Articles

Water Hammer: En titt på orsak och verkan

Vattenhammare är ett hydrauliskt fenomen som uppstår när strömmande vatten plötsligt stoppas av ett block i dess väg. Eftersom vattenmolekyler har en mycket begränsad kompressionsförmåga tvingar ett plötsligt stopp vattnet att röra sig i motsatt riktning, vilket återigen slås framåt av inkommande vatten och så vidare. Detta upprepade slag av vatten mot sig självt orsakar en chockvåg som är så stark att den kan orsaka betydande skador på rörledningar och annan kopplad utrustning.

Vattenslag kan orsakas av antingen start/stopp av en pump eller plötslig stängning av en ventil, eller pumpens strömavbrott, eller till och med av felaktigt fungerande/intecknade överspänningsskydd.

Reverse flow causes Water Hammer

Tryckspikar på grund av vattenslag kan överstiga 5-10 gånger det normala arbetstrycket. Denna kraft från vattentrycket beror på två nyckelfaktorer: vätskans flödeshastighet och den tid under vilken flödet stoppas. Till exempel kan en snabbstängande ventil resultera i en kraft som är lika stor som en 835 lb hammarslag via 100 gallon vatten som strömmar genom ett 2-tumsrör med 10 fot/sekund. (Källa: Understanding Water Hammer från DFT Valves).

Figure 1: Source: http://www.chengfluid.com/flow_problems/water_hammer
Figur 1: Källa: http://www.chengfluid.com/flow_problems/water_hammer

På grund av denna plötsliga tryckökning påverkas flera komponenter i systemet. Vattenslag kan avsevärt deformera och skada rörledningar och rörskarvar. Den plötsliga tryckskillnaden har varit känd för att spräcka och spränga rör med dyra reparationer och spillskador som följd.

Ventiler som används för att styra vattenflödet kan, när de påverkas av vattenslag, gå helt sönder och orsaka allvarlig skada på grund av återflöde eller överströmning. Ventilfel kan också leda till kollaterala skador på annan kopplad utrustning som tryckmätare, flödesmätare, pumpar, pannor, turbiner osv.

På plötsliga tryckspikar kan det dessutom leda till att packningar sprängs och att rör spricker, vilket kan orsaka allvarliga skador på alla som står i närheten. Svårighetsgraden av sådana skador i en industriell miljö kan vara förödande.

Det finns flera lösningar för att hålla det hydrauliska trycket under kontroll. Några av dessa innebär installation av:

  • Vattenhammarstoppare,
  • Svällagebehållare,
  • Tryckkärl,
  • Kontrollventiler,
  • Långsamstängande ventiler och/eller
  • Luftkammare.

Det är dessutom viktigt att företagen utformar system som optimerar ventilplaceringarna vilket möjliggör en effektiv hantering av tryckfluktuationer. Slutligen måste driftspersonalen få adekvat utbildning för att säkerställa att skador på grund av manuella fel kan undvikas.

av Saumya Garg