Articles

Water Hammer: O privire asupra cauzei și efectului

Ceasul ciocanului de apă este un fenomen hidraulic care apare atunci când apa care curge este oprită brusc de un bloc în calea sa. Deoarece moleculele de apă au o capacitate de compresie foarte limitată, o oprire bruscă forțează apa să se deplaseze în direcția opusă, care este din nou trântită înainte de apa care intră și așa mai departe. Această ciocnire repetată a apei de ea însăși provoacă o undă de șoc atât de puternică încât poate provoca daune semnificative conductelor și altor echipamente legate între ele.

Ciocanul de apă poate fi cauzat fie de pornirea/oprirea unei pompe, fie de închiderea bruscă a unei vane, fie de întreruperea alimentării pompei sau chiar de funcționarea/incorporarea necorespunzătoare a dispozitivelor de protecție împotriva supratensiunilor.

Reverse flow causes Water Hammer

Vârfurile de presiune datorate ciocăniturilor de apă pot depăși de 5 până la 10 ori presiunea normală de lucru. Această forță datorată presiunii apei depinde de doi factori cheie: debitul fluidului și durata de timp în care este oprit debitul. De exemplu, o supapă cu închidere rapidă poate avea ca rezultat o forță egală cu cea a unei lovituri de ciocan de 835 lb prin intermediul a 100 de galoane de apă care curge printr-o țeavă de 2″ la 10 picioare/secundă. (Sursa: Înțelegerea ciocanului de apă de către DFT Valves).

Figure 1: Source: http://www.chengfluid.com/flow_problems/water_hammer
Figura 1: Sursa: http://www.chengfluid.com/flow_problems/water_hammer

Datorită acestei creșteri bruște a presiunii, mai multe componente ale sistemului sunt afectate. Ciocanul de apă poate deforma și deteriora semnificativ conductele și îmbinările țevilor. Diferența bruscă de presiune a fost cunoscută pentru a fisura și sparge conductele, ceea ce duce la reparații costisitoare și la pagube deversate.

Valvele utilizate pentru gestionarea fluxului de apă, atunci când sunt afectate de lovituri de ciocan de apă, pot ceda complet provocând daune grave din cauza refluxului sau a revărsării. Defectarea vanei poate duce, de asemenea, la deteriorarea colaterală a altor echipamente conexe, cum ar fi manometre, debitmetre, pompe, cazane, turbine etc.

În plus, vârfurile bruște de presiune pot duce la spargerea garniturilor și la ruperea țevilor, ceea ce poate provoca răniri grave pentru oricine se află în apropiere. Gravitatea unor astfel de daune într-un mediu industrial poate fi devastatoare.

Există mai multe soluții pentru a menține presiunea hidraulică sub control. Unele dintre acestea implică instalarea de:

  • Aparate împotriva loviturilor de ciocan de apă,
  • Cisterne de suprapresiune,
  • Vase de presiune,
  • Supapă de reținere,
  • Supapă de închidere lentă, și/sau
  • Camere de aer.

În plus, este important ca societățile să proiecteze sisteme care să optimizeze amplasarea supapelor, permițând gestionarea eficientă a fluctuațiilor de presiune. În cele din urmă, personalul de operare trebuie să fie instruit în mod adecvat pentru a se asigura că pot fi evitate daunele cauzate de erori manuale.

De Saumya Garg

.