor de risc în sistem.

Protecția corespunzătoare a sistemelor de încălzire sau de alimentare cu apă împotriva loviturilor de berbec are ca scop reducerea intensității acestora și neutralizarea efectelor presiunii excesive.

Fără mișcări bruște

Cel mai simplu mod de a te proteja de loviturile de berbec este să pornești și să închizi fără probleme supapele de închidere. Această nuanță este clar menționată în standardele pentru funcționarea instalațiilor centralizate de alimentare cu apă și a rețelelor de încălzire. Regula poate fi extinsă la rețelele autonome fără rezerve.

Concluzia este că pornirea și oprirea lină prelungește procesul de creștere a presiunii în timp. Energia unui ciocan de berbec nu acționează cu toată forța sa deodată, ci este distribuită pe mai multe perioade de timp. În același timp, deși forța totală de impact rămâne aceeași, puterea scade.

Opțiune folosind automatizare

Pornirea și oprirea lină a sistemului de inginerie poate fi încredințată complet automatizării. Pompele cu control automat al vitezei motorului electric măresc fără probleme presiunea în conducte după pornire și, de asemenea, funcționează sistematic în ordine inversă. Echipamentul software nu numai că monitorizează schimbările de presiune, ci și reglează automat presiunea.

Cel mai bun efect provine dintr-o modernizare cuprinzătoare a sistemului, care va ajuta la prevenirea loviturilor de aripă în țevi. Include o serie de activități diferite.

Compensatoare de lovitură de berbec, amortizoare, acumulatori hidraulici

Un element important în sistemele de încălzire și alimentare cu apă este un compensator de lovitură de apă (aka amortizor, aka) - un dispozitiv care îndeplinește trei sarcini importante simultan: acumulează (acumulează) lichid; acceptă excesul de lichid din sistem, ajutând astfel la reducerea presiunii din acesta; În consecință, ajută la atenuarea ciocanului de berbec dacă apare.

Compensatorul de lovitură de berbec (amortizor) este instalat în locurile cele mai „periculoase”.

Compensatorul este un rezervor de oțel etanș, cu o membrană elastică și o supapă de aer încorporată. Volumul poate fi fie complet nesemnificativ, fie destul de mare.

Interesant! În Europa, dacă în rețea nu este instalat un compensator hidraulic, nu se emite o garanție pentru aparatele de uz casnic, de exemplu, o mașină de spălat, un cazan sau o mașină de spălat vase.

Pentru a proteja stația de pompare în cazul unei opriri bruște a pompei, de exemplu, se folosește o supapă specială de protecție împotriva loviturilor de arie cu diafragmă, cu etanșare rigidă. Este acționat prin presiunea fluidului și are o funcție de eliberare rapidă a presiunii foarte utilă. Instalați-l după supapa de reținere, la ieșirea din conductă, lângă pompă.

Supapa este un dispozitiv de siguranță fiabil în sistemele sub presiune.

Instalarea unui dispozitiv de absorbție a șocurilor

Instalarea unui dispozitiv de absorbție a șocurilor (țeavă din plastic sau cauciuc termorezistent) în direcția de circulație a fluidului, în fața termostatului, este o metodă eficientă de protecție. Materialul elastic absoarbe spontan energia loviturii de ari. O lungime suficientă este de 20-30 cm pentru o conductă foarte lungă, amortizorul poate fi mărit cu 10 cm;

Operație de bypass la domiciliu

Oricine este familiarizat cu designul termostatului poate instala un șunt cu un spațiu liber de 0,4 mm în supapa termostatică sau pur și simplu poate face o gaură de același diametru. În condiții normale de funcționare, o astfel de inovație nu va afecta în niciun fel sistemul, dar în timpul supraîncărcărilor va reduce fără probleme presiunea.

Important! Derivarea ca metodă de protecție împotriva loviturilor de berbec este aplicabilă numai rețelelor autonome cu conducte noi. Nămolul și rugina de pe liniile centrale îl fac complet ineficient.

