Un robinet de apă potabilă în fiecare casă nu este un lux, ci un progres semnificativ. Cu toate acestea, această comoditate plăcută poate fi pierdută instantaneu dacă apare o lovitură de zăpadă în conductă. Lovitura de zăpadă nu numai că poate duce la lipsa apei, dar poate duce și la inundarea apartamentului.
Cum apare acest fenomen periculos și cum să îl evităm va fi discutat în detaliu în acest articol.
Natura loviturii de berbec în conducte
Lovitura de berbec este o undă de șoc care se propagă de-a lungul suprafeței unei conducte de apă și prin fitingurile acesteia. Când presiunea crește, unda de șoc este pozitivă; când presiunea scade, este negativă. Apare atunci când o conductă goală este umplută sau un robinet este închis brusc. Efectul distructiv al acestui fenomen se datorează în principal incompresibilității lichidului.
Dacă apa ar putea fi comprimată de mai multe ori, precum gazul, de exemplu, atunci țevile nu ar exploda. o creștere bruscă a presiuniiPresiunea excesivă apare atunci când curgerea lichidului se oprește brusc, dar lovitura de berbec poate fi cauzată și de alte fenomene din sistemul de alimentare cu apă.
Motive
Lovitura de berbec apare cel mai adesea atunci când o supapă de închidere se închide brusc. Când apa curge prin țevi și iese dintr-un robinet, presiunea din sistemul de instalații sanitare rămâne constantă. Cu toate acestea, atunci când o supapă se închide brusc, această presiune poate crește de mai multe ori, provocând spargerea și cedarea pereților țevilor.
Lovitura de berbec poate fi cauzată și de:
- Pornirea sau oprirea bruscă a unei pompe puternice.
- Ecluze de aer prezente în circuitul de alimentare cu apă sau de încălzire.
Pornirea și oprirea pompelor pot fi cauzate de o alimentare instabilă cu energie electrică a unei instalații care găzduiește stații de pompare a apei de mare putere. Ecluzele de aer contribuie, de asemenea, semnificativ la acest fenomen periculos, așa că, înainte de a utiliza sistemele închise cu lichide, asigurați-vă că acestea sunt complet lipsite de aer.
Consecințe
Chiar și cele mai fiabile sisteme, expuse în mod repetat la presiuni ridicate, care apar ca urmare a loviturilor de berbec, își pot pierde etanșeitatea. De asemenea, poate apărea o rupere a conductei. dintr-un singur șoc hidraulic puternic.
Ca urmare a acestui impact, alimentarea cu apă a clădirilor conectate la conducta de apă este complet întreruptă. Din păcate, consecințele acestui fenomen nu se limitează la lipsa apei din robinet.
Dacă o țeavă se sparge într-un bloc de apartamente, proprietatea proprietarilor apartamentului, precum și a vecinilor de la etajul inferior, vor fi avariate după spargerea țevii și pătrunderea lichidului în spațiul de locuit.
Dacă o conductă principală de apă care alimentează un întreg cartier al orașului se rupe, accidentul poate fi deja considerat o urgență.
În urma unui astfel de incident, locuitorii a zeci de blocuri de apartamente vor rămâne nu doar fără apă potabilă, ci și fără canalizare, deoarece toate rezervoarele de toalete sunt alimentate de la rețeaua de apă rece. Dușul, chiar și cu o rețea de apă caldă intactă, va fi, de asemenea, imposibil.
Dacă o conductă de apă caldă este deteriorată în urma unei lovituri cu ciocanul de berbec, incidentul, pe lângă faptul că provoacă daune materiale, poate duce la arsuri grave. O scurgere în sistemul de încălzire, unde lichidul de răcire este mereu sub o presiune semnificativă, iar temperatura lichidului depășește 70 de grade Celsius, poate fi deosebit de periculoasă.
Consecințele loviturii de berbec pot duce la daune semnificative, așa că este important să învățăm cum să prevenim creșterile bruște ale presiunii în conducte.
Metode de protecție
Respectarea instrucțiunilor de instalare a sistemelor de instalații sanitare și de încălzire poate reduce la minimum riscul de lovitură de berbec, însă sistemele proiectate corespunzător nu îl pot elimina complet. Evitarea acestei situații neplăcute necesită o abordare cuprinzătoare și respectarea reglementărilor de siguranță și a instrucțiunilor tehnice.
Probabilitatea loviturii de berbec poate fi redusă semnificativ prin respectarea următoarelor reguli la instalarea și exploatarea conductelor de apă.
