Защита от гидроудара

Системы защиты от гидроудара

СЗГУ (системы защиты от гидроудара) используются для защиты магистральных трубопроводов, которые функционируют на жидких средах. Трубопроводы подвержены воздействию сложных волновых процессов, происходящих из-за колебаний режимов перекачки. Последние появляются при закрытии или открытии задвижек и корректировках в работе насосных агрегатов. Особенную опасность для целостности трубопроводов несут повышения давления на нефтеналивных терминалах и в магистральных нефтепроводах.

Предотвратить аварии способствуют СЗГУ. Созданная нами система защиты от гидроудара в нужный момент сбрасывает рабочую жидкость. Происходит это через клапаны, что снижает давление. В устройствах применяются регулирующие клапаны нашего и зарубежного производства. Объем жидкости регулируется системой управления.

Управлять системами защиты от гидроудара можно по месту нахождения либо же удаленно. Настройки давления срабатывания могут быть заданы либо для каждого клапана отдельно, либо как общие. Когда срабатывает защита, на пульт управления диспетчера поступает сигнал.

Технические характеристики СЗГУ:

• время реакции системы составляет до 120 мс;
• давление рабочей жидкости, номинальное, составляет до 6,3 МПа;
• защита трубопровода предельно допустимой производительности до 15000 м3/ч.

Контроль и поддержка давления срабатывания клапанов осуществляется системой управления СЗГУ, которая позволяет обеспечить (в зависимости от определенных требований к оборудованию):

• индивидуальную и общую настройку давления срабатывания каждого клапана;
• «управление по месту» и «дистанционное управление».

Система Защиты от Гидроудара (СЗГУ) и Система Сглаживания Волн Давления (ССВД) включает систему контроля срабатывания клапанов с передачей сигнала на пульт диспетчера. Эти системы, СЗГУ и ССВД, производятся на основе регулирующего клапана, который разработан группой компаний ««Интернешнл Инжиниринг Украина»».

Природа гидроудара в системах водоснабжения и отопления + методы защиты от него

По статистике около 60% всех разрушений (прорывов) трубопроводов возникают из-за гидроудара, который представляет собой кратковременный, резкий и значительный скачок давления в трубе, возникающий в результате внезапного изменения скорости потока жидкости. Обычные признаки, сопровождающие эту серьезную неприятность – щелчки, стук и прочий шум, который возникает в коммуникациях, снабжающих нас водой и теплом. Многие даже не обращают на них внимания, а ведь гидроудар в системе водоснабжения приводит к повреждению оборудования, появлению трещин, расколу труб. Предотвратить аварийную ситуацию поможет четкое соблюдение правил эксплуатации трубопроводов и проведение модернизации инженерных сетей.

Природа гидроудара, возможные причины

Владельцы частных домов с неграмотно устроенными инженерными коммуникациями часто слышат характерное пощелкивание и стук, которые сигнализируют о том, что в замкнутой системе произошло кратковременное резкое повышение давления в результате внезапного прекращения движения жидкости по контуру или внезапного возобновления ее циркуляции.

Когда поток жидкости, двигающийся с определенной скоростью, сталкивается с преградой (воздухом или запорной арматурой), скорость его меняется не сразу, а вот объем быстро увеличивается, давление растет и иногда достигает 10 и более атмосфер. Если «излишкам» деваться некуда, то возникает риск разрыва трубы.

Возможные причины гидроудара:

• запуск, остановка и поломка насоса или его аварийное отключение;
• воздух в системе;
• резкая остановка потока жидкости в контуре, вызванная быстрым открытием-закрытием запорной арматуры: кранов, задвижек и т.д.

Последняя причина наиболее типична с тех самых пор, как вентильные краны, с их плавным ходом, заменили более современные и «резкие» шаровые собратья.

С точки зрения профилактики гидроудара вентильные краны эффективнее шаровых

В случае если из системы не выведен воздух, то при открытии шарового крана происходит столкновение воздушной массы и практически несжимаемой жидкости, в итоге значение давления может возрасти до нескольких десятков атмосфер. Такая регулярная «проверка на прочность» очень негативно сказывается на состоянии системы в целом и труб в частности, итог предсказать нетрудно.

