Μια βρύση πόσιμου νερού σε κάθε σπίτι δεν είναι πολυτέλεια, αλλά μια σημαντική πρόοδος. Ωστόσο, αυτή η ευχάριστη ευκολία μπορεί να χαθεί σε μια στιγμή εάν συμβεί υδραυλικό πλήγμα στον αγωγό. Το υδραυλικό πλήγμα μπορεί όχι μόνο να οδηγήσει σε έλλειψη νερού, αλλά και σε πλημμύρα του διαμερίσματος.
Πώς συμβαίνει αυτό το επικίνδυνο φαινόμενο και πώς να το αποφύγετε θα συζητηθεί λεπτομερώς σε αυτό το άρθρο.
Η φύση του υδραυλικού πλήγματος σε αγωγούς
Το υδραυλικό πλήγμα είναι ένα κρουστικό κύμα που διαδίδεται κατά μήκος της επιφάνειας ενός σωλήνα νερού και μέσω των εξαρτημάτων του. Όταν η πίεση αυξάνεται, το κρουστικό κύμα είναι θετικό. Όταν η πίεση πέφτει, είναι αρνητικό. Εμφανίζεται όταν ένας άδειος σωλήνας γεμίσει ή μια βρύση κλείσει απότομα. Η καταστροφική επίδραση αυτού του φαινομένου οφείλεται κυρίως στην ασυμπίεστη ικανότητα του υγρού.
Αν το νερό μπορούσε να συμπιεστεί αρκετές φορές, όπως για παράδειγμα το αέριο, τότε οι σωλήνες δεν θα έσκαγαν από μια απότομη αύξηση της πίεσηςΥπερβολική πίεση εμφανίζεται όταν η ροή του υγρού σταματά ξαφνικά, αλλά το υδραυλικό πλήγμα μπορεί επίσης να προκληθεί από άλλα φαινόμενα στο σύστημα ύδρευσης.
Αιτιολογικό
Το υδραυλικό πλήγμα συμβαίνει συχνότερα όταν μια βαλβίδα διακοπής κλείνει ξαφνικά. Όταν το νερό ρέει μέσα από σωλήνες και βγαίνει από μια βρύση, η πίεση στο υδραυλικό σύστημα παραμένει σταθερή. Ωστόσο, όταν μια βαλβίδα κλείνει ξαφνικά, αυτή η πίεση μπορεί να αυξηθεί αρκετές φορές, προκαλώντας θραύση και αστοχία των τοιχωμάτων των σωλήνων.
Το υδραυλικό πλήγμα μπορεί επίσης να προκληθεί από:
- Απότομη ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση μιας ισχυρής αντλίας.
- Αεροφράκτες που υπάρχουν στην παροχή νερού ή στο κύκλωμα θέρμανσης.
Η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της αντλίας μπορεί να προκληθεί από ασταθή παροχή ρεύματος σε μια εγκατάσταση που στεγάζει αντλιοστάσια νερού υψηλής ισχύος. Τα φράγματα αέρα συμβάλλουν επίσης σημαντικά σε αυτό το επικίνδυνο φαινόμενο, επομένως πριν από τη λειτουργία κλειστών συστημάτων υγρών, βεβαιωθείτε ότι είναι εντελώς απαλλαγμένα από αέρα.
Συνέπειες
Όταν εκτίθενται επανειλημμένα σε υψηλή πίεση, η οποία συμβαίνει ως αποτέλεσμα του υδραυλικού πλήγματος, ακόμη και τα πιο αξιόπιστα συστήματα μπορεί να χάσουν τη στεγανότητά τους. Μπορεί επίσης να προκληθεί ρήξη αγωγού. από ένα μόνο αλλά ισχυρό υδραυλικό σοκ.
Ως αποτέλεσμα αυτής της επίπτωσης, η παροχή νερού στα κτίρια που είναι συνδεδεμένα με τον αγωγό ύδρευσης διακόπτεται εντελώς. Δυστυχώς, οι συνέπειες αυτού του φαινομένου δεν περιορίζονται στην έλλειψη νερού στη βρύση.
