Явище гідравлічного удару вже давно привертало увагу багатьох вчених різних страхів.
Особливий інтерес до цього питання свого часу виявив вчений Н.Є. Жуковський. Його робота, що розповідає про природу виникнення гідроудару, вважається по праву класичною. З початком впровадження електронно-обчислювальних машин стався явний прогрес у методиці обчислення гідравлічного удару. Методика проведення розрахунків значно покращала.
Кожному з нас знайомі клацання і стуки, що виникають іноді в трубах системи опалення. Це може бути пов'язано з тим, що стали дедалі частіше вимикати електроенергію. Тому питанню захисту від гідроудару необхідно приділяти особливу увагу.
Здебільшого люди не надають цьому великого значення і не бачать серйозних загроз. Однак наслідки цього факту можуть бути плачевними.
Гідроудар у системі водопостачання може призвести до пошкодження та розкопки обладнання. Крім цього, можливе утворення тріщин у трубопроводі. Щоб уникнути аварійних ситуацій, достатньо дотримуватись прості правилаексплуатації та модернізації інженерної мережі.
Основні причини виникнення
Причини виникнення
Коли в системі водопостачання відбувається різке, але потужне та нетривале підвищення тиску, тоді і виникають характерні стуки та клацання в трубах.
Це є наслідком того, що рідина, що циркулює по контуру, різко зупиняється і відбувається її гальмування.
Існує кілька причин, які призводять до гідравлічного удару. Розглянемо їх докладніше:
- У разі поломки насосного агрегату або його аварійного відключення;
- Коли з контуру не виводиться повітря. Перед тим, як увімкнути систему та заповнити його рідиною, повітря обов'язково потрібно випустити через спеціальні крани;
- Коли вентилі, що перекривають потік, що циркулює, різко закриваються.
Найпоширенішою вважається остання причина. Це з появою кульових кранів. Коли вимикалася або запускалася рідина в контурі, старі пристрої забезпечували плавну подачу та перекриття.
Це здійснювалося за допомогою ритмічного розкручування кранових бюксів. Гвинтові крани вважаються безпечнішими, оскільки вони не дозволяють підніматися тиску вище за критичну норму.
Дивіться відео-фільм про причини виникнення гідроударів і всі процеси, що відбуваються в цей час у трубах:
Те саме відбувається в контурі, якщо перед включенням у ньому не виведено повітря. Кульовий пристрій відкривається і, таким чином, виникає зіткнення рідини, що запускається з повітряним потоком.
У разі повітря можна порівняти з пневматичним амортизатором. Тому, якщо у своїй системі комунікацій ви почуєте бавовну чи клацання, то обов'язково зверніть на це увагу.
В іншому випадку може статися так, що ваша система водопостачання просто не витримає тиску, оскільки його рівень може зрости до позначки кількох десятків атмосфер.
Демфер як спосіб захисту
Коли сильний потік води з великою швидкістю рухається комунікаційною системою, то на його шляху виникає бар'єр, в який він врізається. Як перешкода може виступати або повітряний стовп, або запірна арматура.
Зіткнувшись із повітрям, відбувається стискання рідини. Труби теж трохи розтягуються, що може призвести до негативних наслідків.
Коли з'явилися клацання у трубопроводах
Якщо у своєму будинку ви часто чуєте клацання та стукіт, то це означає, що ваша інженерна комунікація організована зовсім неписьменно.
Це виникає через те, що великі труби сполучаються з трубами, діаметр яких значно менший.
Таким чином, коли рідина циркулює за контуром з певною швидкістю, то на її шляху виникає перешкода, в яку вона впирається.
Швидкість не змінюється, але відбувається уповільнення розвантаження та збільшення обсягу рідини, внаслідок чого збільшується тиск.
У цьому місці має здійснюватися розвантаження води за різними реєстрами. Якщо цього немає, то високий тиск може призвести до прориву.
Що буде із системою після гідроудару?
Наслідки гідравлічного удару – розрив радіаторів.
Як ви вже зрозуміли, бар'єр, що зустрічається на шляху рідини, що рухається, створює тиск.
Фактично воно немає певних критичних значень. Декілька десятків атмосфер може перетворитися на набагато більшу величину.