Заводушенность системы отопления — нередкая проблема. О том, как спускать воздух из батарей, узнаете в нашей статье: https://aqua-rmnt.com/uchebnik/oborudovanie/kran-maevskogo.html.

Неприятные последствия и методы защиты от гидроудара

Барьер, неожиданно возникающий на пути потока жидкости, формирует давление, которое, теоретически, может расти бесконечно. При этом жесткие элементы системы испытывают сильнейшие нагрузки и постепенно или резко разрушаются.

Последствия гидроудара могут быть плачевными, особенно для старых трубопроводов

Аварии, которые вызывает гидроудар в системе отопления, сопровождаются рядом характерных неприятностей:

• разрушением трубопроводов и оборудования тепловых сетей;
• разрывом отопительных приборов;
• ожоговым травматизмом;
• длительным прекращением тепло- и водоснабжения;
• затоплением жилища и порчей имущества.

Наиболее уязвимы для гидравлических ударов длинные трубопроводы, например, теплый пол. Чтобы обезопасить «подпольную» систему, ее оснащают термостатическим клапаном, установку которого нужно доверить хорошим специалистам, иначе появится еще один фактор риска в системе.

Грамотная защита систем отопления или водоснабжения от гидроударов направлена на снижение их интенсивности и нейтрализацию воздействия избыточного давления.

Без резких движений

Самый простой способ обезопасить себя от гидроудара – плавное включение и выключение запорной арматуры. Этот нюанс четко прописан в нормативах по эксплуатации объектов централизованного водоснабжения и теплосетей. Правило без каких-либо оговорок можно распространить и на автономные сети.

Суть в том, что плавное включение и отключение растягивают во времени процесс повышения давления. Энергия гидроудара действует не всей своей силой за раз, а распределяется на несколько временных отрезков. При этом, хоть суммарная сила удара и остается прежней, но мощность уменьшается.

Вариант с использованием автоматики

Плавный запуск и остановку инженерной системы можно вполне доверить автоматике. Насосы с автоматической регулировкой оборотов электродвигателя плавно поднимают давление в трубах после запуска, и так же планомерно действуют в обратном порядке. Программное оборудование не просто отслеживает изменение давления, но и совершает автоматическую регулировку напора.

Наилучший эффект дает комплексная модернизация системы, которая поможет предотвратить гидроудар в трубах. Она включает в себя ряд различных мероприятий.

Компенсаторы гидроудара, демпферы, гидроаккумуляторы

Важным элементом в системах отопления и водоснабжения является компенсатор гидроудара (он же демпфер, он же гидроаккумулятор) – устройство, которое выполняет сразу три важных задачи: накапливает (аккумулирует) жидкость; принимает избыток жидкости из системы, тем самым способствует снижению давления в ней; соответственно, способствует гашению гидроудара, если он возникает.

Компенсатор гидроудара (демпфер) устанавливают в самых «опасных» местах

Компенсатор представляет собой герметичный стальной бак с эластичной мембраной и встроенным воздушным клапаном. Объем может быть как совершенно незначительным, так и довольно большим.

Интересно! В Европе, если в сети не установлен гидрокомпенсатор, гарантия на бытовую технику, например, стиральную машинку, бойлер или посудомоечную машину, не выдается.

Клапан защиты от гидроудара

Для защиты насосной станции, в случае внезапной остановки насоса, например, применяют специальный клапан защиты от гидроудара диафрагменного типа с жестким уплотнителем. Он приводится в действие давлением жидкости и имеет очень полезную функцию быстрого сброса давления. Устанавливают его после обратного клапана, на отводе от трубопровода, рядом с насосом.

Клапан защиты от гидроудара имеет очень полезную функцию быстрого сброса давления

Клапан является надежным предохранителем в системах, находящихся под давлением.

Установка амортизирующего устройства

Установка амортизирующего устройства (трубы из пластика или термостойкого каучука) по направлению циркуляции жидкости, перед термостатом, является эффективным методом защиты. Эластичный материал самопроизвольно гасит энергию гидроудара. Достаточная длина – 20-30 см, для очень длинного трубопровода амортизатор можно увеличить на 10 см.