Εάν σπάσει ένας σωλήνας σε μια πολυκατοικία, η περιουσία των ιδιοκτητών του διαμερίσματος, καθώς και των γειτόνων στον κάτω όροφο, θα υποστεί ζημιά αφού σπάσει ο σωλήνας και εισέλθει υγρό στον χώρο διαβίωσης.
Εάν σπάσει ένας κύριος αγωγός ύδρευσης που παρέχει νερό σε μια ολόκληρη περιοχή της πόλης, το ατύχημα μπορεί ήδη να θεωρηθεί έκτακτη ανάγκη.
Ως αποτέλεσμα ενός τέτοιου περιστατικού, οι κάτοικοι δεκάδων πολυκατοικιών θα μείνουν όχι μόνο χωρίς πόσιμο νερό αλλά και χωρίς αποχέτευση, καθώς όλα τα καζανάκια των τουαλετών τροφοδοτούνται από την παροχή κρύου νερού. Το ντους, ακόμη και με άθικτη παροχή ζεστού νερού, θα είναι επίσης αδύνατο.
Εάν ένας σωλήνας ζεστού νερού υποστεί ζημιά ως αποτέλεσμα υδραυλικού πλήγματος, το συμβάν, εκτός από την πρόκληση υλικών ζημιών, μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά εγκαύματα. Μια διαρροή στο σύστημα θέρμανσης, όπου το ψυκτικό βρίσκεται πάντα υπό σημαντική πίεση και η θερμοκρασία του υγρού υπερβαίνει τους 70 βαθμούς Κελσίου, μπορεί να είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη.
Οι συνέπειες του υδραυλικού πλήγματος μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντικές ζημιές, επομένως είναι σημαντικό να μάθετε πώς να αποτρέπετε τις απότομες αυξήσεις της πίεσης στους αγωγούς.
Μέθοδοι προστασίας
Η τήρηση των οδηγιών εγκατάστασης υδραυλικών συστημάτων και συστημάτων θέρμανσης μπορεί να ελαχιστοποιήσει τον κίνδυνο υδραυλικού πλήγματος, αλλά τα σωστά σχεδιασμένα συστήματα από μόνα τους δεν μπορούν να τον εξαλείψουν εντελώς. Η αποφυγή αυτής της δυσάρεστης κατάστασης απαιτεί μια ολοκληρωμένη προσέγγιση και τήρηση των κανονισμών ασφαλείας και των τεχνικών οδηγιών.
Η πιθανότητα υδραυλικού πλήγματος μπορεί να μειωθεί σημαντικά ακολουθώντας τους ακόλουθους κανόνες κατά την εγκατάσταση και λειτουργία σωλήνων νερού.
- Κατά την εκκίνηση του συστήματος παροχής νερού ή θέρμανσης, τα στοιχεία διακοπής των εξαρτημάτων πρέπει να ανοίγουν πολύ αργάΗ διακοπή της παροχής νερού πρέπει επίσης να γίνεται πολύ ομαλά. Το ομαλό κλείσιμο και άνοιγμα των βαλβίδων διακοπής είναι απαραίτητο όχι μόνο σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις αλλά και κατά την ενεργοποίηση των συστημάτων ύδρευσης και θέρμανσης σε μια ιδιωτική κατοικία. Η υπερβολική πίεση κατά τη διάρκεια ενός υδραυλικού πλήγματος μπορεί εύκολα να προκαλέσει ζημιά στις οικιακές εγκαταστάσεις, επομένως είναι σημαντικό να ακολουθείτε τις προφυλάξεις ασφαλείας όταν παρέχεται νερό σε μια ιδιωτική κατοικία υπό σημαντική πίεση.
