ברז מי שתייה בכל בית אינו מותרות, אלא התקדמות משמעותית. עם זאת, נוחות נעימה זו עלולה ללכת לאיבוד בן רגע אם מתרחשת פטיש מים בצנרת. פטיש מים יכול לא רק לגרום למחסור במים אלא גם להוביל להצפה של הדירה.
כיצד מתרחשת תופעה מסוכנת זו וכיצד להימנע ממנה יידונו בפירוט במאמר זה.
אופי פטיש המים בצנרת
פטיש מים הוא גל הלם המתפשט על פני צינור מים ודרך אביזריו. כאשר הלחץ עולה, גל ההלם חיובי; כאשר הלחץ יורד, הוא שלילי. הוא מתרחש כאשר צינור ריק מתמלא או ברז נסגר לפתע. ההשפעה ההרסנית של תופעה זו נובעת בעיקר מחוסר הדחיסות של נוזל.
אם מים היו יכולים להידחס מספר פעמים, כמו גז, למשל, אז הצינורות לא היו מתפוצצים מ... עלייה חדה בלחץלחץ מוגזם מתרחש כאשר זרימת הנוזל נעצרת לפתע, אך פטיש מים יכול להיגרם גם מתופעות אחרות במערכת אספקת המים.
סיבות
פטיש מים מתרחש לרוב כאשר שסתום סגירה נסגר פתאום. כאשר מים זורמים דרך צינורות ויוצאים מברז, הלחץ במערכת האינסטלציה נשאר קבוע. עם זאת, כאשר שסתום נסגר פתאום, לחץ זה יכול לעלות פי כמה ולגרום לדפנות הצינור להתפוצץ ולהיכשל.
פטיש מים יכול להיגרם גם על ידי:
- הפעלה או כיבוי פתאומיים של משאבה חזקה.
- מנעולי אוויר קיימים באספקת המים או במעגל החימום.
הפעלה וכיבוי של משאבות עלולים להיגרם עקב אספקת חשמל לא יציבה למתקן המכיל תחנות שאיבה של מים בעלות הספק גבוה. מנעולי אוויר גם הם תורם משמעותי לתופעה מסוכנת זו, לכן לפני הפעלת מערכות נוזלים סגורות, יש לוודא שהן נקיות לחלוטין מאוויר.
השלכות
כאשר נחשפים שוב ושוב ללחץ גבוה, המתרחש כתוצאה מפטיש מים, אפילו המערכות האמינות ביותר עלולות לאבד את האטימה שלהן. קרע בצנרת עלול להתרחש גם כן. מהלם הידראולי יחיד אך חזק.
כתוצאה מפגיעה זו, אספקת המים לבניינים המחוברים לצינור המים מנותקת לחלוטין. למרבה הצער, השלכות התופעה אינן מוגבלות למחסור במים בברז.
אם צינור יתפוצץ בבניין דירות, רכושם של בעלי הדירות, כמו גם השכנים בקומה שמתחת, יינזק לאחר שהצינור יתפוצץ ונוזל ייכנס לחלל המגורים.
אם צינור מים ראשי המספק מים לרובע עירוני שלם נקרע, התאונה כבר יכולה להיחשב כמצב חירום.
כתוצאה מאירוע כזה, תושבי עשרות בנייני דירות יישארו לא רק ללא מי שתייה אלא גם ללא ביוב, שכן כל בורות השירותים מוזנים מאספקת המים הקרים. מקלחת, אפילו עם אספקת מים חמים שלא פגומה, תהיה בלתי אפשרית.
אם צינור מים חמים ניזוק כתוצאה מפטיש מים, האירוע, בנוסף לגרימת נזק לרכוש, עלול לגרום לכוויות קשות. דליפה במערכת החימום, שבה נוזל הקירור נמצא תמיד תחת לחץ משמעותי וטמפרטורת הנוזל עולה על 70 מעלות צלזיוס, יכולה להיות מסוכנת במיוחד.
ההשלכות של פטיש מים עלולות להוביל לנזק משמעותי, ולכן חשוב ללמוד כיצד למנוע עלייה פתאומית בלחץ בצנרת.
שיטות הגנה
הקפדה על הנחיות התקנת מערכות אינסטלציה וחימום יכולה למזער את הסיכון לפגיעות מים, אך מערכות שתוכננו כראוי לבדן אינן יכולות לבטל אותן לחלוטין. הימנעות ממצב לא נעים זה דורשת גישה מקיפה והקפדה על תקנות בטיחות והוראות טכניות.
ניתן להפחית משמעותית את הסבירות לפטיש מים על ידי ביצוע הכללים הבאים בעת התקנה ותפעול של צינורות מים.