Шунтирование в домашних условиях

Тот, кто хорошо знаком с конструкцией термостата, может установить в терморегулирующем клапане шунт с просветом 0,4 мм или просто проделать отверстие такого же диаметра. При нормальном режиме работы, подобное нововведение никак не отразится на системе, а вот при перегрузках плавно снизит давление.

Важно! Шунтирование как метод защиты от гидроудара применим лишь к автономным сетям с новыми трубами. Осадок и ржавчина центральных коммуникаций делают его совершенно неэффективным.

Термостат с суперзащитой

Иногда применяют термостат со спецзащитой от гидроудара. Подобные устройства имеют пружинный механизм, установленный между клапаном и термоголовкой. При избыточном давлении пружина срабатывает и не позволяет клапану полностью закрыться, как только мощность гидроудара снижается, клапан плавно закрывается. Устанавливают такой термостат строго по направлению стрелки на корпусе.

Гидроудар в системах водо- и теплоснабжения – явление довольно частое и опасное, но существует немало способов, с помощью которых можно нейтрализовать неприятные последствия этого явления и продлить срок жизни бытовой техники и труб.

Клапаны от гидроудара

Клапан от гидроудара. Защита от гидроудара.

Гидроудар в системах трубопроводов возникает в результате резкого перепада давления и представляет собой кратковременный скачок давления, обладающий существенной мощью. Возникает он в момент, когда поток жидкости сталкивается с препятствием на своем пути. В результате столкновения, вода, двигающаяся по инерции с той же скоростью, уплотняется.

Последующие слои потока также уплотняются, нагнетаются, за счет чего давление стремительно растет. Гидроудар может быть вызван внезапной остановкой наносного оборудования вследствие его поломки или отключения электроэнергии. Для защиты водопроводной магистрали и предотвращения гидроудара устанавливают клапаны, которые предупреждают это явление.

Характеристики клапанов от гидроудара

Принцип работы клапана от гидроудара

Защитный клапан устанавливается рядом с насосным агрегатом в основном трубопроводе. Реагируя на перепад давления, клапан принимает обратную волну потока, исключая гидроудар. Регулятор клапана, реагирующий на изменение давления, медленно открывается, вследствие чего, в момент, когда обратный поток жидкости достигает насоса, клапан уже открыт, жидкость сбрасывается, и всплеск давления снижается до безопасного значения. Когда уровень давления приходит в норму, клапан закрывается, чтобы трубопровод не опустошался.

Области применения клапанов

Клапаны устанавливаются во всех системах, где есть насосные агрегаты. Местами использования данных деталей являются системы водоснабжения, высотные постройки, канализационные и отопительные системы. Обоснованно важно устанавливать предупреждающие клапаны в системах, которые имеют высокую степень износа, а также там, где обслуживание и эксплуатация магистралей осуществляется в сложных условиях. Места размещения клапанов:

• устанавливаются после насосов при защите системы от гидроударов, возникающих при пуске;
• на напорных трубопроводах
• размещаются вслед за редукционным клапаном, чтобы защитить магистраль от гидроударов, если выйдет из строя основной клапан;
• устанавливается перед быстрозакрывающимися устройствами;
• необходимы в системах трубопровода там, где есть вероятность возникновения скачков давления.

Дополнительное применение

Задачи, решаемые установкой клапана

Установленные в системах трубопроводов клапаны, предупреждающие гидроудар, призваны решать задачи в виде:

1. Обеспечения безопасного переключения рабочих насосных агрегатов.
2. Снижает избыточное давление в системе трубопровода.
3. Защищает магистрали от гидроударных разрушений.

Преимущественные характеристики клапанов Bermad, защита от гидроудара:

• поток не задерживается из-за пропускной способности детали;
• габариты клапанов удобны для использования;
• имеет высокую точность управления;
• простой монтаж и ремонт детали;
• возможность работы без привлечения внешних энергопитающих источников;
• находясь в закрытом положении полностью герметичен.

Сотрудничать с нашей компанией выгодно

Мы предлагаем своим покупателям большой ассортимент клапанов, которые защищают систему от разрушительной силы гидроудара, которые производятся израильской компанией BERMAD. Это арматура высокого качества, которая прослужит долгие годы.