- La pornirea sistemului de alimentare cu apă sau de încălzire, elementele de închidere ale fitingurilor trebuie să se deschidă foarte încetÎnchiderea alimentării cu apă trebuie să se facă foarte ușor. Închiderea și deschiderea lină a robinetelor de închidere este esențială nu numai în instalațiile industriale, ci și la pornirea alimentării cu apă și a sistemelor de încălzire într-o locuință privată. Presiunea excesivă în timpul unei lovituri de berbec poate deteriora cu ușurință utilitățile locuinței, așa că este important să respectați măsurile de siguranță atunci când apa este furnizată unei locuințe private sub o presiune semnificativă.
- Prin instalarea de dispozitive automate pentru deschiderea și închiderea lină a robinetelor de închidere într-un sistem de instalații sanitare sau de încălzire, eroarea umană în cazul unui ciocan de berbec poate fi eliminată complet. Desigur, atunci când se utilizează electronice, sistemele de instalații sanitare devin dependente de electricitate, dar pentru a elimina complet posibilitatea defecțiunilor cauzate de dispozitivele automate, este necesar să se echipeze astfel de mecanisme cu o sursă de alimentare de rezervă. Această rezervă este absolut esențială, atât într-o întreprindere mare, cât și pentru funcționarea normală a utilităților într-o locuință privată. De asemenea, se recomandă dotarea stațiilor de pompare cu control automat. Acest lucru ajută, de asemenea, la prevenirea ciocanului de berbec cauzat de o scădere bruscă a presiunii cauzată de activarea sau dezactivarea echipamentelor puternice de pompare.
- Aplicarea acumulatoarelor hidraulice și a dispozitivelor de amortizare, ajută, de asemenea, la minimizarea efectelor creșterilor bruște de presiune în rețeaua de alimentare cu apă. Astfel de dispozitive constau de obicei dintr-o carcasă metalică cu o membrană amplasată în interior. Când apare un ciocan de berbec, membrana se mișcă, permițând absorbția excesului de lichid. Când există riscul de rupere a conductei
va trece și presiunea va scădea, membrana va reveni la poziția inițială datorită aerului situat pe partea opusă. - Pentru a reduce presiunea în rețelele de alimentare cu apă, se poate utiliza supapă de siguranță, care se deschide când lichidul atinge un anumit nivel. Astfel de dispozitive pot proteja și conducta de deteriorare, dar acest tip de protecție necesită o linie de ramificare suplimentară de la supapă la sistemul de canalizare.
- Pentru a proteja o casă privată sau un apartament de loviturile de berbec, puteți utiliza o metodă foarte simplă care compensează excesul de presiune prin extinderea pereților țevilor. Sistemele de încălzire sau de alimentare cu apă nu trebuie neapărat instalate folosind astfel de materiale, dar o secțiune de țeavă fabricată din cauciuc rezistent la căldură poate absorbi complet loviturile de berbec într-un sistem mic.
- Bypass termostat, este o măsură eficientă pentru combaterea loviturilor de berbec de nivel scăzut, așa că această „îmbunătățire” a încălzirii autonome poate fi implementată doar în sistemele de încălzire private. De obicei, un orificiu cu diametrul de 0,5 mm în supapa principală este suficient pentru a permite excesului de fluid să curgă liber în circuitul de apă rece atunci când apare o presiune ridicată.
- Termostat cu protecție instalat în sistemul de încălzire, ajută și la prevenirea fenomenelor periculoase, cum ar fi lovitura de berbec. Acest dispozitiv funcționează prin încorporarea unui mic mecanism suplimentar în cadrul supapei termostatice principale, care se deschide indiferent de temperatura fluidului. Această supapă internă va începe să permită trecerea fluidului atunci când presiunea lichidului de răcire se apropie de valoarea maximă admisă, prevenind astfel ruperea țevilor.
Cum să vă protejați utilitățile casei de loviturile de apă
O scurgere la o conductă de apă dintr-un apartament poate avea consecințe foarte grave, mai ales dacă scurgerea provoacă pagube vecinilor al căror apartament se află la etajul inferior celui unde s-a produs accidentul.
Secțiunea sistemului de alimentare cu apă situată în apartament poate conține țevi metalice vechi, care ruginesc în timp și pot fi distruse în timpul funcționării, ca să nu mai vorbim de forța mortală a loviturii de berbec.
IMPORTANT! Pentru a minimiza riscul de scurgeri, se recomandă instalarea de robinete cu sertar, care, datorită designului lor, nu pot opri imediat apa. Robinetele cu pârghie sferică, care sunt atât de convenabile nu numai în bucătărie, ci și la duș, pot provoca un accident grav.