- בעת הפעלת מערכת אספקת המים או החימום, גופי הסגירה של האביזרים חייבים להיפתח לְאַט לְאַטסגירת אספקת המים חייבת להתבצע בצורה חלקה מאוד. סגירה ופתיחה חלקות של שסתומי סגירה חיוניות לא רק במתקנים תעשייתיים אלא גם בעת הפעלת מערכות אספקת המים והחימום בבתים פרטיים. לחץ מוגזם במהלך פטיש מים עלול לפגוע בקלות בתשתיות הבית, לכן חשוב לנקוט באמצעי זהירות כאשר מים מסופקים לבית פרטי תחת לחץ משמעותי.
- על ידי התקנת מכשירים אוטומטיים לפתיחה וסגירה חלקה של שסתומי סגירה במערכת אינסטלציה או חימום, ניתן לבטל לחלוטין טעויות אנוש במקרה של פטיש מים. כמובן, בעת שימוש באלקטרוניקה, מערכות אינסטלציה הופכות תלויות בחשמל, אך כדי לבטל לחלוטין את האפשרות של כשל עקב מכשירים אוטומטיים, יש צורך לצייד מנגנונים כאלה במקור כוח גיבוי. גיבוי זה חיוני לחלוטין, הן בארגון גדול והן להפעלה תקינה של תשתיות בבתים פרטיים. מומלץ גם לצייד תחנות שאיבה בבקרה אוטומטית. זה גם מסייע במניעת פטיש מים כתוצאה מירידה פתאומית בלחץ הנגרמת על ידי הפעלה או כיבוי של ציוד שאיבה רב עוצמה.
- יישום של מצברים הידראוליים והתקני בולם זעזועים, מסייע גם למזער את ההשפעות של עליות לחץ פתאומיות ברשת אספקת המים. מכשירים כאלה מורכבים בדרך כלל מגוף מתכת עם קרום הממוקם בתוכו. כאשר מתרחש פטיש מים, הממברנה זזה, ומאפשרת לעודפי הנוזל להיספג. כאשר קיים סיכון לקרע בצנרת
יעבור והלחץ יקטן, הממברנה תחזור למיקומה המקורי עקב האוויר הממוקם בצד האחורי. - כדי להפחית את הלחץ ברשתות אספקת המים, ניתן להשתמש בו שסתום בטיחות, אשר נפתח כאשר הנוזל מגיע לרמה מסוימת. התקנים כאלה יכולים גם להגן על הצינור מפני נזק, אך סוג זה של הגנה דורש קו הסתעפות נוסף מהשסתום למערכת הביוב.
- כדי להגן על בית פרטי או דירה מפני פגיעות מים, ניתן להשתמש בשיטה פשוטה מאוד המפצה על לחץ עודף על ידי הרחבת דפנות הצינור. מערכות חימום או אספקת מים אינן בהכרח צריכות להיות מותקנות באמצעות חומרים כאלה, אך קטע צינור העשוי מגומי עמיד בחום יכול לספוג באופן מלא פגיעות מים במערכת קטנה.
- מעקף תרמוסטט, הוא אמצעי יעיל למאבק בפטיש מים ברמה נמוכה, כך ש"שיפור" זה לחימום אוטונומי ניתן ליישם רק במערכות חימום פרטיות. בדרך כלל, חור בקוטר 0.5 מ"מ בשסתום הראשי מספיק כדי לאפשר לנוזל עודף לזרום בחופשיות למעגל המים הקרים כאשר מתרחש לחץ גבוה.
- תרמוסטט עם הגנה המותקן במערכת החימום, מסייע גם במניעת תופעות מסוכנות כגון פטיש מים. מכשיר זה פועל על ידי שילוב מנגנון קטן נוסף בתוך שסתום התרמוסטט הראשי שנפתח ללא קשר לטמפרטורת הנוזל. שסתום פנימי זה יתחיל לאפשר לנוזל לעבור כאשר לחץ נוזל הקירור מתקרב לערך המרבי המותר, ובכך ימנע קריעת צינורות.
כיצד להגן על תשתיות הבית מפני פטישי מים
נזילה בצינור מים בדירה עלולה להיות בעלת השלכות חמורות מאוד, במיוחד אם הנזילה גורמת נזק לשכנים שדירתם ממוקמת בקומה שמתחת למקום בו התרחשה התאונה.
ייתכן שחלק ממערכת אספקת המים הממוקמת בדירה מכיל צינורות מתכת ישנים, אשר מחלידים עם הזמן ויכולים להיהרס במהלך הפעולה, שלא לדבר על כוחו הקטלני של פטיש מים.
חשוב! כדי למזער את הסיכון לדליפות, מומלץ להתקין ברזי סף, אשר בשל עיצובם אינם יכולים לסגור את המים באופן מיידי. ברזי ידית כדוריים, שהם כה נוחים לא רק במטבח אלא גם במקלחת, עלולים לגרום לתאונה חמורה.
