Hidrotrieciens ūdensapgādes un apkures sistēmā: cēloņi + profilaktiskie pasākumi

Viena no galvenajām problēmām, ekspluatējot autonomās apkures un ūdensapgādes sistēmas, ir spiediena starpība. Ūdens āmurs ūdensapgādes un ūdens sildīšanas sistēmā, kas rodas šīs krasās starpības rezultātā, var izraisīt nopietnus bojājumus. Tas ir jānovērš, vai jūs piekrītat?

Mēs pastāstīsim, kā novērst šo parādību un neitralizēt tās negatīvās sekas, nodrošinot kontūru nepārtrauktu darbību. Pie mums jūs uzzināsiet, kādas metodes tiek izmantotas, lai novērstu ūdens āmuru sistēmās, kas piegādā ūdeni ūdens ņemšanas krāniem un apkures ierīcēm.

Iepazīšanai sniegtajā rakstā ir detalizēti izskatīta ūdens āmura būtība. Uzskaitīti profilakses pasākumi, kas novērš bīstamas situācijas rašanos. Sarežģītās tēmas vizuālai uztverei ir pievienotas shēmas, foto ilustrācijas un video.

Kas ir ūdens āmurs?

Ūdens āmurs ir īslaicīgs, bet ievērojams spiediena lēciens šķidrumu saturošā sistēmā. Šī parādība rodas brīdī, kad šķidruma plūsma saduras ar tās ceļā radušos šķērsli. Raksturīgi šādu šķēršļu rašanās piemēri ir pēkšņa slēgarmatūras aizvēršana, pēkšņa sūkņa apstāšanās, gaisa aizbāznis utt.

Saskaroties ar šķērsli, ūdens plūsma pēc inerces turpina plūst ar tādu pašu ātrumu, kāds tai bija pirms šķēršļa parādīšanās. Pirmie slāņi, kas saskaras ar šķērsli, ar tādu pašu ātrumu sablīvējas, pateicoties nākamo slāņu pienākšanai.

Pastāvīgas jaunu plūsmas slāņu pienākšanas dēļ spiediens strauji palielinās, un šķidrums “meklē” veidu, kā atbrīvot daļu no tā, lai to izlādētu.

Līdzīga situācija gandrīz vienmēr rodas, pārraujot plūsmu ar lodes krānu vai aizbīdni. No pirmā acu uzmetiena parādība var šķist nekaitīga. Tāpēc daudzi mājāsaimnieki tai nepievērš īpašu uzmanību.

Bet patiesībā, atklājot priekšnoteikumus topošam cauruļu un armaturas defektam, to vajadzētu novērst pēc iespējas ātrāk. Jo ūdens trieciena dēļ apkures sistēmā rodas plaisas un bojājumi, kā arī iekārtu bojājumi.

Šo nopietno problēmu var iepriekšēt klikšķi un klauvējieni, kā arī svešs troksnis ūdens padeves caurulēs, ko pavada raksturīga "rūkšana".

Klikšķēšana galvenokārt rodas vietās, kur lielāka izmēra caurules ir savienotas ar mazāka šķērsgriezuma sprauslām. Ūdens, kas plūst gar to iekšējām sienām, saskaras ar, kaut arī nepilnīgu, bet tomēr šķērsli.

Regulāra hidrauliskā trieciena rašanās negatīvi ietekmē sistēmas darbību, būtiski samazinot tās kalpošanas laiku

Avārijas situācijās, ko izraisa ūdens trieciena efekts, var ciest:

• iekārtas (tiek traucēta cauruļvadu hermētiskums un tiek iznīcinātas apkures ierīces);
• īpašums (ūdens, kas izplūst no bojātā tīkla, applūdinās mājokli un sabojās mēbeles);
• mājinieki (ja pārkāpums noticis siltumapgādes sistēmā, pastāv risks gūt nopietnus termiskus apdegumus).

Saskaņā ar statistikas datiem "lauvas tiesa" no cauruļvadu avārijām, kas veido aptuveni 60%, rodas ūdens trieciena dēļ. Biežāk šāda efekta negatīvās sekas var novērot nolietotām caurulēm, kas pārklātas ar koroziju.

Regulāru hidrodinamisko triecienu sekas var būt neparedzamas, un visizplatītākā no tām ir izrāviens

Visvairāk nepatikšanas tas sagādā gariem cauruļvadiem, piemēram, ierīkojot «silto grīdu», kuras kontūros cirkulē līdz noteiktai temperatūrai uzsildīts šķidrums.

Bojājuma pakāpe daudzējādā ziņā ir atkarīga no šķēršļa rašanās vietas: ja tas atrodas gara cauruļvada sākumā, paaugstinātā spiediena vērtība būs neliela, bet, ja beigās – ievērojami lielāka.