Інерція води, що постійно впливає на систему комунікацій, може призвести до руйнування жорстких деталей обладнання, різьбових з'єднань та трубопроводу в цілому.
Найбільше неприємностей гідравлічні удари завдають довгих трубопроводів. Наприклад, «тепла підлога» має довгі труби.
Щоб запобігти виникненню гідравлічного удару в системі, необхідно прикріпити термостатичний клапан до «підпільного» контуру опалення.
Ця деталь виконує функцію регулюючого пристрою. Однак він захистить вашу підлогу тільки в тому випадку, якщо буде правильно встановлено. Якщо ж установка буде здійснена неправильно, то термостатичний клапан створить лише позачергову загрозу.
Термостатичний клапан монтується. Коли відбувається його перекриття, вода ще певний час продовжує рухатися за інерцією.
Після клапана розташована ділянка контуру, у якому виникає вакуум. Однак різниця тиску в ньому не виходить за межі однієї атмосфери. Перепади не завдають шкоди трубопроводу, адже стандарти обладнання становлять 4 атмосфери. Перекриття руху потоку здійснюється клапаном, який встановлений на виході з системи.
Дивіться коротке відео, яке наочно і схематично, на прикладі гумової трубки та лійки, покаже, що виникає в трубах з повітрям при гідравлічному ударі:
Коли рідина стикається з бар'єром, на неї тисне наступна порція води. Таким чином, відбувається розтягування, ламання та крах стінок трубопроводу. Натиск становить 10, інколи ж і більше атмосфер.
Для того щоб захистити трубопровід від разових або періодичних гідроударів, необхідно нейтралізувати їх дії або знизити силу.
Спосіб захисту «плавне перекриття»
Відповідно до стандартів експлуатації тепломереж включати та відключати систему потрібно плавно.
Ці правила розроблені як для промислових постачальників, а й у індивідуальних користувачів. Якщо відключення та включення здійснюється плавно, виникає уповільнення в часі гідравлічного удару.
Таким чином, дія енергія гідроудару в зоні бар'єру не є короткочасною.
Відбувається перерозподіл енергії на кілька часів. Внаслідок цього потужність удару не така сильна.
Висновок:Щоб захистити свій трубопровід від пошкоджень та руйнувань, необхідно плавно підвищувати та знижувати тиск, швидкість та об'єм теплоносія.
Спосіб захисту «реконструкція»
Для того щоб не виникало гідравлічного удару, необхідно дотримуватись певних правил щодо реконструкції систем:
- Замінити жорстку трубу перед термостатом шматком труби, виготовленої з еластичного пластику або армованого термостійкого каучуку.
Ці матеріали мають властивість розтягуватися, тому самостійно знижуватимуть енергію гідравлічного удару, у разі виникнення високого тиску.
Для амортизатора потрібно еластична труба довжиною приблизно 20-30 см. Якщо трубопровід дуже довгий, то трубу для амортизатора потрібно брати ще на 10 см. довше.
- Шунт із просвітом до 0,4 мм у терморегулювальному клапані.
Вузька трубка з перетином від 0,2 мм до 0,4 мм вставляється в термостат руху рідини. Можна самостійно зробити отвір заданого діаметра. Якщо система працює нормально, то шунт ніяк не впливає на її функціонування.
Якщо тиск підвищується, він здатний плавно знизити обсяг, що перевищує критичну норму. Звичайно ж, привести в дію цей метод можна тільки тоді, коли ви добре знаєтеся на конструкції термостата. В іншому випадку братися за цю справу не рекомендується.
Пам'ятайте:Метод шунтування використовується лише в автономних мережах, де встановлені нові трубопроводи, виготовлені з якісних матеріалів. Центральні міські комунікації мають багато ірж та опадів. Все це призведе до швидкого засмічення отвору.
- Термостат із спеціальним захистом.
Ці пристрої мають спеціальні пружини, які знаходяться між клапаном та термоголовкою. Пружина спрацьовує у той момент, коли підвищується тиск. Таким чином, вона не дозволяє клапану повністю закритися.
Коли сила гідроудару знижується, клапан самостійно плавно закривається. Щоб правильно встановити термостати із пристроєм захисту, необхідно звертати увагу на те, куди спрямована стрілка на їхньому корпусі. Здійснювати монтування потрібно суворо дотримуючись напрямку стрілки.