למרות שמצברים הידראוליים משמשים לרוב בבתים פרטיים, שבהם מים מסופקים על ידי משאבה הממוקמת בבאר עמוקה, מוצרים כאלה יכולים גם לסייע בהגנה על מערכת אספקת המים הממוקמת בדירה מפני פגיעות מים.
יתר על כן, ניתן להשתמש בנוזל המצטבר במכשירים כאלה במקרה של הפסקת אספקת מים זמנית. ניתן גם להגן מפני פגיעות מים באמצעות בולמי זעזועים מיוחדים המותקנים בצינור אספקת המים הקרים או החמים.
התקנה לא מורשית של כל ציוד במערכת חימום מרכזית אסורה בהחלט. כדי להגן על ביתכם מפני פגיעות מים, תנו למומחה של חברת ניהול לבצע ניסוי של מערכת החימום.
אם כל כיסי האוויר יוסרו מהרדיאטורים והצינורות בזמן, לא יהיה צורך לדאוג מפטיש מים, שכן כל האמצעים הדרושים למניעת תופעה כזו יינקטו בחדר הדוודים ובנתיב אספקת נוזל הקירור לדירה.
כדי להפחית את הסיכון לדליפות במערכת אספקת המים החמים, מומלץ גם להחליף ברזים בעיצובים מסוג בורג ולהתקין צינורות באמצעות חומרים מודרניים שיכולים להתמודד עם לחץ עודף בצנרת בצורה היעילה ביותר האפשרית.
כמה מילים על תיאוריית פטיש המים
פטיש הידראולי יכול להתרחש רק משום שהנוזל אינו מסוגל לדחוס מספיק כדי לפצות על נחשול הלחץ הפתאומי. כאשר הלחץ עולה במקום אחד, כוחו מתפשט בכל הצינור, ומציאת נקודת תורפה מובילה לעיוות או כשל של החומר.
אפקט זה, המתרחש בצינורות בלחץ גבוה, התגלה לראשונה על ידי המדען הרוסי נ. יה. ז'וקובסקי בסוף המאה ה-19. ז'וקובסקי פיתח גם נוסחה לחישוב הזמן המינימלי הנדרש לסגירת שסתום כדי למנוע עלייה מסוכנת בלחץ במערכת אספקת מים סגורה.
- Dp=p(u0-u1)
אֵיפֹה:
- Dp - עלייה בלחץ ב-N/m2;
- p הוא צפיפות הנוזל, ק"ג/מ"ק.
- u0 ו-u1 הם הערך הממוצע של מהירות הנוזל בצנרת לפני ואחרי סגירת השסתום.
המדען הוכיח שמהירות התפשטות גלי ההלם תלויה בעיקר בקוטר ובחומר הצינור. ערך זה תלוי גם בדחיסות הנוזל.
יש לבצע חישובים רק לאחר קביעת צפיפות המים באופן ניסיוני, שיכולה להשתנות באופן משמעותי בהתאם לכמות המלחים המומסים. מהירות ההתפשטות של פטיש מים מחושבת תמיד באמצעות הנוסחה הבאה:
- c=2L/T.
אֵיפֹה:
- c היא מהירות גל ההלם;
- L - אורך הצינור;
- ט - זמן.
על ידי הצבת הערכים בנוסחה זו, ניתן לקבוע במדויק את מהירות ההתפשטות של פטיש מים. פטיש מים הוא גל המתנדנד בתדר מסוים.
חישוב מספר התנודות ליחידת זמן הוא גם קל, במידת הצורך. פשוט השתמשו בנוסחה הבאה:
- M = 2 ליטר/שנה
אֵיפֹה:
- M הוא משך מחזור התנודה;
- L - אורך הצינור;
- a היא מהירות הגל (מטר/שנייה).
כדי לפשט את החישובים, ערכי מהירות גל ההלם עבור פטיש מים עבור צינורות העשויים מהחומרים הבאים ניתנים להלן:
- פלדה - 900 - 1300 מטר/שנייה;
- ברזל יצוק - 1000 - 1200 מטר/שנייה;
- פלסטיק - 300 - 500 מטר/שנייה.
על ידי החלפת ערכים אלה בנוסחה, ניתן לחשב במדויק את תדירות תנודות פטיש המים על קטע של צינור מים באורך מסוים.
זוהי תיאוריית פטיש המים בתיאור המתמטי הבסיסי ביותר שלה. בעת תכנון מערכות הנדסיות מודרניות, משתמשים במחשבים רבי עוצמה לביצוע חישובים כאלה, כך שאין צורך לנקוט בחישובים ידניים של מהירות וכוח פטיש המים.
מַסְקָנָה
פטיש מים בצנרת מים עלול לגרום לתאונות קשות במגזר הדיור והתשתיות. אירועים כאלה חמורים במיוחד בחורף. קרע בצינור חימום עלול להוביל להיפותרמיה ולמחלות, במיוחד כאשר ילדים צעירים וקשישים נותרים ללא חימום.