Visbiežāk efekts izpaužas, ja, ierīkojot apkures sistēmu, ir izmantotas dažādu diametru caurules. Ja «dažāda kalibra» caurules ar pārejām nav savestas pie kopīga «saucēja», spiediena pieaugums apkures sistēmā ir neizbēgams. Šajā situācijā sistēmas aizsardzībai kontūru aprīko ar speciālu vārstu – termostatu.

Ūdens āmura rašanās cēloņi

Šīs parādības fiziskā būtība slēpjas ūdensvadu caurlaidības pilnīgā zudumā vai būtiskā samazināšanā, kā rezultātā palielinās šķidruma spiediens sistēmā.

Mājās, kur inženierkomunikācijas ir nekompetenti projektētas un ierīkotas, bieži cauruļvadā var dzirdēt raksturīgu klauvēšanu un klikšķus.

Tie ir hidrauliskā trieciena ārējā izpausme un rodas, kad slēgtā sistēmā pēkšņi apstājas šķidruma cirkulācija un pēc tam tikpat pēkšņi atsākas tā kustība.

Par dabiskajiem cauruļvada šķēršļiem bieži kalpo gaisa spraudņi, pārejas no lielāka diametra uz mazāku vai uzstādīta noslēgarmatūra.

Ja noteiktā ātrumā kustīgas ūdens plūsmas ceļā rodas šķērslis, tās kustības ātrums palēninās, bet tilpums turpina palielināties. Neatrodot izeju, tas veido pretēju vilni, kas, saduroties ar galveno ūdens masu, paaugstina spiedienu sistēmā. Dažkārt tas var sasniegt 20 Atm slieksni.

Sakarā ar maģistrāles hermētiskumu uzkrātajam tilpumam nav kur palikt, bet spēcīgā enerģija tik un tā tiecas atrast izeju ārējā vidē. Šādas sadursmes rezultātā radušais trieciena spēks rada caurules pārrāvuma risku, kurai nav pietiekamas stiprības rezerves.

Šī iemesla dēļ sistēmas ierīkošanai ir jāizmanto ūdens tīkliem pielāgotas bezšuvju ūdensgāzes caurules, kas atbilst GOST 3262-75, vai spiediena metāla-plastmasas analogi, kas ražoti saskaņā ar GOST 18599.

No pastāvīgas ūdens enerģijas iedarbības gan pats cauruļvads, gan stingrie sistēmas elementi pakāpeniski vai strauti sāks iznīcināties.

Galvenie faktori, kas izraisa hidrauliskā trieciena rašanos caurulēs, ir:

• darbības traucējumi vai cirkulācijas sūkņa bojājums;
• gaisa klātbūtne slēgtā sistēmas kontūrā;
• elektroenerģijas padeves traucējumi;
• pēkšņa noslēgšanas armatūras aizvēršanās gadījumā.

Īslaicīgs spiediena pieaugums slēgtā kontūrā šķidruma iesūknēšanas dēļ virs noteiktās normas var rasties, ja, ieslēdzot sūkni, lāpstiņritenis sāk kustību ar lieliem apgriezieniem.

Pēdējā laikā, iekārtojot autonomās apkures sistēmas, veco ventiļu un aizbīdņu vietā arvien biežāk izmanto lodveida krānus, kuru uzbūve neparedz vienmērīgu gājienu.

To spēja radīt ātras darbības efektu ir arī otra puse, jo tā ir viena no visbiežāk sastopamajiem hidrauliskā trieciena cēloņiem.

Ja, palaižot sistēmu, no tās nav izlaists gaiss, lodveida krāna atvēršanas brīdī notiek gaisa sadursme ar praktiski nesaspiežamu šķidrumu

Drošības ziņā skrūvējamie krāni ir vēlamāki, jo, pakāpeniski atskrūvējot buksu, tie nodrošina vienmērīgu noslēgšanas armatūras atvēršanu/aizvēršanu.

Līdzīga situācija rodas arī tad, ja pirms sistēmas palaišanas no kontūra nav izlaists gaiss. Krāna atvēršanas brīdī ūdens saduras ar gaisa aizbāzni, kas slēgtas sistēmas apstākļos darbojas kā sava veida pneimatiskais amortizators.

Kā izvairīties no problēmas?

Samazināt intensitāti un neitralizēt pārspiediena ietekmi palīdzēs pareiza ūdensapgādes cauruļvadu sistēmas aizsardzība.

Autonomo sistēmu aizsardzības mehānismi pret hidraulisko triecienu vairumā gadījumu ir vērsti uz ūdens masas plūsmas spēka izlīdzināšanu

Lai novērstu vienreizēja un pastāvīga pārspiediena rašanos gan atsevišķā kontūra posmā, gan visā sistēmā kopumā, tiek izmantoti vairāki pamata pasākumi.