Наши цены на продукцию не завышены, ассортимент широк, а поэтому каждый желающий сможет подобрать для себя подходящую модель клапана. Индивидуальный подход к каждому клиенту и высокий профессионализм наших работников обеспечат качественный и грамотный процесс подбора оборудования.

Квартирный гаситель гидравлических ударов

Общие сведения о гидравлическом ударе

Гидравлический удар – это скачкообразное изменение давление жидкости, протекающей в напорном трубопроводе, возникающее при резком изменении скорости потока. В более развернутом смысле, гидравлический удар представляет собой быстротечное чередование «скачков» и «провалов» давления, сопровождающееся деформацией жидкости и стенок трубы, а также акустическим эффектом, похожим на удар молотком по стальной трубе. При слабых гидравлических ударах звук проявляется в виде «металлических» щелчков, однако даже при таких, казалось бы, незначительных ударах давление в трубопроводе может возрастать весьма значительно.

Стадии гидравлического удара можно проиллюстрироват ь на следующем примере (рис.1): пусть на конце квартирного трубопровода, присоединенного к домовому стояку, установлен однорычажный кран или смеситель (именно такие смесители позволяют относительно быстро перекрывать поток).

Рис.1. Стадии гидравлического удара

При перекрытии крана происходят следующие процессы:

1. Пока кран открыт, жидкость движется по квартирному трубопроводу со скоростью «ν ». При этом в стояке и квартирном трубопроводе давление одинаковое (p).
2. При перекрытии крана и резком торможении потока кинетическая энергия потока переходит в работу деформации стенок трубы и жидкости. Стенки трубы растягиваются, а жидкость сжимается, что ведет к увеличению давления на величинуΔp (ударное давление). Зона, в которой произошло увеличение давления называется зоной сжатия ударной волной, а ее крайнее сечение называется фронтом ударной волны. Фронт ударной волны распространяется в сторону стояка со скоростью «с». Здесь хотелось бы отметить, что допущение о несжимаемости воды, принимаемое при гидравлических расчетах, в данном случае не применяется, т.к. реальная вода – сжимаемая жидкость, имеющая коэффициент объемного сжатия 4,9х10 -10 1/Па. То есть при давлении 20 400 бар (2040 МПа) объем воды уменьшается в два раза.
3. Когда фронт ударной волны дойдет до стояка, вся жидкость в квартирном трубопроводе окажется сжатой, а стенки квартирного трубопровода – растянутыми.
4. Объем жидкости в домовой системе гораздо больше, чем в квартирной разводке, поэтому, когда фронт ударной волны доходит до стояка, избыточное давление жидкости большей частью сглаживается за счет расширения сечения и включения в работу общего объема жидкости в домовой системе. Давление в квартирном трубопроводе начинает выравниваться со стояковым давлением. Но при этом квартирный трубопровод за счет упругости материала стенок восстанавливает свое первоначальное сечение, сжимая жидкость и выдавливая ее в стояк. Зона снятия деформации со стенок трубопровода распространяется к крану со скоростью «с».
5. В момент, когда давление в квартирном трубопроводе будет равно первоначальному, также как и скорость жидкости, направление потока будет обратное («нулевая точка»).
6. Теперь жидкость в трубопроводе со скоростью «ν » стремится «оторваться» от крана. Возникает «зона разряжения ударной волны». В этой зоне скорость потока нулевая, а давление жидкости становится ниже первоначального, что приводит к сжатию стенок трубы (уменьшению диаметра). Фронт зоны разряжения передвигается к стояку со скоростью «с». При значительной первоначальной скорости потока разряжение в трубе может привести к снижению давления ниже атмосферного, а также к нарушению неразрывности потока (кавитации). В этом случае в трубопроводе около крана появляется кавитационный пузырь, схлопывание которого приводит к тому, что давление жидкости в зоне отраженной ударной волны становится больше, чем этот же показатель в прямой ударной волне.
7. При достижении фронта сжатия ударной волны стояка скорость потока в квартирном трубопроводе нулевая, а давление жидкости – ниже первоначального и ниже, чем давление в стояке. Стенки трубопровода сжаты.
8. Перепад давлений между жидкостью в стояке и квартирном трубопроводе вызывает поступление жидкости в квартирный трубопровод и выравниванию давлений до первоначального значения. В связи с этим стенки трубы также начинают приобретать первоначальные очертания. Так образовывается отраженная ударная волна, и циклы снова повторяются до полного угасания. При этом промежуток времени, в течение которого проходят все стадии и циклы гидравлического удара, не превышает, как правило, 0,001–0,06 с. Количество циклов может быть различным и зависит от характеристик системы.