Termostat cu super protectie

Uneori se folosește un termostat cu protecție specială împotriva loviturilor de berbec. Astfel de dispozitive au un mecanism cu arc instalat între supapă și capul termic. Dacă există o presiune în exces, arcul este declanșat și nu permite închiderea completă a supapei de îndată ce puterea loviturii de aride scade, supapa se închide fără probleme. Instalați un astfel de termostat strict în direcția săgeții de pe corp.

Lovitura de apă în sistemele de alimentare cu apă și căldură este un fenomen destul de comun și periculos, dar există multe modalități prin care puteți neutraliza consecințele neplăcute ale acestui fenomen și puteți prelungi durata de viață a aparatelor electrocasnice și a țevilor.

Conducta, în cazul alimentării cu apă și ca element de încălzire al unei case sau apartament, este o structură durabilă care poate rezista la sarcini grele și poate funcționa zeci de ani. În ceea ce privește presiunea, metalul și plasticul pot rezista cu ușurință la o presiune internă de 4 atmosfere, și chiar dacă din anumite motive această valoare este depășită scurt cu 1-2 unități, nu se va întâmpla nimic rău.

Cu toate acestea, există un ciocan de berbec în conducte, în care presiunea internă crește brusc la 10-20 de atmosfere și există un risc serios de spargere a conductelor de alimentare calde sau reci.

Natura ciocanului de apă

Nu este dificil să caracterizezi sau să descrii un ciocan de apă o imaginație de lucru și o cantitate minimă de cunoștințe în fizică va ajuta în acest sens. Imaginează-ți cum apa curge printr-o conductă, se mișcă cu o anumită viteză și exercită o presiune de 2-3 atmosfere pe pereții conductelor.

Dar deodată apare un obstacol în calea curgerii apei, acesta ar putea fi:

• Aeritate - care apare ca urmare a funcționării necorespunzătoare a sistemului de alimentare cu apă, a designului său analfabet etc. (toată lumea știe că trebuie să deschideți supapele pentru a evacua aerul înainte de a furniza apă, de obicei vorbim despre sisteme de încălzire).
• Supapele de închidere sunt un element al unui robinet, supapă sau bilă, care închide o țeavă pentru a opri apa și a împiedica curgerea acesteia în continuare prin sistemul de alimentare cu apă. Fiecare și celelalte sisteme de alimentare cu apă sunt echipate cu astfel de robinete în anumite zone.

Când se confruntă cu un astfel de obstacol, fluxul de apă nu își poate reduce instantaneu viteza, ceea ce înseamnă că la aceeași viteză într-o anumită zonă are loc o încercare, adică un salt brusc de presiune. Într-o astfel de situație, țeava este testată pentru rezistență printr-o creștere colosală a atmosferei și este posibil să nu-i reziste.

Acest lucru duce la concluzia că lovitura de berbec dintr-o conductă este o cauză comună a distrugerii acesteia, iar cu cât durează mai mult un sistem de alimentare cu apă, cu atât devine mai vulnerabil, mai ales în cazul țevilor metalice susceptibile la coroziune.

Motive posibile

Problema este că pot exista multe motive pentru acest fenomen, dar trei sunt considerate comune:

1. Pornirea sau oprirea bruscă a unei pompe în funcțiune, precum și defecțiunea sau oprirea de urgență a acesteia;
2. Oprirea de urgență a lichidului care curge prin conducte prin închiderea supapelor de închidere;
3. O obstrucție a fluxului de fluid în ideea unui sas de aer.

Cazul de funcționare sau defecțiune a pompei este cel mai puțin probabil din această listă. Din acest motiv, o rupere a canalizării sau a conductei de apă din cauza loviturilor de berbec are loc mai rar decât în ​​alte puncte. Acest lucru se explică prin faptul că mulți nu au deloc o pompă instalată, iar dacă au una, astfel de echipamente sunt echipate cu sisteme de protecție.

Lovitura de ari din cauza formării și aprovizionării cu apă de către un sas este un eveniment mai frecvent. Acest caz este periculos deoarece atunci când debitul de apă intră în contact cu aerul, viteza lichidului nu scade, iar presiunea și aerul dintr-un mediu închis nu au încotro, ceea ce amenință o creștere puternică a presiunii atmosferice. Dacă conducta se defectează de 1-2 ori, incidentele frecvente vor duce la consecințe totale și o rupere a conductei este inevitabilă.