Variants #1. Pakāpeniska sistēmas aizvēršana

Tā ir viena no pamata prasībām, palaižot un izslēdzot cauruļvadu sistēmas, kas ir skaidri noteikta normatīvajos dokumentos.

Lieta tāda, ka hidrauliskā trieciena enerģija caurules sieniņu elastības dēļ nedarbojas vienlaikus ar visu savu spēku. Pateicoties elastīgo deformāciju kompensācijai, tā ir sadalīta vairākos laika intervālos.

Tāpēc pie vienāda kopējā trieciena spēka ietekmes jauda noteiktā brīdī būs ievērojami samazināta. Izmantojot vienmērīgu ieslēgšanu, var pagarināt spiediena pieauguma procesu laikā, līdz minimumam samazinot būtiskus sistēmas bojājumus.

Izvēloties noslēgšanas armatūru, priekšroka jādod izstrādājumiem, kuriem ir samērā liels ūdens aizvēršanas intervāls

Krānus, kuru konstrukcija paredz lielu intervālu līdz ūdens aizvēršanas brīdim, uzstāda jau iekārtu montāžas posmā.

Variants #2. Automātisku ierīču izmantošana

Automātika jānoregulē, lai tā vienmērīgi koriģētu statisko spiedienu sistēmā. Vēlamā efekta sasniegšanai palīdz sūkņu uzstādīšana ar automātisku apgriezienu skaita maiņu vai arī agregāti ar elektronisko vadību, kas ir aprīkoti ar iebūvētiem frekvenču pārveidotājiem.

Automātisko sistēmu izmantošana ļaus kontrolēt šķidruma plūsmu, kā arī nolasīt tā spiediena rādījumus cauruļvadā.

Sūkņi, kas aprīkoti ar automātisku elektromotora apgriezienu regulēšanu, spēj vienmērīgi palielināt/samazināt spiedienu sistēmā. Turklāt programmatūra vienlaikus veic divus uzdevumus: tā izseko spiediena izmaiņas ūdensvadā un automātiski regulē spiedienu.

Sistēmas kompleksās modernizācijas veidi

Sistēmas kompleksā modernizācija ietver tādu iekārtu uzstādīšanu, kas vērstas uz pārspiediena ietekmes neitralizēšanu.

Paņēmiens #1. Kompensatoru un amortizatoru izmantošana

Slāpētāji un hidroakumulatori vienlaikus veic trīs funkcijas: savāc šķidrumu, tādējādi novēršot tā lieko tilpumu no sistēmas, kā arī palīdz novērst nevēlamo parādību.

Kompensējošā ierīce, kuras lomu pilda hidroakumulators, tiek uzstādīta ūdens kustības virzienā tajos apkures kontūra posmos, kur ir liela spiediena svārstību iespējamība sistēmā.

Hidroakumulators vai slāpētājs ir tērauda kolba ar tilpumu līdz 30 litriem, kas ietver divas sekcijas, kuras atdala gumijas vai kaučuka membrāna.

Ja sistēmā rodas pārmērīgs spiediens, pirmās sekcijas ūdens stabs sāk spiest uz atdalošo membrānu, kā rezultātā tā izliecas gaisa kameras virzienā.

Palielinoties spiedienam, hidrauliskie triecieni tiek «novadīti» rezervuārā. Pateicoties gumijas membrānas izliekšanai gaisa kameras virzienā ūdens staba pacelšanās brīdī, tiek panākts mākslīga kontūra tilpuma palielinājums.

Kā amortizācijas ierīces izmanto caurules, kas izgatavotas no karstumizturīga armēta kaučuka vai elastīga plastmasas.

Amortizācijas ierīču elastīgais materiāls spontāni slāpē hidrauliskā trieciena enerģiju vietā, kur spiediens sasniedzis kritisko vērtību.

Lai sasniegtu vēlamo efektu, pietiek izmantot 20-30 cm garu izstrādājumu. Ja cauruļvads ir garāks, amortizatora posmu palielina vēl par 10 cm.

Paņēmiens #2. Diafragmas tipa aizsargvārsta uzstādīšana

Diafragmas tipa aizsargvārstu novieto uz cauruļvada atzarojuma blakus sūknim, lai pārmērīga spiediena gadījumā izlaistu noteiktu ūdens daudzumu.

Aizsargvārsts, kas aprīkots ar cietu blīvējumu, kurš veic ātru spiediena samazināšanas funkciju, ir uzticams autonomas sistēmas drošinātājs.

Atkarībā no ražotāja un modeļa tipa aizsargvārsts tiek iedarbināts ar kontrollera elektrisku komandu vai ar ātras darbības pilotierīci.

Ierīce nostrādā, kad spiediens pārsniedz drošu līmeni, aizsargājot sūkņu staciju pēkšņas iekārtas apstāšanās gadījumā.