Deși acumulatoarele hidraulice sunt cel mai adesea utilizate în locuințele private, unde apa este furnizată de o pompă amplasată într-un puț adânc, astfel de produse pot ajuta, de asemenea, la protejarea sistemului de alimentare cu apă situat într-un apartament de loviturile de berbec.
În plus, lichidul acumulat în astfel de dispozitive poate fi utilizat în cazul unei pene temporare de alimentare cu apă. Lovitura de berbec poate fi, de asemenea, protejată de aceasta prin utilizarea unor clapete speciale instalate în conducta de alimentare cu apă rece sau caldă.
Instalarea neautorizată a oricărui echipament într-un sistem de încălzire centrală este strict interzisă. Pentru a vă proteja locuința de loviturile de zăpadă, permiteți unui specialist al companiei de administrare să efectueze o probă de funcționare a sistemului de încălzire.
Dacă toate buzunarele de aer din calorifere și țevi sunt îndepărtate în timp util, nu va fi nevoie să vă faceți griji cu privire la loviturile de berbec, deoarece toate măsurile necesare pentru a preveni un astfel de fenomen vor fi luate în camera centralei termice și de-a lungul traseului de alimentare cu agent de răcire către apartament.
Pentru a reduce riscul de scurgeri din sistemul de alimentare cu apă caldă, se recomandă, de asemenea, înlocuirea robinetelor cu unele cu șurub și instalarea conductelor folosind materiale moderne care pot gestiona cât mai eficient posibil excesul de presiune din conductă.
Câteva cuvinte despre teoria ciocanului de berbec
Ciocanul hidraulic poate apărea doar pentru că fluidul nu este capabil să comprime suficient pentru a compensa creșterea bruscă de presiune. Când presiunea crește într-un loc, forța sa se răspândește pe întreaga conductă, iar găsirea unui punct slab duce la deformarea sau deteriorarea materialului.
Acest efect, care apare în conductele de înaltă presiune, a fost descoperit pentru prima dată de omul de știință rus N. E. Jukovsky la sfârșitul secolului al XIX-lea. Jukovsky a dezvoltat, de asemenea, o formulă pentru calcularea timpului minim necesar pentru închiderea unei supape pentru a evita o creștere periculoasă a presiunii într-un sistem închis de alimentare cu apă.
- Dp=p(u₀-u₁)
Unde:
- Dp — creșterea presiunii în N/m2;
- p este densitatea lichidului, în kg/m³.
- u0 și u1 reprezintă valoarea medie a vitezei lichidului în conductă înainte și după închiderea valvei.
Omul de știință a demonstrat că viteza de propagare a undei de șoc depinde în primul rând de diametrul și materialul țevii. Această valoare depinde și de compresibilitatea lichidului.
Calculele trebuie efectuate numai după determinarea experimentală a densității apei, care poate varia semnificativ în funcție de cantitatea de săruri dizolvate. Viteza de propagare a unui ciocan de berbec se calculează întotdeauna folosind următoarea formulă:
- c=2L/T.
Unde:
- c este viteza undei de șoc;
- L — lungimea conductei;
- T — timp.
Prin înlocuirea valorilor în această formulă, puteți determina cu exactitate viteza de propagare a loviturii de berbec. Lovitura de berbec este o undă care oscilează la o anumită frecvență.
Calcularea numărului de oscilații pe unitatea de timp este, de asemenea, ușoară, dacă este necesar. Pur și simplu utilizați următoarea formulă:
- M = 2L/a
Unde:
- M este durata ciclului de oscilație;
- L — lungimea conductei;
- a este viteza undei (m/s).
Pentru a simplifica calculele, valorile vitezei undei de șoc pentru lovitura de berbec pentru țevile fabricate din următoarele materiale sunt prezentate mai jos:
- Oțel - 900 - 1300 m/s;
- Fontă - 1000 - 1200 m/s;
- Plastic - 300 - 500 m/s.
Prin înlocuirea acestor valori în formulă, se poate calcula cu exactitate frecvența oscilațiilor ciocanului de apă pe o secțiune a unei conducte de apă de o anumită lungime.
Aceasta este teoria loviturii de berbec în cea mai rudimentară descriere matematică. La proiectarea sistemelor inginerești moderne, se folosesc computere puternice pentru a efectua astfel de calcule, astfel încât nu este nevoie să se recurgă la calcule manuale ale vitezei și forței loviturii de berbec.
Concluzie
Lovitura de berbec în conductele de apă poate provoca accidente grave în sectorul locuințelor și al utilităților. Astfel de incidente sunt deosebit de grave iarna. O conductă de încălzire spartă poate duce la hipotermie și îmbolnăviri, mai ales atunci când copiii mici și vârstnicii rămân fără căldură.