Potrivit statisticilor, cea mai frecventă cauză a loviturii de berbec este închiderea bruscă a supapelor de închidere. Acest factor s-a agravat mult atunci când s-a răspândit. Cert este că la robinet cu robinet, debitul de apă a fost blocat treptat, prin strângerea treptată a supapei, iar presiunea din conducte a rămas în limite acceptabile. Dar tehnologia funcționează de multe ori mai rapid, iar lichidul în mișcare din interiorul conductelor se lovește brusc de un obstacol fără a încetini, ceea ce duce la uzura severă a echipamentului din cauza sarcinilor crescânde și crește riscul de lovitură de berbec. În astfel de situații, nici măcar compensatorii nu economisesc întotdeauna.

Consecințe neplăcute și metode de protecție împotriva loviturilor de berbec

Cert este că, teoretic, presiunea internă din conductă poate crește fără oprire, ajungând la orice forță. Consecințele în astfel de situații vor fi următoarele:

• Ruperea conductei, distrugerea conductei sau a sistemului de alimentare cu căldură;
• Deformarea sau distrugerea dispozitivelor de încălzire;
• În consecință, se produce o pierdere de căldură în timpul reparațiilor;
• Primirea de arsuri la locuitorii care se aflau în imediata apropiere în timpul loviturii de berbec;
• Lovitura de apă în conducte duce la inundarea proprietății dumneavoastră și a vecinilor care locuiesc sub dumneavoastră (în cazul apartamentelor).

Privind această listă incompletă de posibile consecințe, aș dori să știu despre metodele de protecție împotriva loviturilor de ariete. Cum să te protejezi de o posibilă nenorocire?

Primul și cel mai convingător argument în favoarea protecției împotriva loviturilor de berbec sunt rosturile de dilatație ale conductelor. Aceste dispozitive speciale sunt capabile să absoarbă o parte din lichidul din sistemul general atunci când presiunea internă crește, reducând-o astfel. Exista diferite tipuri de rosturi de dilatatie pentru alimentarea cu apa, insa cele mai frecvente sunt cele cu burduf, lentile si presa de apa, datorita caracteristicilor lor de functionare.

O altă metodă de protecție este o supapă de protecție împotriva loviturilor de apă. Acest dispozitiv este instalat în sisteme de înaltă presiune și atunci când se utilizează o pompă. Un fel de amortizor de lovituri de ariete, supapa se deschide și eliberează excesul de presiune atunci când se ridică brusc.

Asigurați-vă că instalați robinete în case și apartamente care vă permit să închideți alimentarea cu apă. Astfel, puteți opri rapid apa în situații de urgență și vă puteți proteja de posibile consecințe, chiar dacă apare un dezastru.

VEZI VIDEO

Protecția conductelor prin metode convenționale, sau mai degrabă prin măsuri de precauție, este obligatorie. Închideți fitingurile de susținere treptat, evacuați aerul din țevi în prealabil și instalați un compensator de lovitură de ariete, de preferință de volum mare.

Lovitura de berbec este o creștere pe termen scurt a presiunii într-un sistem umplut cu lichid. Un fenomen similar are loc dacă fluxul de lichid întâlnește în mod neașteptat un obstacol pe calea sa. Acest lucru se întâmplă atunci când, de exemplu, o supapă de închidere se închide brusc sau pompa de injecție se oprește brusc.

După o coliziune cu un obstacol, fluxul de apă își continuă curgerea inerțială cu aceeași viteză, dar se injectează noi straturi de curgere, compactând straturile care s-au ciocnit deja de obstacol. Acest lucru face ca presiunea din conducte să crească rapid, care se extind și pot izbucni în orice moment. Apariția unei probleme poate fi precedată de zgomote străine, de clicuri și de lovituri în țevi, precum și de un zumzet caracteristic.

