A vízkalapács egy hidraulikai jelenség, amely akkor következik be, amikor az áramló vizet hirtelen megállítja egy útjába kerülő blokk. Mivel a vízmolekulák tömörítő képessége igen korlátozott, a hirtelen megállás a vizet ellentétes irányú mozgásra kényszeríti, amelyet az érkező víz ismét előrecsap, és így tovább. A víznek ez az ismétlődő, önmagának való ütközése olyan erős lökéshullámot okoz, amely jelentős károkat okozhat a csővezetékekben és más kapcsolódó berendezésekben.

A vízcsapást okozhatja akár a szivattyú elindítása/leállítása, akár egy szelep hirtelen zárása, akár a szivattyú áramellátásának meghibásodása, vagy akár a nem megfelelően működő/nem megfelelően beépített túlfeszültség-védelmi eszközök.

A vízkalapács okozta nyomáscsúcsok meghaladhatják a normál üzemi nyomás 5-10-szeresét. Ez a víznyomásból eredő erő két kulcsfontosságú tényezőtől függ: a folyadék áramlási sebességétől és az áramlás megállításának időtartamától. Például egy gyorsan záródó szelep egy 2″-os csövön 10 láb/másodperc sebességgel átfolyó 100 gallon víz révén egy 835 lb-os vízkalapács erejével megegyező erőt eredményezhet. (Forrás: Understanding Water Hammer by DFT Valves).

A hirtelen nyomásnövekedés miatt a rendszer több alkatrésze is megsérül. A vízütés jelentősen deformálhatja és károsíthatja a csővezetékeket és a csőkötéseket. A hirtelen nyomáskülönbség ismert, hogy a csövek megrepednek és megrepednek, ami költséges javításokat és kiömlési károkat eredményez.

A vízáramlás szabályozására használt szelepek a vízkalapács hatására teljesen meghibásodhatnak, ami súlyos károkat okozhat a visszaáramlás vagy túlfolyás miatt. A szelepek meghibásodása más kapcsolódó berendezések, például nyomásmérők, áramlásmérők, szivattyúk, kazánok, turbinák stb. járulékos károsodását is eredményezheti.

Továbbá, a hirtelen nyomáscsúcsok kiégett tömítésekhez és megrepedt csövekhez vezethetnek, amelyek súlyos sérüléseket okozhatnak a közelben tartózkodóknak. Az ilyen károk súlyossága ipari környezetben pusztító lehet.

A hidraulikus nyomás ellenőrzés alatt tartására számos megoldás létezik. Néhány ezek közül magában foglalja:

• Vízütésgátlók,
• Szivattyútartályok,
• Nyomástartályok,
• Ellenőrző szelepek,
• Lassú zárású szelepek és/vagy
• Légkamrák beépítését.

Emellett fontos, hogy a vállalatok olyan rendszereket tervezzenek, amelyek optimalizálják a szelepek elhelyezését, lehetővé téve a nyomásingadozások hatékony kezelését. Végül pedig az üzemeltető személyzetet megfelelően ki kell képezni, hogy a kézi hibából eredő károk elkerülhetőek legyenek.

Saumya Garg

által