- Εγκαθιστώντας αυτόματες συσκευές για το ομαλό άνοιγμα και κλείσιμο των βαλβίδων διακοπής σε ένα υδραυλικό σύστημα ή σύστημα θέρμανσης, το ανθρώπινο λάθος σε περίπτωση υδραυλικού πλήγματος μπορεί να εξαλειφθεί πλήρως. Φυσικά, όταν χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικά, τα υδραυλικά συστήματα εξαρτώνται από την ηλεκτρική ενέργεια, αλλά για να εξαλειφθεί πλήρως η πιθανότητα βλάβης λόγω αυτόματων συσκευών, είναι απαραίτητο να εξοπλιστούν τέτοιοι μηχανισμοί με μια εφεδρική πηγή ενέργειας. Αυτή η εφεδρική πηγή είναι απολύτως απαραίτητη, τόσο σε μια μεγάλη επιχείρηση όσο και για την κανονική λειτουργία των υπηρεσιών κοινής ωφέλειας σε μια ιδιωτική κατοικία. Συνιστάται επίσης να εξοπλιστούν οι αντλιοστάσιοι με αυτόματο έλεγχο. Αυτό βοηθά επίσης στην πρόληψη του υδραυλικού πλήγματος από μια απότομη πτώση πίεσης που προκαλείται από την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση ισχυρού εξοπλισμού άντλησης.
- Εφαρμογή υδραυλικών συσσωρευτών και διατάξεων αποσβεστήρα, βοηθά επίσης στην ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων από τις απότομες αυξήσεις της πίεσης στο δίκτυο ύδρευσης. Τέτοιες συσκευές συνήθως αποτελούνται από ένα μεταλλικό περίβλημα με μια μεμβράνη που βρίσκεται στο εσωτερικό του. Όταν συμβαίνει υδραυλικό πλήγμα, η μεμβράνη κινείται, επιτρέποντας την απορρόφηση της περίσσειας υγρού. Όταν υπάρχει κίνδυνος ρήξης ενός αγωγού
θα περάσει και η πίεση θα μειωθεί, η μεμβράνη θα επιστρέψει στην αρχική της θέση λόγω του αέρα που βρίσκεται στην πίσω πλευρά. - Για τη μείωση της πίεσης στα δίκτυα ύδρευσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί βαλβίδα ασφαλείας, το οποίο ανοίγει όταν το υγρό φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο. Τέτοιες συσκευές μπορούν επίσης να προστατεύσουν τον αγωγό από ζημιές, αλλά αυτός ο τύπος προστασίας απαιτεί μια πρόσθετη γραμμή διακλάδωσης από τη βαλβίδα στο σύστημα αποχέτευσης.
- Για να προστατεύσετε μια ιδιωτική κατοικία ή διαμέρισμα από το υδραυλικό πλήγμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια πολύ απλή μέθοδο που αντισταθμίζει την υπερβολική πίεση διαστέλλοντας τα τοιχώματα των σωλήνων. Τα συστήματα θέρμανσης ή ύδρευσης δεν χρειάζεται απαραίτητα να εγκατασταθούν με τέτοια υλικά, αλλά ένα τμήμα σωλήνα κατασκευασμένο από ανθεκτικό στη θερμότητα καουτσούκ μπορεί να απορροφήσει πλήρως το υδραυλικό πλήγμα σε ένα μικρό σύστημα.
- Παράκαμψη θερμοστάτη, είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο για την καταπολέμηση του χαμηλού πλήγματος νερού, επομένως αυτή η «βελτίωση» στην αυτόνομη θέρμανση μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε ιδιωτικά συστήματα θέρμανσης. Συνήθως, μια οπή διαμέτρου 0,5 mm στην κύρια βαλβίδα είναι αρκετή για να επιτρέψει στην περίσσεια υγρού να ρέει ελεύθερα στο κύκλωμα κρύου νερού όταν υπάρχει υψηλή πίεση.
- Θερμοστάτης με προστασία εγκατεστημένη στο σύστημα θέρμανσης, βοηθά επίσης στην πρόληψη επικίνδυνων φαινομένων όπως το υδραυλικό πλήγμα. Αυτή η συσκευή λειτουργεί ενσωματώνοντας έναν μικρό πρόσθετο μηχανισμό μέσα στην κύρια βαλβίδα θερμοστάτη που ανοίγει ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του υγρού. Αυτή η εσωτερική βαλβίδα θα αρχίσει να επιτρέπει τη διέλευση του υγρού όταν η πίεση του ψυκτικού πλησιάσει τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή, αποτρέποντας έτσι τη ρήξη των σωλήνων.
