Wasserschlag ist ein hydraulisches Phänomen, das auftritt, wenn fließendes Wasser abrupt durch einen Block in seinem Weg gestoppt wird. Da Wassermoleküle nur eine sehr begrenzte Kompressionsfähigkeit haben, zwingt ein plötzlicher Stopp das Wasser dazu, sich in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen, was wiederum durch einströmendes Wasser nach vorne geschleudert wird und so weiter. Dieses wiederholte Aufprallen des Wassers auf sich selbst verursacht eine so starke Druckwelle, dass sie Rohrleitungen und andere damit verbundene Anlagen erheblich beschädigen kann.

Wasserschlag kann entweder durch das Starten/Stoppen einer Pumpe oder das plötzliche Schließen eines Ventils oder durch einen Stromausfall der Pumpe oder sogar durch unsachgemäß arbeitende/eingesetzte Überspannungsschutzgeräte verursacht werden.

Druckspitzen aufgrund von Wasserschlägen können das 5- bis 10-fache des normalen Arbeitsdrucks betragen. Diese Kraft des Wasserdrucks hängt von zwei Schlüsselfaktoren ab: der Durchflussmenge der Flüssigkeit und der Zeitdauer, in der der Durchfluss gestoppt wird. So kann beispielsweise ein schnell schließendes Ventil eine Kraft erzeugen, die der eines Wasserschlags von 835 lb entspricht, wenn 100 Gallonen Wasser mit einer Geschwindigkeit von 10 Fuß/Sekunde durch ein 2-Zoll-Rohr fließen. (Quelle: Understanding Water Hammer von DFT Valves).

Durch diesen plötzlichen Druckanstieg werden mehrere Komponenten des Systems beeinträchtigt. Wasserschlag kann Rohrleitungen und Rohrverbindungen erheblich verformen und beschädigen. Es ist bekannt, dass der plötzliche Druckunterschied zu Rissen und Brüchen in Rohrleitungen führt, was teure Reparaturen und Auslaufschäden zur Folge hat.

Ventile, die zur Steuerung des Wasserflusses verwendet werden, können, wenn sie von Wasserschlag betroffen sind, vollständig ausfallen und durch Rückfluss oder Überlauf schwere Schäden verursachen. Der Ausfall von Ventilen kann auch zu Kollateralschäden an anderen angeschlossenen Geräten wie Manometern, Durchflussmessern, Pumpen, Kesseln, Turbinen usw. führen.

Außerdem können plötzliche Druckspitzen zu geplatzten Dichtungen und geborstenen Rohren führen, die bei Personen, die sich in der Nähe aufhalten, schwere Verletzungen verursachen können. Die Schwere solcher Schäden in einem industriellen Umfeld kann verheerend sein.

Es gibt verschiedene Lösungen, um den Hydraulikdruck unter Kontrolle zu halten. Einige davon umfassen die Installation von:

• Wasserschlagdämpfern,
• Überdrucktanks,
• Druckbehältern,
• Rückschlagventilen,
• langsam schließenden Ventilen und/oder
• Luftkammern.

Außerdem ist es wichtig, dass Unternehmen Systeme entwerfen, die die Positionierung der Ventile optimieren, um Druckschwankungen effizient zu bewältigen. Schließlich muss das Bedienpersonal angemessen geschult werden, um sicherzustellen, dass Schäden durch manuelle Fehler vermieden werden können.

Von Saumya Garg