Slavina za pitku vodu u svakom domu nije luksuz, već značajan napredak. Međutim, ova ugodna pogodnost može se u trenutku izgubiti ako se u cjevovodu pojavi hidraulički udar. Hidraulički udar ne samo da može uzrokovati nedostatak vode, već i poplavu stana.
Kako se ovaj opasni fenomen javlja i kako ga izbjeći, detaljno će se raspravljati u ovom članku.
Priroda vodenog udara u cjevovodima
Vodeni čekić je udarni val koji se širi duž površine vodovodne cijevi i kroz njezine spojnice. Kada tlak raste, udarni val je pozitivan; kada tlak pada, negativan je. Nastaje kada se prazna cijev napuni ili se slavina naglo zatvori. Destruktivni učinak ove pojave prvenstveno je posljedica nestlačivosti tekućine.
Kad bi se voda mogla komprimirati nekoliko puta, poput plina, na primjer, cijevi ne bi pukle od nagli porast tlakaPrekomjerni tlak nastaje kada protok tekućine naglo prestane, ali hidraulički udar može biti uzrokovan i drugim pojavama u vodoopskrbnom sustavu.
Razlozi
Vodeni udar najčešće se javlja kada se zaporni ventil naglo zatvori. Kada voda teče kroz cijevi i izlazi iz slavine, tlak u vodovodnom sustavu ostaje konstantan. Međutim, kada se ventil naglo zatvori, taj tlak se može povećati nekoliko puta, uzrokujući pucanje i lom stijenki cijevi.
Vodeni udar može biti uzrokovan i:
- Naglo uključivanje ili isključivanje snažne pumpe.
- Zračne brave prisutne u dovodu vode ili krugu grijanja.
Uključivanje i isključivanje pumpe može biti uzrokovano nestabilnom opskrbom električnom energijom objekta u kojem se nalaze crpne stanice za vodu velike snage. Zračne komore također značajno doprinose ovoj opasnoj pojavi, stoga prije rada zatvorenih sustava s tekućinom provjerite jesu li potpuno bez zraka.
Posljedice
Kada su ponovljeno izloženi visokom tlaku, što nastaje kao posljedica vodenog udara, čak i najpouzdaniji sustavi mogu izgubiti brtvljenje. Može doći i do puknuća cjevovoda. od jednog, ali snažnog hidrauličkog udara.
Kao posljedica ovog utjecaja, opskrba vodom zgrada spojenih na vodovodnu cijev je potpuno prekinuta. Nažalost, posljedice ove pojave nisu ograničene samo na nedostatak vode u slavini.
Ako pukne cijev u stambenoj zgradi, imovina vlasnika stanova, kao i susjeda na katu ispod, bit će oštećena nakon što pukne cijev i tekućina uđe u stambeni prostor.
Ako pukne glavna vodovodna cijev koja opskrbljuje vodom cijelu gradsku četvrt, nesreća se već može smatrati izvanrednim događajem.
Kao posljedica takvog incidenta, stanovnici desetaka stambenih zgrada ostat će ne samo bez pitke vode već i bez kanalizacije, budući da se svi vodokotlići napajaju hladnom vodom. Tuširanje, čak i s neoštećenim dovodom tople vode, također će biti nemoguće.
Ako je cijev za toplu vodu oštećena kao posljedica vodenog udara, incident, osim što uzrokuje materijalnu štetu, može rezultirati ozbiljnim opeklinama. Curenje u sustavu grijanja, gdje je rashladna tekućina uvijek pod značajnim tlakom, a temperatura tekućine prelazi 70 stupnjeva Celzija, može biti posebno opasno.
Posljedice vodnog udara mogu dovesti do značajne štete, stoga je važno naučiti kako spriječiti nagli porast tlaka u cjevovodima.
Metode zaštite
Pridržavanje smjernica za ugradnju vodovodnih i grijaćih sustava može smanjiti rizik od vodnog udara, ali sami pravilno projektirani sustavi ne mogu ga u potpunosti eliminirati. Izbjegavanje ove neugodne situacije zahtijeva sveobuhvatan pristup i pridržavanje sigurnosnih propisa i tehničkih uputa.
Vjerojatnost vodnog udara može se značajno smanjiti pridržavanjem sljedećih pravila prilikom ugradnje i rada vodovodnih cijevi.