Dacă țeava sparge, se creează o situație de urgență extrem de periculoasă care poate afecta:

• echipamente (conducte și dispozitive de încălzire);
• proprietate (spațiile sunt inundate, mobilierul și alte lucruri sunt deteriorate);
• persoane din apartament (o ruptură a sistemului de încălzire amenință cu arsuri termice grave).

Cauzele ciocanului de ariete

În noile sisteme de încălzire și de alimentare cu apă, probabilitatea de creștere a presiunii și de apariția loviturilor de berbec este extrem de scăzută. Acest lucru se explică prin faptul că factorii care conduc la acest fenomen se formează treptat. Una dintre ele este înfundarea conductelor cu particule solide, care sunt substanțe chimice conținute în apă care au suferit mineralizări, precum și murdărie și rugină. Un alt tip de obstacol în calea apei este acumularea de aer, care apare din cauza întreruperilor de curent, a defecțiunii pompei de circulație sau a erorilor în instalarea componentelor sistemului.

Presiunea într-un circuit închis poate crește din cauza injecției crescute de fluid, care are loc dacă pompa conectată la sistem funcționează la o viteză prea mare. De asemenea, la instalarea sistemelor de încălzire și instalații sanitare, se folosesc adesea țevi de diferite diametre. Această tehnologie este acceptabilă, dar necesită aducerea componentelor „diferite dimensiuni” la un „numitor comun” folosind adaptoare speciale, precum și protejarea îmbinărilor sistemului cu o supapă termostatică specială.

Lovitura de berbec apare mai des în sistemele în care supapele cu bilă, care nu funcționează lină, sunt folosite în locul supapelor clasice și robinetelor. Orice oprire neglijentă a apei poate duce la fluctuații semnificative de presiune, astfel încât această operațiune (de exemplu, în timpul reparațiilor sau înlocuirii componentelor) ar trebui efectuată sub îndrumarea specialiștilor din domeniul instalațiilor sanitare și ingineriei.

Metode de bază de protecție împotriva loviturilor de berbec

Pentru a reduce excesul de presiune în conducte și pentru a o neutraliza, trebuie luate o serie de măsuri speciale. Cel mai simplu mod de a proteja sistemul de loviturile de berbec este să-l închideți fără probleme. Acest punct este întotdeauna indicat în documentele de reglementare. Înainte de instalarea conductelor, supapele sistemului sunt închise soft. În timpul lucrărilor de depanare, acestea sunt deschise treptat, permițând stabilizarea presiunii și asigurarea unui debit constant.

Următorul punct este utilizarea dispozitivelor automate specializate. Sunt pompe configurate pentru a regla fără probleme presiunea statică în conductă. Aceste dispozitive sunt capabile să modifice automat numărul de rotații de funcționare, să monitorizeze orice fluctuații în sistem sau sunt echipate cu unități de control cu ​​afișaj, prin care utilizatorul poate regla în mod independent forța și viteza fluxului.

Modernizare cuprinzătoare a sistemului

Stabilizarea maximă a sistemului (de exemplu, în casele cu sisteme sanitare și de încălzire vechi și nesigure) necesită instalarea de echipamente care neutralizează eficient excesul de presiune în țevi. Aceasta include următoarele tipuri de dispozitive:

1. Compensatoare și amortizoare. Acumulatoarele hidraulice puternice acționează ca amortizoare, capabile să colecteze excesul de lichid, eliminând consecințele negative ale acumulării acestuia. Dispozitivul de compensare este un acumulator hidraulic, instalat în direcția de mișcare a apei în zonele circuitului de încălzire unde se observă cea mai mare probabilitate de fluctuații de presiune în sistem. În exterior, acumulatorii hidraulici arată ca niște baloane de oțel cu un volum de până la 30 de litri, formate din două secțiuni, care sunt separate printr-o membrană de cauciuc sau cauciuc.
2. Supapă cu diafragmă de siguranță. Acest dispozitiv este plasat la ieșirea din conductă pentru a elibera lichid atunci când există o presiune în exces. În prezent, majoritatea radiatoarelor sistemelor de încălzire sunt echipate cu acest dispozitiv. De obicei, supapa este activată de un controler sau de un anumit tip de dispozitiv de răspuns rapid. Acesta din urmă este declanșat dacă este depășit un nivel de presiune sigur, protejând sistemul de loviturile de berbec. Când există o creștere periculoasă a presiunii, supapa se deschide complet, iar când scade la niveluri normale, regulatorul se închide încet.
3. Termostat cu protectie maxima. Aceasta este o siguranță specială care monitorizează presiunea din sistem și suspendă funcționarea acestuia până când indicatorul atinge un punct critic. Dispozitivul are un mecanism cu arc situat între supapă și capul termic. Sistemul este declanșat atunci când este detectată suprapresiune și împiedică închiderea completă a supapei. Aceste dispozitive sunt instalate strict în direcția indicată pe carcasă.