Paņēmiens #3. Termoregulējošā vārsta aprīkošana ar šuntu

Elementa galvenais uzdevums – rašanās pārslodzēm pakāpeniski samazināt spiedienu.

Šauru caurulīti, kuras šķērsgriezuma diapazons nepārsniedz 0,2-0,4 mm, novieto pusē, no kuras šķidrums nonāk termostatā.

Šuntēšanas metode tiek izmantota, iekārtojot autonomās sistēmas, kuru cauruļvadi ir izgatavoti tikai no jaunām caurulēm. Tas ir tāpēc, ka rūsas un nogulšņu klātbūtne vecajās caurulēs var padarīt šuntēšanas efektivitāti par nulli. Šī iemesla dēļ, izmantojot šuntu apkures kontūra ieejā, ieteicams uzstādīt efektīvus ūdens filtrus.

Paņēmiens #4. Termostata izmantošana ar superaizsardzību

Tas ir sava veida drošinātājs, kas seko spiedienam sistēmā un neļauj tai darboties pēc tam, kad rādītājs sasniedz kritisko atzīmi. Ierīce ir aprīkota ar atsperes mehānismu, kas novietots starp termogalvu un vārstu. Atsperes mehānisms iedarbojas pārmērīgā spiedienā, neļaujot vārstam pilnībā aizvērt.

Šādus termostatus uzstāda stingri atbilstoši uz korpusa norādītajam virzienam.

Profilaktisko darbu veikšana

Papildus stingrai cauruļvadu ekspluatācijas noteikumu ievērošanai, avārijas novēršanai palīdz savlaicīga profilaktisko pasākumu veikšana. Jo visi procesi ūdensapgādes sistēmā vai apkures kontūrā ir savstarpēji saistīti. Un hidrauliskais trieciens ir tikai pēdējais destruktīvais "piliens", kas var novest pie negatīvām sekām uz neapmierinoša ūdensvada tehniskā stāvokļa fona.

Cauruļvada vibrācijas un spiediena lieluma izmaiņas veicina mikroplaisu veidošanos metāla struktūrā. Laika gaitā radušies defekti, iestājoties hidrauliskajam triecienam, acumirklī izpaužas paaugstināta iekšējā sprieguma vietās: mehāniskajos savienojumos, līkumos un metināšanas šuvēs.

Profilakse sastāv no apkures sistēmas balansēšanas, kas tiek veikta pēc montāžas pabeigšanas vai apkures remonta veikšanas privātmājā.

Galvenais darbu komplekss, kas tiek veikts profilakses laikā:

• drošības grupas darbspējas pārbaude: drošības vārsta, gaisa atdalītāja un manometra;
• periodiska spiediena pārbaude aiz izplešanās tvertnes membrānas, un, ja tiek konstatēti neapmierinoši rezultāti, arī tā korekcija;
• sistēmas testēšana uz noplūžu esamību un cauruļu nodiluma pakāpes pārbaude;
• vārstu stāvokļa uzraudzība slēgvārstu un regulējošās armatūras noplūžu noteikšanai;
• regulāra filtru stāvokļa pārbaude, kas aiztur katlakmens, smiltis un rūsas daļiņas, nepieciešamības gadījumā – elementu tīrīšana un skalošana;

Profilakse, kas vērsta uz ūdensapgādes un apkures sistēmas laba stāvokļa uzturēšanu, ietver vienkāršus darbu veidus. Tomēr tos nevajadzētu ignorēt. Jo tas var novest pie ievērojamiem naudas un laika izdevumiem pilnvērtīgu remontdarbu veikšanai.

Uzskaitītie aizsardzības pasākumi ir visefektīvākie, ja tos pielieto kompleksi. Bet, pateicoties kompleksai pieejai problēmas risināšanā, Jūs varēsiet neitralizēt negatīvās sekas un tādējādi pagarināt sistēmas kalpošanas laiku.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video #1. Hidrauliskais trieciens, kā tas notiek:

Video #2. Slāpētāja lietošanas efektivitātes tests:

Hidrauliskais trieciens ūdensapgādes sistēmā ir bieži sastopama parādība, kas var nodarīt nopietnu kaitējumu. Un Jūsu uzdevums ir pēc iespējas ātrāk novērst problēmu. Jo, atkārtojoties situācijai, sistēmas elementi drīz sabojāsies. Un remonts pēc tam izmaksās daudz dārgāk.

Uzdodiet jautājumus un rakstiet, lūdzu, komentārus zemāk esošajā blokā. Mēs gaidām Jūsu stāstus par to, kā Jūs reģistrējāt hidraulisko triecienu sistēmā vai pamanījāt tā sekas. Interesē Jūsu viedoklis par sniegto informāciju.