- Prilikom pokretanja sustava vodoopskrbe ili grijanja, zaporni elementi armature moraju se otvoriti vrlo sporoZatvaranje dovoda vode također mora biti vrlo glatko. Glatko zatvaranje i otvaranje zapornih ventila bitno je ne samo u industrijskim objektima već i prilikom uključivanja sustava vodoopskrbe i grijanja u privatnoj kući. Prekomjerni tlak tijekom vodenog udara može lako oštetiti kućne instalacije, stoga je važno slijediti sigurnosne mjere kada se voda u privatnu kuću dovodi pod značajnim tlakom.
- Ugradnjom automatskih uređaja za glatko otvaranje i zatvaranje zapornih ventila u vodovodnom ili sustavu grijanja, ljudska pogreška u slučaju vodenog udara može se potpuno eliminirati. Naravno, pri korištenju elektronike, vodovodni sustavi postaju ovisni o električnoj energiji, ali kako bi se potpuno eliminirala mogućnost kvara zbog automatskih uređaja, potrebno je takve mehanizme opremiti rezervnim izvorom napajanja. Ova rezerva je apsolutno neophodna, kako u velikom poduzeću, tako i za normalan rad komunalnih usluga u privatnoj kući. Također se preporučuje opremanje crpnih stanica automatskim upravljanjem. To također pomaže u sprječavanju vodenog udara od naglog pada tlaka uzrokovanog aktiviranjem ili deaktiviranjem snažne crpne opreme.
- Primjena hidrauličkih akumulatora i amortizera, također pomaže u smanjenju učinaka naglog porasta tlaka u vodovodnoj mreži. Takvi uređaji obično se sastoje od metalnog kućišta s membranom koja se nalazi unutra. Kada dođe do vodenog udara, membrana se pomiče, omogućujući apsorpciju viška tekućine. Kada postoji rizik od puknuća cjevovoda
proći će i tlak će se smanjiti, membrana će se vratiti u prvobitni položaj zbog zraka koji se nalazi na poleđini. - Za smanjenje tlaka u vodovodnim mrežama može se koristiti sigurnosni ventil, koji se otvara kada tekućina dosegne određenu razinu. Takvi uređaji također mogu zaštititi cjevovod od oštećenja, ali ova vrsta zaštite zahtijeva dodatnu granu cijevi od ventila do kanalizacijskog sustava.
- Za zaštitu privatne kuće ili stana od vodnog udara možete koristiti vrlo jednostavnu metodu koja kompenzira prekomjerni tlak širenjem stijenki cijevi. Sustavi grijanja ili vodoopskrbe ne moraju se nužno instalirati pomoću takvih materijala, ali dio cijevi izrađen od gume otporne na toplinu može u potpunosti apsorbirati vodni udar u malom sustavu.
- Premosnica termostata, učinkovita je mjera za borbu protiv vodenog udara niske razine, pa se ovo "poboljšanje" autonomnog grijanja može primijeniti samo u privatnim sustavima grijanja. Obično je otvor promjera 0,5 mm u glavnom ventilu dovoljan da omogući slobodno protjecanje viška tekućine u krug hladne vode kada se pojavi visoki tlak.
- Termostat sa zaštitom ugrađen u sustav grijanja, također pomaže u sprječavanju opasnih pojava poput vodenog udara. Ovaj uređaj radi tako da u glavni termostatski ventil ugrađuje mali dodatni mehanizam koji se otvara bez obzira na temperaturu tekućine. Ovaj unutarnji ventil počet će propuštati tekućinu kada tlak rashladne tekućine dosegne maksimalnu dopuštenu vrijednost, čime se sprječava pucanje cijevi.
Kako zaštititi komunalne usluge u vašem domu od vodenog udara
Curenje vodovodne cijevi u stanu može imati vrlo ozbiljne posljedice, posebno ako curenje uzrokuje štetu susjedima čiji se stan nalazi na katu ispod mjesta gdje se dogodila nesreća.
Dio vodovodnog sustava koji se nalazi u stanu može sadržavati stare metalne cijevi koje s vremenom hrđaju i mogu se uništiti tijekom rada, a da ne spominjemo smrtonosnu silu vodenog čekića.
VAŽNO! Kako bi se smanjio rizik od curenja, preporučuje se ugradnja zapornih ventila koji zbog svog dizajna ne mogu odmah zatvoriti vodu. Kuglasti ventili, koji su toliko praktični ne samo u kuhinji već i pod tušem, mogu uzrokovati ozbiljnu nesreću.