На рис. 2 стадии гидравлического удара показаны в графическом виде.

Рис. 2. Графики изменения давления при гидравлическом ударе.

График на рис. 2а показывает развитие гидравлического удара, когда давление жидкости в зоне разряжения ударной волны не падает ниже атмосферного (линия 0).

График на рис. 2б отображает ударную волну, зона разряжения которой находится ниже атмосферного давления, но гидравлическая сплошность среды не нарушается. В этом случае давление жидкости в зоне разряжения ниже атмосферного, но эффект кавитации не наблюдается.

График на рис .2в отображает случай, когда нарушается гидравлическая неразрывность потока, то есть образуется кавитационная зона, последующее схлопывание которой приводит к возрастанию давления в отраженной ударной волне.

Разновидности гидравлических ударов и основные расчетные положения

В зависимости от скорости, с которой происходит закрытие запорного органа на трубопроводе, гидравлический удар может быть «прямым» и непрямым». «Прямым» называется удар, при котором перекрытие потока происходит за время меньшее, чем период удара, то есть выполняется условие:

где Т₃ – время закрытия запорного органа, с; L – длина трубопровода от запорного устройства до точки, в которой поддерживается постоянное давление (в квартире – до стояка), м; с – скорость ударной волны, м/с.

В противном случае гидравлический удар называется непрямым. При непрямом ударе скачок давления значительно меньше по величине, так как часть энергии потока демпфируется частичной утечкой через запорный орган.

В зависимости от степени перекрытия потока гидравлический удар может быть полным и неполным. Полным является удар, при котором запорный орган полностью перекрывает поток. Если же этого не происходит, то есть часть потока продолжает протекать через запорный орган, то гидравлический удар будет неполным. В этом случае расчетной скоростью для определения величины гидравлического удара станет разница скоростей потока до и после перекрытия. Величину повышения давления при прямом полном гидравлическом ударе можно определить по формуле Н.Е. Жуковского (в западной технической литературе формула приписывается Alievi и Michaud):

Δp = ρ · ν · c, Па,

где ρ – плотность транспортируемой жидкости, кг/м 3 ; ν – скорость транспортируемой жидкости до момента внезапного торможения, м/с; с – скорость распространения ударной волны, м/с.

В свою очередь скорость распространения ударной волны с определяется по формуле:

, м/c,

где c — скорость распространения звука в жидкости (для воды – 1425 м/с, для других жидкостей можно принимать по табл. 1); D – диаметр трубопровода, м; δ – толщина стенки трубы, м; Е_ж – объемный модуль упругости жидкости (можно принимать по табл. 2), Па; Е_ст – модуль упругости материала стенок трубы, Па (можно принимать по табл. 3).

Защита от гидроудара: мембранный гаситель, редуктор давления воды

Протечки в трубопроводе могут всю отделку квартиры, мебель с бытовой техникой из строя вывести навсегда. Представьте, каков будет тогда ущерб? А нервные ваши клетки, что не восстанавливаются? Насколько поубавится их? Вероятность протечки вполне возможна и когда трубопровод абсолютно новый. Нет, качество труб здесь причиной не станет – производители их на совесть изготавливают, руководствуясь госстандартами. Тогда откуда ждать протечки?