Πώς να προστατεύσετε τις παροχές του σπιτιού σας από το υδραυλικό πλήγμα
Μια διαρροή σε έναν σωλήνα ύδρευσης σε ένα διαμέρισμα μπορεί να έχει πολύ σοβαρές συνέπειες, ειδικά αν η διαρροή προκαλέσει ζημιές σε γείτονες των οποίων το διαμέρισμα βρίσκεται στον κάτω όροφο από το σημείο που συνέβη το ατύχημα.
Το τμήμα του συστήματος ύδρευσης που βρίσκεται στο διαμέρισμα μπορεί να περιέχει παλιούς μεταλλικούς σωλήνες, οι οποίοι σκουριάζουν με την πάροδο του χρόνου και μπορούν να καταστραφούν κατά τη λειτουργία, για να μην αναφέρουμε τη θανατηφόρα δύναμη του υδραυλικού πλήγματος.
ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ! Για να ελαχιστοποιήσετε τον κίνδυνο διαρροών, συνιστάται η εγκατάσταση βαλβίδων πύλης, οι οποίες, λόγω του σχεδιασμού τους, δεν μπορούν να διακόψουν αμέσως το νερό. Οι βαλβίδες με σφαιρικό μοχλό, οι οποίες είναι τόσο βολικές όχι μόνο στην κουζίνα αλλά και στο ντους, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρό ατύχημα.
Αν και οι υδραυλικοί συσσωρευτές χρησιμοποιούνται συχνότερα σε ιδιωτικές κατοικίες, όπου το νερό παρέχεται από μια αντλία που βρίσκεται σε ένα βαθύ πηγάδι, τέτοια προϊόντα μπορούν επίσης να βοηθήσουν στην προστασία του συστήματος ύδρευσης που βρίσκεται σε ένα διαμέρισμα από το υδραυλικό πλήγμα.
Επιπλέον, το υγρό που συσσωρεύεται σε τέτοιες συσκευές μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περίπτωση προσωρινής διακοπής της παροχής νερού. Το υδραυλικό πλήγμα μπορεί επίσης να προστατευθεί από το υδραυλικό πλήγμα χρησιμοποιώντας ειδικά αμορτισέρ που εγκαθίστανται στον σωλήνα παροχής κρύου ή ζεστού νερού.
Απαγορεύεται αυστηρά η μη εξουσιοδοτημένη εγκατάσταση οποιουδήποτε εξοπλισμού σε σύστημα κεντρικής θέρμανσης. Για να προστατέψετε το σπίτι σας από υδραυλικό πλήγμα, επιτρέψτε σε έναν ειδικό της εταιρείας διαχείρισης να εκτελέσει δοκιμαστική λειτουργία του συστήματος θέρμανσης.
Εάν όλες οι φυσαλίδες αέρα αφαιρεθούν έγκαιρα από τα καλοριφέρ και τους σωλήνες, δεν θα χρειάζεται να ανησυχείτε για υδραυλικό πλήγμα, καθώς θα ληφθούν όλα τα απαραίτητα μέτρα για την πρόληψη ενός τέτοιου φαινομένου στο λεβητοστάσιο και κατά μήκος της διαδρομής παροχής ψυκτικού μέσου στο διαμέρισμα.
Για να μειωθεί ο κίνδυνος διαρροών στο σύστημα παροχής ζεστού νερού, συνιστάται επίσης η αντικατάσταση των βρυσών με σχέδια τύπου βίδας και η εγκατάσταση αγωγών χρησιμοποιώντας σύγχρονα υλικά που μπορούν να χειριστούν την υπερβολική πίεση στον αγωγό όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά.
Λίγα λόγια για τη θεωρία του υδραυλικού σφυριού
Η υδραυλική σφύρα μπορεί να προκληθεί μόνο επειδή το ρευστό δεν μπορεί να συμπιεστεί επαρκώς για να αντισταθμίσει την απότομη αύξηση της πίεσης. Όταν η πίεση αυξάνεται σε ένα σημείο, η δύναμή της εξαπλώνεται σε ολόκληρο τον αγωγό και, όταν βρεθεί σε ένα αδύναμο σημείο, οδηγεί σε παραμόρφωση ή αστοχία του υλικού.