Варто звернути увагу, що не всі моделі термостатів мають засоби захисту від гідроудару. Про те, чи пристрій оснащений цією функцією, можна дізнатися, прочитавши технічну документацію, яка додається до виробу.
Спосіб захисту «відцентрові насоси»
Відцентровий насос
Для того щоб плавно запускати та зупиняти інженерну систему, необхідно використовувати відцентрові насоси, що мають автоматичне регулювання.
За допомогою автоматики відбувається плавне збільшення обертів електродвигунів насосного обладнання. Крім цього, тиск у трубах після пуску піднімається також планомірно. Такий самий механізм дій характерний і зворотного порядку.
Насоси запрограмовані таким чином, що здатні самостійно спостерігати зміни тиску, що відбуваються в інженерних мережах. Регулювання параметрів напору здійснюється автоматично.
Природу виникнення гідравлічного удару зрозуміти не так складно. Дія відбувається у двох випадках:
- Коли не дотримуються правил використання комунікацій;
- Коли мережі спроектовані неписьменно.
Якщо не звертати уваги на клацання та неприємний шум, то на домочадців чекають дуже неприємні наслідки.
Набагато розумніше розібратися з причинами виникнення шумових ефектів та усунути їх, ніж займатися згодом ремонтом трубопровідної системи, яка не витримала потужного тиску.
Кран з питною водою в кожному будинку - це не розкіш, а досягнення прогресу, але позбутися такої приємної зручності можна в одну мить, якщо утворився гідроудар у трубопроводі. Гідравлічний удар може спричинити не тільки відсутність води, а й призвести до затоплення квартири.
Про те, як виникає таке небезпечне явище і як його уникнути, буде докладно розказано в цій статті.
Природа гідравлічного удару у трубопроводах
Гідроудар – це ударна хвиля, яка розповсюджується поверхнею водопроводу, а також елементами арматури. Руйнівна дія такого явища пов'язана насамперед з неможливістю рідини стискатися.
Якщо воду можна було, наприклад, як газ стиснути в кілька разів, то труби не розривалися б від різкого збільшення тиску. Надмірний тиск виникає в тому випадку, коли рух рідини різко зупиняється, але викликати гідроудар можуть інші явища в системі водопостачання.
Причини
Найчастіше гідравлічний удар відбувається при різкому закритті запірної арматури. Коли вода тече по трубах і виливається з крана, то в системі водопроводу зберігається постійне значення тиску, але в момент різкого перекриття арматури це значення може збільшитися в кілька разів, в результаті чого стінки труби не витримують напору і лопаються.
Причиною гідроудару можуть стати:
- Різке увімкнення або вимкнення потужного насоса.
- Повітряні пробки в контурі водопроводу або опалення.
Увімкнення та вимкнення насоса може бути спровоковано нестабільним електропостачанням об'єкта, на якому знаходяться потужні насосні станції для перекачування води. Повітряні пробки також займають не останнє місце у виникненні такого небезпечного явища, тому перед тим, як експлуатувати замкнуті системи з рідиною, слід переконатися у повній відсутності повітря в них.
Наслідки
При багаторазовому впливі високого тиску, що виникає в результаті гідравлічного удару, навіть дуже надійні системи можуть втратити герметичність. Розрив трубопроводу може статися і від одноразового, але сильного гідравлічного удару.
Внаслідок такого впливу водопостачання об'єктів, до яких підведено водопровідна трубаповністю припиняється. На жаль, наслідки такого явища не обмежуються лише відсутністю води у крані.
Якщо розрив труби стався в багатоквартирному будинку, то після розриву труби та потрапляння рідини до житлового приміщення буде пошкоджено майно власників квартири, а також сусідів поверхом нижче.
Якщо розривається магістральна труба водопроводу, якою постачається водою цілий район міста, то аварія вже може розцінюватися як НП.
Внаслідок такої події мешканці десятків багатоквартирних будинків залишаться не лише без питної води, а й без каналізації, тому що всі бачки унітазів запитуються від труби холодного водопостачання. Скористайтеся душем, навіть при непошкодженому трубопроводі з гарячою водою, також навряд чи вийде.