Prevenirea sistemelor de alimentare cu apă și încălzire

Împreună cu respectarea strictă a regulilor de funcționare a sistemelor de alimentare cu apă, este necesar să se efectueze măsuri speciale de prevenire de 1-2 ori pe an. Întreținerea echipamentelor ajută la evitarea nu numai ciocănirea, ci și a altor procese distructive care conduc sistemul de alimentare cu apă la o stare tehnică nesatisfăcătoare.

Fluxul constant de apă provoacă vibrații inevitabile în conductă, modificând ușor presiunea din sistem. Acest lucru nu va duce neapărat la ciocănirea de apă, dar va contribui la formarea de microfisuri în structura carcasei metalice a țevilor. Dacă ciocănirea de berbec apare ulterior, țeava poate sparge exact în zonele cu microfisuri. O atenție deosebită trebuie acordată zonelor cu tensiuni interne crescute, care includ coturi, conexiuni mecanice și suduri.

Prevenirea include următoarele măsuri:

• verificarea stării unui grup de dispozitive de protecție (supapă de siguranță, manometru și aerisire);
• verificarea presiunii si reglarea acesteia in spatele membranei vasului de expansiune;
• verificarea gradului de uzură a componentelor și testarea sistemului pentru eventuale scurgeri;
• verificarea poziției supapelor de închidere și control pentru scurgeri;
• verificarea aspectului și funcționalității filtrelor care rețin nisipul, calcarul și particulele mici de rugină, curățarea și spălarea elementelor dacă este necesar.

Toate aceste precauții pot fi implementate acasă fără implicarea specialiștilor. Dacă în timpul procesului de prevenire au fost descoperite defecte semnificative la anumite componente, s-a observat o scurgere sau s-a auzit zgomot străin, este necesar să contactați cât mai curând posibil serviciile specializate pentru o analiză mai amănunțită a întregului sistem și eventuala reparație a acestuia. .

Conductele de încălzire și de alimentare cu apă scot adesea sunete ciudate, dar nu li se acordă întotdeauna atenție. Clicuri, ciocniri, zgomot - toate acestea sunt semne de ciocan de berbec. Și ce este ciocanul de apă într-un sistem de alimentare cu apă, cauzele și consecințele fenomenului - merită să vorbim despre asta mai detaliat. Și, de asemenea, învață cum să previi problemele.

Lovitura de berbec este o creștere puternică pe termen scurt a presiunii lichidului care circulă în țevi. Presiunea crește din cauza modificărilor vitezei de curgere.

Semnul schimbării presiunii afectează tipul de ciocan de berbec:

• pozitiv - în care presiunea crește din cauza închiderii bruște a supapei sau a activării unității de pompare;
• negativ - în care presiunea crește din cauza opririi pompei.

Conform legilor fizicii, chiar și atunci când robinetul este închis brusc, apa continuă să se miște. Doar fluxul cel mai apropiat de supapă se oprește; Ciocnirea straturilor oprite și în mișcare determină o creștere a presiunii. Dacă vă imaginați că intrarea într-o mulțime în mișcare a fost închisă brusc, atunci primele rânduri s-au oprit deja - următoarele se ciocnesc de ele, continuând să meargă, rezultatul este o zdrobire. Apa acționează și ea, provocând ciocanul de berbec.

Presiunea crește instantaneu, nivelul crește cu câteva zeci de atmosfere. Consecințele nu pot fi evitate.