Αυτό το φαινόμενο, που εμφανίζεται σε αγωγούς υψηλής πίεσης, ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Ρώσο επιστήμονα Ν. Γιε. Ζουκόφσκι στα τέλη του 19ου αιώνα. Ο Ζουκόφσκι ανέπτυξε επίσης έναν τύπο για τον υπολογισμό του ελάχιστου χρόνου που απαιτείται για το κλείσιμο μιας βαλβίδας για την αποφυγή μιας επικίνδυνης αύξησης της πίεσης σε ένα κλειστό σύστημα παροχής νερού.
- Dp=p(u0-u1)
Οπου:
- Dp — αύξηση πίεσης σε N/m2;
- p είναι η πυκνότητα του υγρού, kg/m3.
- u0 και u1 είναι η μέση τιμή της ταχύτητας του υγρού στον αγωγό πριν και μετά το κλείσιμο της βαλβίδας.
Ο επιστήμονας απέδειξε ότι η ταχύτητα διάδοσης του κρουστικού κύματος εξαρτάται κυρίως από τη διάμετρο και το υλικό του σωλήνα. Αυτή η τιμή εξαρτάται επίσης από τη συμπιεστότητα του υγρού.
Οι υπολογισμοί θα πρέπει να πραγματοποιούνται μόνο αφού προσδιοριστεί πειραματικά η πυκνότητα του νερού, η οποία μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με την ποσότητα των διαλυμένων αλάτων. Η ταχύτητα διάδοσης ενός υδραυλικού πλήγματος υπολογίζεται πάντα χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
- c=2L/T.
Οπου:
- c είναι η ταχύτητα του κρουστικού κύματος.
- L — μήκος αγωγού;
- Τ — χρόνος.
Αντικαθιστώντας τις τιμές σε αυτόν τον τύπο, μπορείτε να προσδιορίσετε με ακρίβεια την ταχύτητα διάδοσης του υδραυλικού πλήγματος. Το υδραυλικό πλήγμα είναι ένα κύμα που ταλαντώνεται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα.
Ο υπολογισμός του αριθμού των ταλαντώσεων ανά μονάδα χρόνου είναι επίσης εύκολος, εάν είναι απαραίτητο. Απλώς χρησιμοποιήστε τον ακόλουθο τύπο:
- M = 2L/έτος
Οπου:
- M είναι η διάρκεια του κύκλου ταλάντωσης.
- L — μήκος αγωγού;
- a είναι η ταχύτητα του κύματος (m/s).
Για την απλοποίηση των υπολογισμών, οι τιμές ταχύτητας κρουστικού κύματος για το υδραυλικό πλήγμα για σωλήνες κατασκευασμένους από τα ακόλουθα υλικά δίνονται παρακάτω:
- Χάλυβας - 900 - 1300 m/s;
- Χυτοσίδηρος - 1000 - 1200 m/s;
- Πλαστικό - 300 - 500 m/s.
Αντικαθιστώντας αυτές τις τιμές στον τύπο, μπορεί κανείς να υπολογίσει με ακρίβεια τη συχνότητα των ταλαντώσεων υδραυλικού σφυριού σε ένα τμήμα ενός αγωγού ύδρευσης ορισμένου μήκους.
Αυτή είναι η θεωρία του υδραυλικού πλήγματος στην πιο στοιχειώδη μαθηματική της περιγραφή. Κατά το σχεδιασμό σύγχρονων μηχανικών συστημάτων, χρησιμοποιούνται ισχυροί υπολογιστές για την εκτέλεση τέτοιων υπολογισμών, επομένως δεν υπάρχει λόγος να καταφεύγουμε σε χειροκίνητους υπολογισμούς της ταχύτητας και της δύναμης του υδραυλικού πλήγματος.
Σύναψη
Το υδραυλικό πλήγμα στους σωλήνες ύδρευσης μπορεί να προκαλέσει σοβαρά ατυχήματα στον τομέα της στέγασης και των υπηρεσιών κοινής ωφέλειας. Τέτοια περιστατικά είναι ιδιαίτερα σοβαρά τον χειμώνα. Ένας σπασμένος σωλήνας θέρμανσης μπορεί να οδηγήσει σε υποθερμία και ασθένεια, ειδικά όταν μικρά παιδιά και ηλικιωμένοι μένουν χωρίς θέρμανση.
