Dzeramā ūdens krāns katrā mājā nav greznība, bet gan ievērojams uzlabojums. Tomēr šīs patīkamās ērtības var tikt zaudētas acumirklī, ja cauruļvadā notiek hidrauliskais trieciens. Hidrauliskais trieciens var izraisīt ne tikai ūdens trūkumu, bet arī dzīvokļa applūšanu.
Kā šī bīstamā parādība rodas un kā no tās izvairīties, šajā rakstā tiks detalizēti aplūkots.
Hidrauliskā āmura raksturs cauruļvados
Hidrauliskais āmurs ir triecienvilnis, kas izplatās pa ūdensvada virsmu un caur tā veidgabaliem. Kad spiediens palielinās, triecienvilnis ir pozitīvs; kad spiediens pazeminās, tas ir negatīvs. Tas rodas, piepildot tukšu cauruli vai pēkšņi aizverot krānu. Šīs parādības destruktīvā ietekme galvenokārt ir saistīta ar šķidruma nesaspiežamību.
Ja ūdeni varētu saspiest vairākas reizes, piemēram, gāzi, tad caurules neplīstu no straujš spiediena pieaugumsPārmērīgs spiediens rodas, kad šķidruma plūsma pēkšņi apstājas, bet ūdens āmuru var izraisīt arī citas parādības ūdensapgādes sistēmā.
Iemesli
Hidrauliskais trieciens visbiežāk rodas, kad pēkšņi tiek aizvērts noslēgvārsts. Kad ūdens plūst caurulēs un iztek no krāna, spiediens santehnikas sistēmā paliek nemainīgs. Tomēr, kad vārsts pēkšņi tiek aizvērts, šis spiediens var palielināties vairākas reizes, izraisot cauruļu sieniņu plīsumu un bojājumus.
Ūdens āmuru var izraisīt arī:
- Pēkšņa jaudīga sūkņa ieslēgšana vai izslēgšana.
- Ūdensapgādes vai apkures lokā ir gaisa aizsprostojumi.
Sūkņa ieslēgšanos un izslēgšanos var izraisīt nestabila elektroapgāde objektā, kurā atrodas lieljaudas ūdens sūknēšanas stacijas. Gaisa aizsprostojumi arī būtiski veicina šo bīstamo parādību, tāpēc pirms slēgtu šķidruma sistēmu darbināšanas pārliecinieties, vai tajās nav gaisa.
Sekas
Atkārtoti pakļaujoties augstam spiedienam, kas rodas hidrauliskā āmura rezultātā, pat visuzticamākās sistēmas var zaudēt hermētiskumu. Var rasties arī cauruļvada plīsums. no viena, bet spēcīga hidrauliskā trieciena.
Šīs ietekmes rezultātā pilnībā tiek pārtraukta ūdens padeve ēkām, kas pieslēgtas ūdensvadam. Diemžēl šīs parādības sekas neaprobežojas tikai ar ūdens trūkumu krānā.
Ja daudzdzīvokļu mājā plīst caurule, pēc caurules plīsuma un šķidruma nokļūšanas dzīvojamās telpās tiks bojāts dzīvokļu īpašnieku īpašums, kā arī kaimiņi stāvā zemāk.
Ja plīst maģistrālā ūdensvada caurule, kas apgādā ar ūdeni visu pilsētas rajonu, negadījumu jau var uzskatīt par ārkārtas situāciju.
Šāda incidenta rezultātā desmitiem daudzdzīvokļu māju iedzīvotāji paliks ne tikai bez dzeramā ūdens, bet arī bez kanalizācijas, jo visas tualetes podu skalošanas iekārtas tiek apgādātas ar aukstā ūdens padevi. Arī dušošanās, pat ar nebojātu karstā ūdens padevi, būs neiespējama.
Ja karstā ūdens caurule tiek bojāta hidrauliskā trieciena rezultātā, incidents papildus mantiskajiem zaudējumiem var izraisīt nopietnus apdegumus. Īpaši bīstama var būt noplūde apkures sistēmā, kur dzesēšanas šķidrums vienmēr ir zem ievērojama spiediena un šķidruma temperatūra pārsniedz 70 grādus pēc Celsija.
Hidrauliskā trieciena sekas var radīt ievērojamus bojājumus, tāpēc ir svarīgi iemācīties novērst pēkšņu spiediena paaugstināšanos cauruļvados.
Aizsardzības metodes
Atbilstība santehnikas un apkures sistēmu uzstādīšanas vadlīnijām var samazināt hidrauliskā trieciena risku, taču pareizi projektētas sistēmas vien nevar to pilnībā novērst. Lai izvairītos no šīs nepatīkamās situācijas, ir nepieciešama visaptveroša pieeja un drošības noteikumu un tehnisko instrukciju ievērošana.
Ūdens āmura iespējamību var ievērojami samazināt, ievērojot šādus noteikumus, uzstādot un ekspluatējot ūdensvadus.