Практика показала: наиболее вероятной причиной протечки является гидроудар – 60% включая вибрации труб и перепады давления жидкости в них. Коррозионные процессы являются причинами протечек на 1/4, еще 15% — форс-мажорные различные обстоятельства и происшествия. Коррозии можно избежать, смонтировав металлопластиковый трубопровод либо применив полипропиленовые трубы, но вероятность гидравлических ударов остается навсегда.
Наиболее слабые звенья водопроводов – это гибкие их части – они встречаются на унитазах, раковинах и мойках. Правда, не особенно часто рвутся они, но меры по предотвращению таких разрывов предпринять однозначно стоит.
От гидроудара на самом деле защититься очень даже нетрудно – достаточно купить редуктор давления и установить, конечно, его. Такие устройства монтируются отдельно на водопроводы горячий и холодный.
В Европе без монтажа на водопроводные системы таких гидрокомпенсаторов на бытовую технику магазин не предоставит гарантию. Невыгодно производителям разрабатывать стиральные машины, способные выдерживать гидроудары. Проще, как правило, сам гидроудар предотвратить.

Редуктор давления воды

Давайте подробнее рассмотрим природу гидроудара и действие редуктора. Когда открываются/закрываются краны, включаются насосы и происходят другие случаи, в трубопроводе давление становится многократно выше статического. Тогда масса движущейся в трубах жидкости продолжит двигаться по инерции. Та часть жидкости, которая придет в соприкосновение с препятствием, остановится первой. Затем останавливаться начнут последующие ее слои, при этом первые остановившиеся слои будут уплотняться. От такого уплотнения в остановившейся жидкостной (водяной) массе давление станет возрастать.

При полном использовании энергии движения жидкости в направлении ее движения сжатая жидкостная масса начнет расширяться, от чего будет наблюдаться отраженная волна движения этой жидкости. Опыты установили, что при резком закрытии задвижки либо крана сплошной водяной поток разрывается практически всегда либо же отрывается от затвора с последующим образованием заполненных паром пустот. Затем поступление воды в разреженное пространство и приводит к резкому, ударному росту давления.

Смонтированный редуктор давления воды выполняет фиксацию трубопроводного давления не выше установленного. Уровень давления на редукторе можно поставить самостоятельно. Правда, манометром не каждый редуктор снабжается – данный прибор порой устанавливают на фильтре тонкой очистки. Редуктор же обычно располагают непосредственно после фильтра очистки грубой.

В квартире давления обычно не выше 3-4 бар. Выставите меньшее давление – водяной напор ослабнет существенно, большее – станет вероятной протечка. В 8-10-этажном доме редуктор на последних этажах в принципе не потребуется – там выше 5 атм подъемы давления редки (особенно при старом ЖКХ). На этажах пониже его для безопасности можно и смонтировать – вдруг бойлер пострадает? В домах новых (например, 16-этажных) давление даже днем бывает 7 атм, а ночью – еще выше. Следовательно, тут редуктор вообще обязателен!

Гаситель гидроударов мембранный

Несмотря на большое количество видео в YOUTUBE об использовании редуктора давления для защиты от гидроударов, специалисты указывают, что это не совсем правильно. Такой вид арматуры предназначен для понижения давления и все. Более того, представители фирм-производителей указывают что и сам редуктор давления может выйти из стоя от гидроудара. Более правильным для защиты использовать специальное емкостное оборудование — мембранный гаситель гидроударов . Устройство работает по принципу расширительного бачка системы отопления. Резкий скачок давления воды компенсируется ее смещанием в мембранный гаситель. По восстановлению давления в системе, за счет избыточного давления воздуха по другую сторону мембраны (обычно 3 Бар) вода выталкивается обратно в трубу. Простое и надежное устройство.

Защита трубопроводов от гидроудара

Что такое гидроудар и чем он грозит.

В процессе эксплуатации трубопроводных сетей достаточно часто складываются условия способствующие возникновению такого явления, как гидроудар.
Среди таких условий можно выделить:
• быстрое и резкое перекрытие рабочего сечения трубопровода запорной арматурой;
• неполадки в работе циркуляционных насосов – пуск оборудования при перекрытой нагнетательной линии или внезапный останов работающего оборудования;
• резкое изменение проходного сечения трубопровода на локальном участке может спровоцировать прямой (заужение сечения) или обратный (расширение сечения) гидроудары;
• образование воздушных полостей в местах локального повышения трубопровода за счет выделения растворенного в воде воздуха или завоздушивания всасывающего участка.