Якщо в результаті гідравлічного удару ушкоджується труба з гарячою водою, то така подія, крім матеріальних збитків, може призвести до серйозних опіків. Особливо небезпечною може бути розгерметизація системи опалення, в якій теплоносій завжди знаходиться під значним тиском, а температура рідини становить понад +70 градусів.
Дивитися відео
Наслідки гідроударів у трубопроводах великого діаметрув межах міста, можуть бути також дуже плачевними. Крім можливих травм, які можуть одержати пішоходи, що знаходяться поряд з місцем аварії, значне закінчення рідини дуже часто призводить до паралізації ділянки автодороги, особливо в тому випадку, коли на цій ділянці здійснюється перевезення пасажирів транспортом, що працює на електричній тязі.
Наслідки від виникнення гідроудару можуть призвести до значної шкоди, тому так важливо навчитися запобігати появі різкого посилення тиску в трубопроводах.
Способи захисту
Дотримання правил монтажу водопровідних та опалювальних комунікацій дозволяє звести до мінімуму можливість виникнення такого небезпечного явища, як гідравлічний удар, але повністю виключити його тільки правильно спроектованими системами не вийде. Для уникнення такої неприємної ситуації необхідний комплексний підхід та дотримання правил безпеки та технічних інструкцій.
Значно знизити ймовірність виникнення гідравлічного удару, можна, якщо дотримуватися наступних правил при проведенні монтажу водопроводів та їх експлуатації.
- При запуску водопроводу або опалення в експлуатацію запірні елементи арматури повинні відкриватися. дуже повільно. Перекриття подачі рідини також повинно здійснюватися дуже плавно. Плавне закриття та відкриття запірної арматури повинне здійснюватися не тільки на промислових об'єктах, а й при запуску водопостачання та опалення у приватному будинку. Надмірний тиск при виникненні гідравлічного удару здатний легко пошкодити домашні комунікації, тому не варто нехтувати правилами технічної безпеки, якщо вода в приватному будинку подається зі значним тиском.
- Якщо в системі водопроводу або опалення встановити автоматичні пристрої плавного відкриття та закриття запірної арматури, можна повністю виключити людський фактор у разі виникнення гідравлічного удару. Звичайно, при використанні електроніки водопровідні системи стають залежними від електричного струму, але щоб повністю виключити ймовірність виходу з ладу через встановлені автомати, необхідно обладнати такі механізми резервним джерелом електроенергії. Таке підстрахування абсолютно необхідне, як на великому підприємстві, так і для нормального функціонування комунікацій, розташованих у приватному будинку. Автоматичним регулюванням рекомендується оснастити і насосні станції. У цьому випадку також можна уникнути гідроудару від різкого перепаду тиску в результаті включення або відключення потужного насосного обладнання.
- Застосування гідроакумуляторів та демпферних пристроїв, також дозволяє мінімізувати наслідки різкого збільшення тиску у водопровідній мережі. Такі пристрої зазвичай складаються з металевого корпусу з розташованою всередині мембраною. У разі гідроудару, мембрана переміщається, що дозволяє вмістити надлишок рідини. Коли загроза розриву трубопроводу
мине і тиск зменшиться мембрана буде повернена у вихідне положення за рахунок повітря розташованого зі зворотного боку. - Для зменшення тиску у водопровідних мережах може бути використаний запобіжний клапан, що відкривається при досягненні рідини певного значення. Такі пристрої також здатні оберігати трубопровід від руйнування, але для організації такого виду захисту, потрібно зробити додаткове відведення від клапана до каналізаційної системи
- Для захисту від гідроудару в приватному будинку або квартирі можна використовувати дуже простий спосіб, у якому компенсація надмірного тиску здійснюється за рахунок розтягування стін трубопроводу. Зовсім необов'язково проводити монтаж опалення або водопостачання із застосуванням таких матеріалів, але ділянка трубопроводу виконана з використанням термостійкого каучуку, здатна повністю прийняти на себе гідроудар у невеликій системі.