- Ieslēdzot ūdensapgādes vai apkures sistēmu, armatūras noslēgšanas elementiem ir jāatveras ļoti lēniArī ūdens padeves izslēgšanai jānotiek ļoti vienmērīgi. Slēgvārstu vienmērīga aizvēršana un atvēršana ir būtiska ne tikai rūpniecības objektos, bet arī ieslēdzot ūdensapgādes un apkures sistēmas privātmājā. Pārmērīgs spiediens hidrauliskā trieciena laikā var viegli sabojāt mājas inženierkomunikācijas, tāpēc ir svarīgi ievērot drošības pasākumus, ja ūdens tiek piegādāts privātmājai zem ievērojama spiediena.
- Uzstādot automātiskas ierīces slēgvārstu vienmērīgai atvēršanai un aizvēršanai santehnikas vai apkures sistēmā, cilvēciskās kļūdas hidrauliskā trieciena gadījumā var pilnībā novērst. Protams, izmantojot elektroniku, santehnikas sistēmas kļūst atkarīgas no elektrības, taču, lai pilnībā novērstu kļūmes iespējamību automātisko ierīču dēļ, šādi mehānismi ir jāaprīko ar rezerves barošanas avotu. Šī rezerves barošanas avota ir absolūti nepieciešama gan lielā uzņēmumā, gan privātmājas komunālo pakalpojumu normālai darbībai. Sūkņu stacijas ieteicams aprīkot arī ar automātisko vadību. Tas arī palīdz novērst hidraulisko triecienu, ko izraisa pēkšņs spiediena kritums, ko izraisa jaudīgu sūknēšanas iekārtu ieslēgšanās vai izslēgšanās.
- Hidraulisko akumulatoru un slāpētāju ierīču pielietošana, arī palīdz samazināt pēkšņas spiediena paaugstināšanās ietekmi ūdensapgādes tīklā. Šādas ierīces parasti sastāv no metāla korpusa, kura iekšpusē atrodas membrāna. Kad rodas hidrauliskais trieciens, membrāna pārvietojas, ļaujot absorbēt lieko šķidrumu. Ja pastāv cauruļvada plīsuma risks
pāries un spiediens samazināsies, membrāna atgriezīsies sākotnējā stāvoklī gaisa dēļ, kas atrodas otrā pusē. - Lai samazinātu spiedienu ūdensapgādes tīklos, to var izmantot drošības vārsts, kas atveras, kad šķidrums sasniedz noteiktu līmeni. Šādas ierīces var arī aizsargāt cauruļvadu no bojājumiem, taču šāda veida aizsardzībai ir nepieciešams papildu atzarojums no vārsta līdz kanalizācijas sistēmai.
- Lai pasargātu privātmāju vai dzīvokli no hidrauliskā trieciena, var izmantot ļoti vienkāršu metodi, kas kompensē pārmērīgu spiedienu, paplašinot cauruļu sienas. Apkures vai ūdensapgādes sistēmas nav obligāti jāuzstāda, izmantojot šādus materiālus, taču caurules posms, kas izgatavots no karstumizturīgas gumijas, nelielā sistēmā var pilnībā absorbēt hidraulisko triecienu.
- Termostata apvedceļš, ir efektīvs līdzeklis, lai apkarotu zema līmeņa hidraulisko triecienu, tāpēc šo autonomās apkures "uzlabojumu" var ieviest tikai privātās apkures sistēmās. Parasti 0,5 mm diametra caurums galvenajā vārstā ir pietiekams, lai, rodas augsts spiediens, liekais šķidrums brīvi ieplūstu aukstā ūdens ķēdē.
- Termostats ar aizsardzību, kas uzstādīts apkures sistēmā, arī palīdz novērst tādas bīstamas parādības kā hidrauliskais āmurs. Šī ierīce darbojas, iestrādājot nelielu papildu mehānismu galvenajā termostata vārstā, kas atveras neatkarīgi no šķidruma temperatūras. Šis iekšējais vārsts sāks ļaut šķidrumam izplūst, kad dzesēšanas šķidruma spiediens tuvojas maksimāli pieļaujamajai vērtībai, tādējādi novēršot cauruļu plīsumu.
Kā pasargāt mājas komunālos pakalpojumus no hidrauliskā trieciena
Ūdensvada noplūde dzīvoklī var radīt ļoti nopietnas sekas, īpaši, ja noplūdes dēļ tiek nodarīti bojājumi kaimiņiem, kuru dzīvoklis atrodas stāvu zemāk par vietu, kur notikusi avārija.
Dzīvoklī esošās ūdensapgādes sistēmas posmā var būt vecas metāla caurules, kas laika gaitā sarūsē un ekspluatācijas laikā var tikt iznīcinātas, nemaz nerunājot par ūdens āmura nāvējošo spēku.
SVARĪGI! Lai samazinātu noplūdes risku, ieteicams uzstādīt vārstus, kas to konstrukcijas dēļ nevar nekavējoties aizvērt ūdeni. Lodveida sviras vārsti, kas ir tik ērti ne tikai virtuvē, bet arī dušā, var izraisīt nopietnu negadījumu.