Teoria loviturii de apă

Apariția fenomenului este posibilă numai din cauza lipsei de compensare a căderilor de presiune. O supratensiune intr-un singur loc determina raspandirea fortei pe toata lungimea conductei. Dacă există un punct slab în sistem, materialul se poate deforma sau eșua complet, creând o gaură în sistem.

Efectul a fost descoperit pentru prima dată la sfârșitul secolului al XIX-lea de omul de știință rus N.E. Jukovski. De asemenea, a derivat o formulă prin care să calculeze perioada de timp necesară pentru închiderea robinetului pentru a evita consecințele neplăcute. Formula arată astfel: Dp = p(u0-u1), unde:

• Dp – creșterea presiunii în N/m2;
• p – densitatea lichidului în kg/m3;
• u0, u1 sunt viteza medie a apei în conductă înainte și după închiderea robinetelor.

Pentru a ști cum să dovedești lovitura de berbec într-un sistem de alimentare cu apă, trebuie să cunoști diametrul și materialul țevii, precum și gradul de compresibilitate al apei. Toate calculele sunt efectuate după stabilirea parametrului densității apei. Diferă prin cantitatea de săruri dizolvate. Viteza de propagare a loviturii de berbec se determină folosind formula c = 2L/T, unde:

• c – desemnarea vitezei undei de șoc;
• L – lungimea conductei;
• T – timp.

Simplitatea formulei vă permite să determinați rapid viteza de propagare a impactului, care, în esență, este o undă cu oscilații de o anumită frecvență. Acum să vorbim despre cum să aflăm fluctuațiile pe unitatea de timp.

Pentru aceasta este utilă formula M = 2L/a, unde:

• M – durata ciclului de oscilație;
• L – lungimea conductei;
• a – viteza undei în m/s.

Pentru a simplifica toate calculele, cunoașterea vitezei undei de șoc la impact pentru țevile din cele mai populare materiale va permite:

• otel = 900-1300 m/s;
• fontă = 1000-1200 m/s;
• plastic = 300-500 m/s.

Acum trebuie să înlocuiți valorile în formulă și să calculați frecvența de vibrație a ciocanului de ari pe o secțiune a unei conducte de alimentare cu apă de o lungime dată. Teoria loviturii de berbec va ajuta la demonstrarea rapidă a apariției fenomenului și la prevenirea posibilelor riscuri atunci când planificați construcția unei case sau înlocuirea unui sistem sanitar sau de încălzire.

Cauzele ciocanului de ariete

Cel mai important motiv este închiderea bruscă a supapelor de închidere. Daca apa curge intr-un curent subtire, riscul este minim, dar cand robinetul este deschis/inchis brusc, pericolul creste la maxim.

De ce mai apare ciocănirea de apă în sistemul de alimentare cu apă:

1. Când pompele puternice sunt pornite brusc. Apare atunci când alimentarea cu energie electrică a instalațiilor echipate cu stații de pompare puternice este instabilă.
2. Dacă există pungi de aer în sistemul de alimentare cu apă sau de încălzire. Prin urmare, înainte de a pune în funcțiune sistemele închise cu un purtător de lichid, aerul trebuie mai întâi îndepărtat.

Astăzi, ciocănirea de apă este considerată cel mai frecvent factor în defecțiunea sistemelor de alimentare cu apă. Acest lucru se datorează apariției unor noi supape de închidere care nu necesită rotiri lungi ale supapei (taucet) pentru a deschide/închide apa.

Merită de știut! Este deosebit de periculos să închideți jeturile puternice de apă - chiar și cu un sistem de alimentare cu apă funcțional, acest lucru va duce mai devreme sau mai târziu la ciocan de apă.

Consecințele posibile ale ciocanului de berbec și pericolele sale

Puteți recunoaște semnele fenomenului după sunete străine din sistem: clicuri, ciocniri, prăbușiri. Semnele vizuale vor ajuta, de asemenea: robinete cu scurgeri, mixere, fitinguri de sertizare cu garnituri de cauciuc.

