Що таке гідравлічний удар?

Гідравлічний удар – це раптове збільшення або зменшення тиску, що виникає внаслідок різкого прискорення або уповільнення потоку рідини всередині замкнутої системи. Це явище гідравлічного удару створює потужні хвилі тиску, які можуть перевищувати нормальний робочий тиск.

Коли клапан швидко закривається або насос раптово зупиняється, рідина, що рухається з високою швидкістю, змушена зупинитися, створюючи хвилю тиску , яка поширюється назад по системі. Сила цієї хвилі може призвести до вібрації, шуму або навіть структурного руйнування.

Хоча найчастіше це спостерігається у водопроводах, подібні ефекти виникають і в парових системах, де це часто називають паровим ударом .

Явище парового удару в промислових трубопровідних системах

Розуміння небезпеки гідравлічного удару

Пошкодження від гідравлічного удару включають:

Для установок, що використовують вихрові витратоміри , коріолісові масові витратоміри або електромагнітні витратоміри , гідравлічний удар може серйозно спотворити показання або безповоротно пошкодити корпус датчика.

Корінні причини гідравлічного удару

Гідравлічний удар зазвичай виникає внаслідок раптових змін швидкості потоку. Розуміння цих причин є ключем до ефективного запобігання:

(1) Швидка робота клапана

Коли клапан відкривається або закривається занадто швидко, потік рідини різко зупиняється або починається, створюючи ударну хвилю в трубопровідній мережі. Це одна з найпоширеніших причин гідравлічного удару.

(2) Раптовий запуск або зупинка насоса

Коли насос несподівано зупиняється, наприклад, через відключення електроенергії, імпульс рідини тисне на насос і клапани, створюючи великий стрибок тиску.

(3) Високошвидкісний конденсат у паропроводах

У парових системах конденсат може накопичуватися та рухатися з високою швидкістю. Коли цей конденсат стикається зі стінками труб або фітингами, він створює потужний гідравлічний удар, який іноді називають пароконденсаційним ударом .

High-speed condensate produces water hammer	The condensation of steam suddenly causes water hammer
High-speed condensate creates water hammer when it collides with the pipe	Water hammer occurs when steam condenses rapidly and collides

(4) Конструкція трубопроводів та рельєф місцевості

Трубопроводи з крутими схилами або різкими перепадами висоти більш схильні до цього. Коли вода перекачується на висоту понад 20 метрів, гравітаційна потенційна енергія підсилює ударний тиск.

(5) Надмірна швидкість потоку

Якщо швидкість потоку в лінії подачі занадто висока, навіть невеликі збурення можуть спричинити значні зміни динамічного тиску, що збільшує ризик гідравлічного удару.

(6) Довгі та складні трубопровідні системи

Чим довша труба і чим більша зміна рельєфу, тим більша ймовірність того, що хвилі тиску відбитимуться та посилюватимуться, викликаючи повторювані ударні ефекти.

Рішення для запобігання гідравлічним ударам

Комплексні рішення для запобігання гідравлічним ударам

Повністю усунути гідравлічний удар складно, але кілька інженерних заходів можуть ефективно пом'якшити або запобігти його впливу:

(1) Встановіть гідроударний розрядник

(2) Додати акумулятор або повітряну камеру

У системах, що використовують поршневі або плунжерні насоси, гідроакумулятор, розташований вище за витратоміром, може гасити пульсації та стабілізувати потік.

(3) Використовуйте керування клапаном

Уникайте швидких рухів клапанів. Використовуйте клапани з повільним відкриванням та повільним закриванням або автоматичні регулювальні клапани з регульованою швидкістю відкривання, щоб зменшити швидкість зміни потоку.

(4) Оптимізація керування насосом

Використовуйте контролери плавного пуску або частотно-регульовані перетворювачі (ЧРП) на насосах, щоб поступово збільшувати або уповільнювати швидкість насоса, мінімізуючи раптове прискорення або уповільнення потоку.

(5) Правильне розташування трубопроводів

Проектуйте трубопровід з мінімальними перепадами висот та уникайте різких вигинів, де це можливо. Встановлюйте витратомір у місцях, менш схильних до коливань тиску.

(6) Встановіть зворотні клапани

Зворотні клапани або безвідвідні клапани можуть запобігти зворотному потоку та зменшити ймовірність стрибків протитиску.

(7) Використовуйте високоякісні витратоміри із захисними функціями

Оберіть витратоміри, розроблені для витримування короткочасних стрибків тиску. Наприклад, Silver Automation Instruments пропонує вихрові та коріолісові витратоміри з міцними корпусами з нержавіючої сталі та додатковими аксесуарами для гасіння гідравлічного удару, що забезпечує довший термін служби в складних гідравлічних середовищах.

Коли встановлювати гідроуловлювач

Впровадження цих профілактичних заходів забезпечує довгострокову точність витратомірів, знижує витрати на технічне обслуговування та захищає цінне технологічне обладнання.

Висновок: Захист вашого трубопроводу від гідравлічного удару

Гідравлічний удар – це серйозна проблема, яка може загрожувати безпеці та надійності будь-якої системи транспортування рідини. Розуміючи його причини та впроваджуючи превентивні рішення, такі як встановлення гідроамортизаторів , гідроакумуляторів та належне керування клапанами, промисловість може значно зменшити ризик виходу з ладу обладнання.

Захист таких приладів, як витратоміри , насоси та клапани, від гідравлічного удару – це не просто питання технічного обслуговування; це критично важливий крок у підтримці ефективності системи, точності вимірювань та безпеки експлуатації.