- Шунтування термостату, є ефективним заходом боротьби з гідроударом невеликої сили, тому таке “покращення” автономного опаленняможе бути вироблено тільки в приватній системіопалення. Як правило, достатньо зробити отвір діаметром 0,5 мм в основному клапані, щоб при виникненні високого тиску надлишок рідини вільно переміщався в контур холодною водою.
- Термостат із захистом встановлений у систему опаленнятакож дозволяє уникнути такого небезпечного явища, як гідроудар. Принцип роботи такого пристрою полягає в тому, що в основному клапан термостата розташовується додатковий невеликий механізм, який відкривається незалежно від температури рідини. Такий внутрішній клапан почне пропускати рідину, коли тиск теплоносія наблизиться до максимально допустимого значення, тим самим оберігаючи труби від розриву.
Дивитися відео
Як захистити від гідравлічного удару комунікації у квартирі
Розгерметизація водопроводу в квартирі може призвести до дуже серйозних наслідків, особливо в тому випадку, коли внаслідок прориву було завдано шкоди сусідам, квартира яких розташована поверхом нижче, де сталася аварія.
На ділянці водопроводу, що знаходиться в квартирі, можуть бути встановлені старі металеві труби, які згодом іржавіють і можуть руйнуватися в процесі експлуатації, не кажучи вже про вбивчу силу гідроудару.
ВАЖЛИВО! Щоб звести до мінімуму ймовірність виникнення протікання, рекомендується встановити крани вентильного типу, які через конструктивну особливість не здатні миттєво перекрити воду. Кульові крани важеля, які так зручні не тільки на кухні, але і душі, можуть стати причиною серйозної аварії.
Незважаючи на те, що гідроакумулятори найчастіше використовуються в приватних будинках, водопостачання яких здійснюється за допомогою насоса, що знаходиться в глибокій свердловині, такі вироби допоможуть захистити і водопровід, що знаходиться в квартирі від гідроудару.
Крім цього, накопичена рідина в таких пристроях можна буде використовувати у разі тимчасового відключення водопостачання. Захистити водопровод від гідроудару можна також за допомогою спеціальних гасників, які встановлюються в трубу холодного або гарячого водопостачання.
Самовільно встановлювати будь-які прилади у системі централізованого опалення категорично забороняється. Щоб захистити житлоплощу від виникнення гідроудару, слід допустити спеціаліста компанії, що управляє, під час тестового запуску опалення.
Якщо все повітряні пробкибудуть вчасно видалені з радіаторів та трубопроводів, то можна буде не побоюватися гідроудару, внаслідок дотримання всіх необхідних заходів для запобігання такому явищу в котельні та на шляху доставки теплоносія до квартири.
Щоб зменшити ризик розгерметизації систем гарячого водопостачання, рекомендується також замінити крани на гвинтові конструкції, а трубопровід зробити із сучасних матеріалів, які дозволяють максимально ефективно справлятися з надлишковим тиском у трубопроводі.
Декілька слів про теорію гідроудару
Виникнення гідравлічного удару можливе лише з тієї причини, що рідина не стискається настільки, щоб відбулася компенсація різкого стрибка тиску. При збільшенні тиску одному місці його сила поширюється всю ділянку трубопроводу, і знайшовши “слабке ланка” призводить до деформації чи руйнації матеріалу.
Такий ефект, що виникає в трубопроводах високого тиску, був вперше виявлений російським ученим Н. Є. Жуковським наприкінці XIX століття. Жуковським також була виведена формула, за якою можна розрахувати мінімальний час, необхідний для закриття крана, щоб уникнути небезпечного підвищення тиску в замкнутій системі водопроводу.
Дивитися відео
Ця формула має такий вигляд:
- Dp = p (u0-u1)
- Dp – збільшення тиску Н/м2;
- р – густина рідина кг/м3.
- u0 та u1 – середнє значення швидкості рідини в трубопроводі до та після закриття крана.
Вчений довів, що швидкість поширення ударної хвилі залежить насамперед від діаметра та матеріалу труби. Також цей показник залежить від ступеня стисливості рідини.
Розрахунок обов'язково слід проводити тільки після того, як буде експериментально встановлена щільність води, яка в залежності від кількості розчинених у ній солей може суттєво відрізнятися. Швидкість поширення гідроудару завжди розраховується за такою формулою:
- c=2L/T.