Când sistemul de alimentare cu apă este supus la ciocănii frecvente, chiar și cu o forță slabă, garniturile și garniturile sunt stoarse mai întâi. Încălcarea etanșeității sistemului poate duce la apariția unor zone de deformare și ruperea țevilor.

Ca urmare a presiunii crescute, alimentarea cu apă este întreruptă. Dar aceasta nu este singura problemă. Dacă un ciocan de apă duce la ruperea completă a unei țevi, de exemplu, într-un bloc de apartamente, întreaga clădire rămâne fără apă. Curgerea lichidului strică proprietatea proprietarilor de apartamente, iar vecinii de la etajele inferioare sunt inundați. Ca urmare, au avut loc lucrări la repararea și restaurarea mai multor proprietăți rezidențiale.

Lovitura de apă într-un sistem de alimentare cu apă caldă amenință, pe lângă daune permanente aduse proprietății, arsuri. Pericol apare atunci când sistemul de încălzire se depresurizează, unde mediul menține o temperatură de +70C și este constant sub presiune. O ruptură a unei baterii sau a unei conducte în timpul sezonului de încălzire de iarnă va deteriora sistemul. Înghețurile vor finaliza munca distructivă - conducta va trebui înlocuită.

Metode de combatere și prevenire a loviturii de berbec în sistem

Creșterile de presiune în sisteme cauzează până la 60% din toate accidentele de conducte. Conductele vechi și lungi sunt în special în pericol. Sistemele uzate au multe puncte slabe în care o creștere minimă a presiunii apei va provoca o ruptură. Și încă un fapt - cu cât țeava este mai lungă și mai dreaptă, cu atât ciocanul de apă va fi mai puternic. Acest lucru se datorează faptului că țevile mai lungi conțin mai multă apă, ceea ce înseamnă că masa suportului este mare și poate provoca o cădere puternică de presiune.

Sfat! Dacă o casă privată este echipată cu robinete cu bilă, tentația de a o porni și opri rapid este mare. O întoarcere și robinetul este închis. Acest lucru este strict interzis. Rezultatul unei opriri bruște a fluidului se va manifesta în curând prin stoarcerea garniturilor de cauciuc și apoi prin ruperea sistemului.

Există protecție împotriva loviturilor de apă în sistemul de alimentare cu apă al unui apartament sau al unei clădiri private? Da. Primul și cel mai important lucru este să nu testați puterea sistemului cu presostate bruște. Să ne uităm la câteva opțiuni suplimentare despre cum să evitați ciocanul de berbec în sistemul de alimentare cu apă.

Închiderea lină a robinetului

Cel mai simplu mod de a preveni problemele. Supapa trebuie închisă fără probleme, fără smucituri. Dacă supapa de închidere este strânsă, este permisă deplasarea mânerului cu mici smucituri. Acțiunea se aplică atât robinetelor de uz casnic, cât și industriale.

Va exista în continuare un ciocan de apă la închidere, dar unul puternic este împărțit în mai multe cu putere redusă. Impactul energetic asupra conductei în timpul unei singure mișcări bruște este împărțit în mai multe mici, în timp ce căderile de presiune au timp să fie compensate, reducând astfel riscul de defecțiune a sistemului.

Dispozitive de absorbție a șocurilor

Amortizoarele sunt folosite pentru a proteja conductele cu termostate. Acestea sunt părți flexibile ale țevii care înlocuiesc partea rigidă înainte de punctul de montare al supapei termostatului. Material pentru dispozitivul de absorbție a șocurilor: cauciuc cu proprietăți de rezistență ridicată la căldură sau plastic armat. Capacitatea de a se întinde și de a absorbi forța presiunii crescute ajută la evitarea loviturilor de berbec.

Principiul este simplu: pe măsură ce presiunea crește, partea moale a țevii se extinde în diametru, acționând ca un amortizor, reducând astfel presiunea în fața supapei închise. Pentru a preveni loviturile de berbec, este suficientă o secțiune de țeavă de 20-30 cm, dacă sistemul este foarte lung, elementul elastic de absorbție a șocurilor poate fi mărit la 40 cm.