Сам гидроудар характеризуется резким скачкообразным изменением давления. Разрушительные последствия будут тем более сильные, чем более резкий скачок давления произошел.
В результате последствия могут быть достаточно разнообразны:
• нарушение герметичности мест соединения трубопроводной арматуры;
• деформация отдельных элементов системы водораспределения;
• выход из строя контрольно-измерительных приборов;
• механическое разрушение стенок трубопровода, арматуры, насосов.

Предотвращение гидроудара и уменьшение его последствий.

Комплекс мер, которые можно предпринять для минимизации нежелательных последствий можно разбить на организационные и технические мероприятия. К организационным мерам, прежде всего, относится обеспечение плавного закрытия запорной арматуры при использовании ручного привода. Другой важной организационной составляющей является недопущение ситуации включения насоса на тупиковую линию.

К техническим мероприятиям относятся:
• установка воздушных клапанов в критических точках;
• использование насосного оборудования, оснащенного устройствами плавного пуска;
• применение компенсаторов — емкостное расширительное оборудование с диафрагмой или гибкая вставка в трубопровод;
• замена по мере возможности арматуры, обеспечивающей плавное перекрытие рабочего сечения (вентили, поворотные заслонки с червячным приводом);
• установка специализированных предохранительных клапанов.

Используемое оборудование.

Для защиты от гидроударов Dorot выпускает предохранительные клапана, позволяющие защитить систему от гидроударов при внезапном останове насоса (модель RE) и при работе насоса на тупиковую линию (модель QR).
Клапан QR немедленно переводится в режим “полностью открыт” как только давление в нагнетательном отрезке системы превышает установленное пороговое значение. Происходит сброс избыточного давления, после чего клапан плавно переводится в режим “закрыто”.
Клапан RE открывается при останове насоса вследствие превышения давления во всасывающем отрезке системы. Как только оно опускается до безопасного уровня – клапан закрывается.
Обязательным условием является монтаж предохранительных клапанов на отводе от основной магистрали. Сброс избыточного давления сопровождается утечкой некоторого количества жидкости. Поэтому необходимо организовать её сбор и направление в канализацию или обратно в систему.
Достоинства оборудования.
К достоинствам оборудования защиты от гидроударов фирмы Dorot относятся:
• широкий диапазон типоразмеров, позволяющий применять их в различных областях (серии 100, 300, 500);
• использование коррозионноустойчивых материалов;
• простота монтажа и эксплуатации оборудования;
• возможность автоматизации работы и интеграции в автоматизированные системы управления технологическими процессами.

Способы защиты трубопроводной системы от гидроударов

Русакова Екатерина Александровна,
cпециалист отдела маркетинга и PR

Основным вопросом при транспортировке рабочей среды в системах теплоснабжения является обеспечение безопасности и безаварийности данного процесса. На протяжении всего срока эксплуатации все элементы трубопроводной системы испытывают динамические нагрузки – перепады давления, вибрации, циклические деформации, гидроудары, которые могут являться причиной усталостного разрушения, повреждения узлов, разрывов отдельных деталей трубопровода и аварий в транспортной системе.

Гидравлический удар характеризуется колебанием давления с большой амплитудой (в некоторых случаях давление может превышать рабочее в сотни раз), с большой скоростью распространяющимся по трубопроводу. Конечно, невозможно с абсолютной точностью определить вероятность возникновения гидроудара, однако вполне реально заранее просчитать потенциальное изменение давления и предупредить его разрушительное воздействие. К основным факторам, вызывающим перепады давления, можно отнести:

— неравномерность подачи рабочей среды,

— резкое начало движения или торможение потока,

— определенная степень эластичности материала трубопровода,

— сложная топография расположения трубопровода,

— не соответствия объема рабочей среды и диаметра трубопровода,

— запуск или остановка насосов.

Например, причинами возникновения гидроударов в системах водоснабжения могут послужить внеплановые отключения насосных станций или же перебои в энергоснабжении. При повышенном давлении в водопроводах может произойти разрыв трубы, повреждение отдельных элементов – арматуры, насосов, крепежа; а при пониженном давлении может произойти смятие труб, утечка рабочей среды через места соединений, разрыв столба жидкости.