Iako se hidraulički akumulatori najčešće koriste u privatnim kućama, gdje se voda dovodi pumpom smještenom u dubokom bunaru, takvi proizvodi također mogu pomoći u zaštiti vodovodnog sustava koji se nalazi u stanu od vodenog udara.
Nadalje, tekućina akumulirana u takvim uređajima može se koristiti u slučaju privremenog prekida opskrbe vodom. Vodeni udar može se zaštititi i korištenjem posebnih prigušivača ugrađenih u cijev za dovod hladne ili tople vode.
Neovlaštena ugradnja bilo koje opreme u sustav centralnog grijanja strogo je zabranjena. Kako biste zaštitili svoj dom od vodnog udara, dopustite stručnjaku tvrtke za upravljanje da izvrši probni rad sustava grijanja.
Ako se svi zračni džepovi pravovremeno uklone iz radijatora i cijevi, neće biti potrebe za brigom o vodenom udaru, jer će se u kotlovnici i duž dovoda rashladne tekućine u stan poduzeti sve potrebne mjere za sprječavanje takve pojave.
Kako bi se smanjio rizik od curenja sustava tople vode, preporučuje se i zamjena slavina vijčanim izvedbama i ugradnja cjevovoda korištenjem modernih materijala koji mogu što učinkovitije podnijeti višak tlaka u cjevovodu.
Nekoliko riječi o teoriji vodenog čekića
Hidraulički čekić može se pojaviti samo zato što se tekućina ne može dovoljno stisnuti da bi kompenzirala nagli porast tlaka. Kada se tlak poveća na jednom mjestu, njegova se sila širi po cijelom cjevovodu, a pronalaskom slabe točke dolazi do deformacije ili pucanja materijala.
Ovaj efekt, koji se javlja u visokotlačnim cjevovodima, prvi je otkrio ruski znanstvenik N. Je. Žukovski krajem 19. stoljeća. Žukovski je također razvio formulu za izračun minimalnog vremena potrebnog za zatvaranje ventila kako bi se izbjeglo opasno povećanje tlaka u zatvorenom vodovodnom sustavu.
- Dp=p(u0-u1)
Gdje:
- Dp — porast tlaka u N/m2;
- p je gustoća tekućine, kg/m3.
- u0 i u1 su prosječna vrijednost brzine tekućine u cjevovodu prije i nakon zatvaranja ventila.
Znanstvenik je dokazao da brzina širenja udarnog vala prvenstveno ovisi o promjeru i materijalu cijevi. Ova vrijednost također ovisi o stlačivosti tekućine.
Izračune treba provoditi tek nakon eksperimentalnog određivanja gustoće vode, koja može značajno varirati ovisno o količini otopljenih soli. Brzina širenja vodenog udara uvijek se izračunava pomoću sljedeće formule:
- c=2L/T.
Gdje:
- c je brzina udarnog vala;
- L — duljina cjevovoda;
- T — vrijeme.
Zamjenom vrijednosti u ovu formulu možete točno odrediti brzinu širenja vodenog udara. Vodeni udar je val koji oscilira na određenoj frekvenciji.
Izračunavanje broja oscilacija po jedinici vremena također je jednostavno, ako je potrebno. Jednostavno upotrijebite sljedeću formulu:
- M = 2L/a
Gdje:
- M je trajanje ciklusa oscilacija;
- L — duljina cjevovoda;
- a je brzina vala (m/s).
Radi pojednostavljenja izračuna, vrijednosti brzine udarnog vala za hidraulički čekić za cijevi izrađene od sljedećih materijala dane su u nastavku:
- Čelik - 900 - 1300 m/s;
- Lijevano željezo - 1000 - 1200 m/s;
- Plastika - 300 - 500 m/s.
Zamjenom ovih vrijednosti u formulu može se točno izračunati frekvencija oscilacija vodenog čekića na dijelu vodovoda određene duljine.
Ovo je teorija vodnog udara u svom najosnovnijem matematičkom opisu. Pri projektiranju modernih inženjerskih sustava koriste se snažna računala za izvođenje takvih izračuna, tako da nema potrebe za ručnim izračunima brzine i sile vodnog udara.
Zaključak
Vodeni udar u vodovodnim cijevima može uzrokovati ozbiljne nesreće u stambenom i komunalnom sektoru. Takvi incidenti su posebno ozbiljni zimi. Puknuta cijev za grijanje može dovesti do hipotermije i bolesti, posebno kada mala djeca i starije osobe ostanu bez grijanja.