- с – швидкість ударної хвилі;
- L - Довжина трубопроводу;
- T – час.
Підставляючи значення цієї формули можна точно визначити швидкість поширення гідравлічного удару. Гідравлічний удар є хвилею, яка має коливання з певною частотою.
Обчислити, за потреби, кількість коливань в одиницю часу також не складе великої праці. Достатньо скористатися наступною формулою:
- М = 2L/a
- М – тривалість циклу коливань;
- L - Довжина трубопроводу;
- а – швидкість хвилі (м/с).
Для спрощення обчислень нижче буде наведено показники швидкості ударної хвилі при гідравлічному ударі для труб з наступних матеріалів:
- Сталь – 900 – 1300 м/с;
- Чавун – 1000 – 1200 м/с;
- Пластик – 300 – 500 м/с.
Підставляючи ці значення формулу можна точно розрахувати частоту коливань гідроудару на ділянці водопроводу певної довжини.
Така теорія гідравлічного удару у найкоротших математичних описах. При проектуванні сучасних інженерних системДля виконання подібних розрахунків застосовуються потужні обчислювальні машини, тому вдаватися до ручного обчислення швидкості та сили гідроудару немає жодної необхідності.
Висновок
Гідроудар у водопроводі може спричинити серйозні аварії у сфері ЖКГ. Особливо неприємними такі події бувають у зимову пору року. Руйнування трубопроводу опалення може призвести до переохолодження та захворювання людей, особливо коли без тепла залишаються маленькі діти та літні громадяни.
Дивитися відео
Тому щоб максимально убезпечити себе від такого грізного явища, необхідно застосовувати практично всі поради викладені у цій статті.
Чи часто ви звертаєте увагу на всілякі клацання, скреготи, простукування та інші сторонні звуки в трубопроводі? Думати, що це лише тимчасові і випадкові явища, що не тануть у собі нічого небезпечного, – вкрай необачно. На практиці будь-які чужорідні шуми в комунікаційній системі можуть свідчити про гідроудар, який, у свою чергу, нерідко тягне за собою низку руйнувань інженерної мережі. Чому ж виникає гідроудар у трубопроводі, які його наслідки і чи можна його уникнути – розповідаємо та показуємо відео далі.
Основні причини гідроудару
Гідроудар – короткочасний, але сильний та дуже різкий перепад тиску в трубопроводі. Його виникнення обумовлено раптовою зміною швидкості руху води у комунікаційній системі. Залежно від характеру цієї зміни, гідроудар може бути негативним – при зменшенні швидкості та позитивним – при її збільшенні. Головну небезпеку для інженерних мереж представляє другий варіант: з блискавичним збільшенням швидкості і напору робочої рідини відповідним чином підвищується і її тиск, а це може призвести до розриву труб.
Потенційних причин гідравлічного удару кілька:
- різка активація чи деактивація насосного пристрою;
- деформація;
- нетравлене повітря у закритому контурі;
Шуми в системі повинні викликати настороженість
- проблеми з електроживленням, що перешкоджають нормальному функціонуванню насоса;
- різке відкривання/закривання арматурних деталей – засувок, вентилів та різноманітних кранів.
Остання причина сьогодні особливо актуальна, оскільки старі трубопровідні засувки почали масово міняти на сучасні кульові крани, що швидко діють. Їх потенційна небезпека пояснюється так: якщо в системі знаходиться певний обсяг повітря, то при різкому відкритті кульового кранавін неминуче зіткнеться з робочою рідиною, що майже не стискається, що призведе до стрибка тиску понад 10 атм. У той самий час гвинтові крани – попередники кульових пристроїв – забезпечують плавне відкривання арматури, виключаючи ймовірність різкого зіткнення повітря і рідини.
Наслідки гідроудару для трубопроводу
Підвищення тиску робочої рідини, спричинене гідроударом, може тривати майже до нескінченності. У ході цього безперервного негативного процесу абсолютно всі компоненти комунікаційних мереж зазнають серйозних навантажень, що провокує їхню деформацію. Заздалегідь передбачити точні наслідки гідроудару в тих чи інших умовах досить складно, але найчастіше аварійні ситуації можуть призвести до таких негативних явищ:
- руйнування різьбових з'єднань труб;
- зміна властивостей матеріалу, з якого виконані труби;
- порушення герметичності трубопроводу;
- деформація окремих ділянок трубопроводу – до їхнього розриву.