Классическая формула расчета ударного давления определяется следующим образом:

p – плотность жидкости,

u – средняя скорость движения воды в трубопроводе до закрытия затвора,

c — скорость распространения ударной волны, которую можно рассчитать по формуле:

К – модуль упругости жидкости;

Е – модуль упругости материала стенок;

D – диаметр трубы,

е – толщина стенок.

Использование дополнительных механизмов может защитить трубопроводов от скачка давления. Подобными защитными устройствами служат редукторы, пневмно-, гидро- и электроприводы, устройства для подсасывания жидкости и впуска воздуха, гидровоздушные мембранные баки, насосы с автоматической регулировкой оборотов и давления, различные амортизирующие устройства, ресиверы, дроссельные шайбы, компенсаторы гидравлического удара – демпферы, гидроаккумуляторы, а также защитные клапаны.

Защитные клапаны, как правило, устанавливаются на отводах, и помогают быстро нивелировать скачок давления. Принцип действия подобного клапана следующий: при перепадах давления реагирует специальный установленный датчик (пилот низкого давления), и клапан открывается, причем, степень открытия клапана может различаться в зависимости от значения давления. В результате чего происходит сброс ударной волны, которая может двигаться со скоростью, превышающей скорость звука. Затем происходит медленное и плавное закрытие клапана.

Эффективность применения подобных устройств можно увидеть на следующих графиках:

график (1) давления на незащищенной насосной станции, график (2) давления на насосной станции, защищенной клапаном.

График 1. График 2.

В настоящее время выбор устройств, обеспечивающих снижение вероятности возникновения гидравлического удара в системах теплоснабжения, довольно широк, необходимо только выбрать наиболее подходящее, исходя из параметров эксплуатации. Применение дополнительных механизмов способствует повышению уровня безаварийности эксплуатации, а диагностированию возможных неполадок элементов системы.

Компенсатор гидроударов во внутренних системах водоснабжения FAR

—>

	Наименование	Размер	Розничная цена, руб.	Цена со скидкой, руб.
	Компенсатор гидроударов во внутренних системах водоснабжения FAR FA 2895 12	1/2″

Полный прайс-лист на клапаны FAR в формате Excel вы можете скачать здесь.

Явление «гидроудара» возникает в случае внезапного открытия или закрытия оборудования (привода смесительного крана, насоса и т. п.), которое приводит к появлению избыточного давления в системе. Компенсатор гидроударов FAR принимает «на себя» избыточное давление, сохраняя нормальные рабочие параметры для компонентов системы. Также его задачей является значительное снижение шума от вибрации, которая возникает в результате закрытия потребителя воды.

Характеристики

• Присоединение — НР 1/2″;
• Максимальное давление — 50 бар;
• Номинальное давление — 10 бар;
• Максимальная рабочая температура — 100°C.

Конструкция

1. Верхняя часть корпуса — латунь CW617N;
2. Пружина — AISI 302;
3. Уплотнительное кольцо — EPDM;
4. Диск — пластик;
5. Нижняя часть корпуса — латунь CW617N;
6. Зажимное кольцо — латунь CW614N;
7. Уплотнение — EPDM.

Принцип работы

Уменьшение избыточного давления происходит посредством воздушной камеры и стальной пружины, соединенной с пластиковым диском, имеющим двойное уплотнение, которые поглощают большую часть избыточного давления.

В открытом положении потребителя давление в трубопроводе остается постоянным.

При закрытии потребителя давление в трубопроводе увеличивается, и компенсатор гидроударов FAR поглощает избыточное давление, обеспечивая защиту компонентов системы.

Компенсатор гидроударов рекомендуется устанавливать на конце трубопровода к потребителям (шаровые краны, сантехнические приборы, моторизованные клапаны и т. п.) или на коллекторах.

Пример установки компенсатора гидроударов на коллекторах Multifar.

Пример установки компенсатора гидроударов к потребителю.

Компенсатор гидроударов может быть установлен вертикально или горизонтально.

Устанавливая компенсатор гидроударов необходимо убедиться, что его расположение не создает областей, где может происходить застой воды, который приводит к размножению бактерий. Например, следует избегать установки компенсатора в верхней части стояка.