Lai gan hidrauliskos akumulatorus visbiežāk izmanto privātmājās, kur ūdeni piegādā sūknis, kas atrodas dziļā akā, šādi produkti var arī palīdzēt aizsargāt dzīvoklī esošo ūdensapgādes sistēmu no ūdens āmura.
Turklāt šādās ierīcēs uzkrāto šķidrumu var izmantot īslaicīgas ūdens padeves pārtraukuma gadījumā. Hidraulisko triecienu var pasargāt arī, izmantojot īpašus slāpētājus, kas uzstādīti aukstā vai karstā ūdens padeves caurulē.
Jebkura aprīkojuma neatļauta uzstādīšana centrālās apkures sistēmā ir stingri aizliegta. Lai pasargātu savu māju no hidrauliskā trieciena, ļaujiet pārvaldības uzņēmuma speciālistam veikt apkures sistēmas testa darbību.
Ja visas gaisa kabatas no radiatoriem un caurulēm tiek savlaicīgi noņemtas, nebūs jāuztraucas par ūdens āmuru, jo katlu telpā un gar dzesēšanas šķidruma padeves ceļu uz dzīvokli tiks veikti visi nepieciešamie pasākumi, lai novērstu šādu parādību.
Lai samazinātu karstā ūdens apgādes sistēmas noplūdes risku, ieteicams arī nomainīt krānus ar skrūvējamiem konstrukcijām un uzstādīt cauruļvadus, izmantojot mūsdienīgus materiālus, kas pēc iespējas efektīvāk tiek galā ar pārmērīgu spiedienu cauruļvadā.
Daži vārdi par ūdens āmura teoriju
Hidrauliskais āmurs var rasties tikai tāpēc, ka šķidrums nespēj pietiekami saspiesties, lai kompensētu pēkšņu spiediena pieaugumu. Kad spiediens palielinās vienā vietā, tā spēks izplatās pa visu cauruļvadu, un, atrodoties vājā vietā, tas noved pie materiāla deformācijas vai bojājuma.
Šo efektu, kas rodas augstspiediena cauruļvados, pirmo reizi atklāja krievu zinātnieks N. Jev. Žukovskis 19. gadsimta beigās. Žukovskis izstrādāja arī formulu, lai aprēķinātu minimālo laiku, kas nepieciešams vārsta aizvēršanai, lai izvairītos no bīstama spiediena pieauguma slēgtā ūdensapgādes sistēmā.
- Dp=p(u0-u1)
Kur:
- Dp — spiediena pieaugums N/m²;
- p ir šķidruma blīvums, kg/m3.
- u0 un u1 ir šķidruma ātruma vidējā vērtība cauruļvadā pirms un pēc vārsta aizvēršanas.
Zinātnieks pierādīja, ka triecienviļņa izplatīšanās ātrums galvenokārt ir atkarīgs no caurules diametra un materiāla. Šī vērtība ir atkarīga arī no šķidruma saspiežamības.
Aprēķini jāveic tikai pēc tam, kad eksperimentāli noteikts ūdens blīvums, kas var ievērojami atšķirties atkarībā no izšķīdušo sāļu daudzuma. Hidrauliskā trieciena izplatīšanās ātrumu vienmēr aprēķina, izmantojot šādu formulu:
- c = 2L/T.
Kur:
- c ir triecienviļņa ātrums;
- L — cauruļvada garums;
- T — laiks.
Ievietojot vērtības šajā formulā, var precīzi noteikt ūdens āmura izplatīšanās ātrumu. Ūdens āmurs ir vilnis, kas svārstās noteiktā frekvencē.
Svārstību skaita aprēķināšana laika vienībā, ja nepieciešams, ir vienkārša. Vienkārši izmantojiet šādu formulu:
- M = 2 l/gadā
Kur:
- M ir svārstību cikla ilgums;
- L — cauruļvada garums;
- a ir viļņa ātrums (m/s).
Lai vienkāršotu aprēķinus, zemāk ir norādītas triecienviļņa ātruma vērtības ūdens āmuram caurulēm, kas izgatavotas no šādiem materiāliem:
- Tērauds - 900–1300 m/s;
- Čuguns - 1000 - 1200 m/s;
- Plastmasa - 300–500 m/s.
Aizstājot šīs vērtības formulā, var precīzi aprēķināt ūdens āmura svārstību frekvenci noteiktā garuma ūdensvada posmā.
Šī ir hidrauliskā āmura teorija tās vienkāršākajā matemātiskajā aprakstā. Projektējot mūsdienīgas inženiertehniskās sistēmas, šādu aprēķinu veikšanai tiek izmantoti jaudīgi datori, tāpēc nav nepieciešams ķerties pie manuāliem hidrauliskā āmura ātruma un spēka aprēķiniem.
Secinājums
Hidrauliskais trieciens ūdensvados var izraisīt nopietnus negadījumus mājokļu un komunālo pakalpojumu sektorā. Šādi negadījumi ir īpaši nopietni ziemā. Plīsusi apkures caurule var izraisīt hipotermiju un slimības, īpaši, ja mazi bērni un vecāka gadagājuma cilvēki paliek bez siltuma.