Важливо! В особливо складних ситуаціях гідроудар може спричинити порушення функціонування навіть великих опалювальних та гідроагрегатів: котла, нагрівача, розширювального бака, насоса.
Все вищеперелічене може призвести не тільки до тимчасової дисфункції інженерних систем, але і до подальшого псування майна.
Розрив водопровідної системи
Окремо слід зазначити про наслідки гідроудару для теплої підлоги, як частини довгої трубопровідної системи. Ще на етапі монтажу до них, як правило, приєднують спеціальний термостатичний клапан, який покликаний захищати підпільне обладнання від гідравлічних неприємностей. Але тут важливий аспект: термоклапан врятує тільки у разі його грамотного монтажу - в іншій ситуації пристрій створить додаткову небезпеку виникнення руйнівних процесів в системі.
Способи захисту від гідроудару
Найбільш ефективний варіант захисту від гідроударів – модернізація трубопровідної системи. Тут вам допоможуть такі пристрої:
- Компенсатор – гідроакумулятор чи демпфер. Має вигляд герметичного бака з еластичною мембраною та повітряним клапаном. Відповідає відразу за три завдання: накопичує робочу рідину, зменшує тиск системи шляхом забору із неї зайвої води, гасить гідроудари будь-якої потужності.
Для попередження гідроудару можна вжити профілактичних заходів
- Амортизатор – гнучка трубка із каучуку або пластику. Нею замінюють частину жорсткої труби перед термостатичним приладом: у разі різкого підвищення тиску в системі еластична труба амортизатора розтягується і гасить гідроудар без будь-яких негативних наслідків для основного трубопроводу.
Порада. Довжина амортизатора має бути не менше 30 см.
- Шунт - вузька трубка, що встановлюється в термоклапан. Елемент діаметром не більше 0,4 мм монтується за напрямом руху робочої рідини. Коли система функціонує без збоїв, шунт ніяк не дається взнаки, але як тільки виникає гідроудар, він плавно зменшує тиск у трубопроводі.
Важливо! Шунтування може використовуватися тільки в нових трубопроводах, виконаних з якісних матеріалів, так як іржа та багаторічні опади старих труб швидко засмічують вузьку трубку, що зведе її ефективність до нуля.
Таким чином, гідроудар – небезпечне явище, яке може спровокувати серйозні руйнування трубопроводу. Щоб не допустити дисфункції комунікаційних мереж, не нехтуйте запропонованими захисними заходами – вони убережуть вас від аварійних ситуацій та непередбачених витрат.
Амортизатор гідравлічного удару: відео
Гідроудар у системі водопостачання як приватного будинку, так і квартири - явище, на жаль, нерідко те, що відбувається і небезпечне, перш за все, своїми руйнівними наслідками. Так трапляється через різке, стрибкоподібне підвищення тиску в трубопроводі. Як запобігти пошкодженню магістралей – ми розповімо нижче.
Основні поняття
Як вважають фахівці – практично всі аварії на магістралях тією чи іншою мірою виникають саме через гідроудари.
Вважається, що кращою ознакою проблеми є глухі стуки або клацання в комунікаціях.
Згадані шуми найчастіше можна почути у будинках, де труби були встановлені з порушенням будівельних норм. Саме ця остання обставина провокує перепади тиску.
Причини загалом такі:
- освіта затора;
- поломка циркуляційної помпи;
- повітряні пробки;
- занадто різке перекриття заслінки;
- перебої з електрикою.
У приватних будинках нерідко доповнюють автономну системугідроакумулятором – у ньому зберігається деякий запас води, раніше викачаної насосом зі свердловини. Тут зазвичай проблема виникає через те, що власник закриває центральний кран у момент, коли помпа ще працює. Причому від помилки, швидше за все, не врятує й запобіжне реле, вмонтоване в насос, адже на його спрацьовування потрібен певний час.
Перешкода у вигляді закритого вентиля кульового крана або повітряної пробки призводить до різкого підвищення тиску рідини, що своєю чергою провокує зростання навантаження на стінки труб з подальшим їх руйнуванням.