Chirurgie de bypass

Va fi necesară modificarea manuală a supapelor termice. Cunoașterea caracteristicilor de proiectare va fi utilă, în caz contrar elementul poate fi deteriorat. Șuntul este un tub subțire cu un diametru de 0,2-0,4 mm, care este introdus în supapă în direcția de mișcare a fluidului. Șuntul nu afectează funcționalitatea sistemului în timpul funcționării, dar în timpul creșterilor de presiune îl eliberează în conducta din spatele supapei.

Sfat! Derivarea va ajuta dacă problema este cum se elimină lovitura de apă în sistemul de alimentare cu apă al conductelor noi. Țevile dărăpănate cu coroziune nu sunt deviate; rugina înfunda rapid gaura. În acest caz, în loc să instalați un tub, este suficientă o gaură cu diametrul necesar.

Termostate de siguranta

Acestea sunt dispozitive speciale care sunt echipate suplimentar cu protecție împotriva loviturilor de apă. Protecția arată ca un arc montat la punctul de legătură dintre supapă și capul termic. Proprietatea de protecție este descrisă în documentația tehnică.

Principiul de funcționare este simplu - atunci când presiunea crește, arcul se întinde, ceea ce împiedică închiderea etanșă a supapei. Excesul de presiune este de asemenea eliberat în secțiunea conductei din spatele supapei. Când presiunea se normalizează, supapa se închide.

Sfat! Instalarea termostatelor care sunt protejate împotriva loviturilor de berbec trebuie efectuată în direcția indicată de săgeata de pe carcasă.

Supape de siguranță

O supapă de siguranță simplă a loviturii de ariete funcționează ca un sistem de reducere a presiunii. O supapă de siguranță este instalată în zonele cele mai susceptibile la lovituri de berbec. Dispozitivele pot funcționa independent sau pot primi comenzi de controler.

În acest din urmă caz, controlerul trebuie să controleze întreaga funcționare a sistemului și să aibă date despre presiune pe toată lungimea conductei. Când nivelul de presiune în zona de instalare a supapei crește, dispozitivul se deschide și evacuează excesul de apă în exterior. De îndată ce presiunea scade, supapa se închide și revine la poziția inițială.

Compensatoare

Un compensator de lovitură de berbec este utilizat în sistemele interne de alimentare cu apă și de încălzire. Dispozitivul arată ca un rezervor împărțit în două părți de o membrană de cauciuc. Partea inferioară este conectată la alimentarea cu apă, așa că există întotdeauna apă acolo. În partea de sus este aer sub presiune. Dacă compensatorul este un element al sistemului de încălzire, acesta este instalat în zone cu risc ridicat de lovituri de berbec.

Principiul de funcționare: pe măsură ce presiunea crește, purtătorul de lichid apasă pe membrana bateriei, aerul este comprimat, iar membrana se mișcă. Creșterea volumului rezervorului ajută la compensarea presiunii în exces. Imediat ce șocul este eliminat, membrana revine la poziția inițială.

Dispozitive de control automat

Unitățile sunt utilizate în sisteme echipate cu pompe. Cu cât pompa este mai puternică, cu atât ciocanul de berbec va fi mai puternic. Nivelul de creștere a presiunii este determinat de viteza motorului la aplicarea tensiunii, acționarea electrică pornește instantaneu. Singura modalitate de a evita ciocanul de berbec este să faci creșterea lină a vitezei. Utilizarea dispozitivelor de control automat face posibilă influențarea convertizoarelor de frecvență și a dispozitivelor de pornire progresivă.

Schimbarea frecvenței, precum și pornirea treptată a motorului în funcțiune, minimizează riscul de lovituri de berbec. Convertizoarele de frecvență reglează, de asemenea, performanța pompei pentru a menține funcționarea optimă a echipamentului.

Știind ce este ciocănirea, consecințele fenomenului și cum se elimină problema, ar fi util să se modernizeze conducta sau cel puțin să se evite închiderea bruscă a supapelor și robinetelor. Dispozitivele sunt ieftine, durează mult timp și vor prelungi durata de viață a întregului sistem sanitar și de încălzire.