До чого призводить гідроудар
Гідравлічний удар найчастіше провокує:
- утворення тріщин з подальшим руйнуванням металу чи пластику труб;
- непоправне ушкодження опалювальних приладівта комунікацій (зазвичай у місцях з'єднань);
- травмування людей гарячою водою;
- аварійне відключення опалення (у приватному будинку);
- пошкодження майна (у тому числі сусідів знизу, якщо поломка сталася у багатоквартирній будівлі).
Тепла підлога
Здебільшого аварії такого типу виникають у надто протяжних комунікаціях, у тому числі й у опалювальних контурах. Вкрай вразливі до гідроудару теплі підлоги. Їхній прорив, як правило, призводить до серйозних руйнувань і чималих витрат на відновлювальні роботи.
Щоб цього уникнути - в систему обов'язково необхідно ставити спеціальний клапан, з термостатом. Названий пристрій (щоб він зумів краще захистити прилади опалення) встановлюють на вході гарячої води. Коли пристрій спрацьовує, то рідина продовжує рух лише за інерцією. В результаті після клапана утворюється ділянка вакуумом, де тиск не перевищує 1 атмосфери. Другий аналогічний пристрій ставлять на виході.
Способи запобігання
Найбільш ефективним способомфахівці вважають уповільнення швидкості руху води у трубопроводі. Доцільно встановлювати:
- засувки не з кульовим механізмом, а з різьбовим штоком;
- комунікації великого перерізу
Крім цього, допоможе компенсатор – відрізок м'який. пластикової трубиу металевій магістралі. Вона здатна нівелювати зростання тиску, що виникає. Завдовжки вставка робиться до 40 сантиметрів.
Ще швидкість руху рідини неважко зменшити, встановивши на вході стояка в квартиру П-подібний елемент. У опалювальної системианалогічну роль виконує наявна практично в кожній ванній сушарка для рушників.
Із сучасних варіантів ідеальний захист для контуру – це запобіжний клапан. Даний пристрій при підвищенні тиску просто стравлює якусь кількість води із системи і таким чином нівелює гідроудар. Важливим моментом тут є правильне регулювання. Занадто висока чутливість призводить до необґрунтованого спрацьовування запобіжника, а надто низька просто зробить пристрій неефективним.
У приватному секторі зниження тиску проводиться за рахунок насамперед гідроакумуляторів. Їх встановлюють одразу за насосом. Мінімально допустимий об'єм становить 30 літрів.
Захист від гідроудару
Найкращим прийомом, що допомагає не допустити утворення небезпечного тиску, вважається повільне закриття впускних кранів. У більшості випадків цього цілком достатньо, щоб попередити прорив.
Серед іншого слід також подбати про встановлення захисних автоматичних пристроїв. Зокрема, для будинку підійде циркуляційний насос з плавним запуском-зупинкою. Він забезпечить поступове нагнітання тиску та його повільне зниження. Регулювання параметрів здійснюється шляхом введення необхідних значень електронного програматора.
Якщо труби стоять уже давно, то важливим заходом профілактики гідроудару є регулярний ретельний огляд на предмет виявлення протікань і пошкоджених місць. Металеві комунікації рекомендується замінити на пластикові зі звареними з'єднаннями.
У квартирі допоможе заміна змішувачів. Сучасні крани майже всі мають кульовий запірний механізм. З одного боку, це зручно, оскільки дозволяє перекривати подачу води одним рухом. З іншого, як вже говорилося, вони не надто хороші для системи в цілому, через стрибки тиску, що з'являються при їх використанні.
Підставою для виникнення гідроударів у будь-якій інженерній мережі є властивість практичної стисливості рідини. Потік води, що виливається зі звичайного кухонного змішувача, можна перекрити одним поворотом ручки. Натикаючись на перешкоду, що з'явилася, вода збуджує пружну зворотну хвилю. Оскільки подітися їй нікуди (трубопровід герметичний), то її енергетика стикається з потоком рідини, що йде по інерції назустріч. Власне, сила удару при такому зіткненні визначається саме неможливістю поглинання енергії взаємодії частин потоку стисненням середовища. Але в трубах малого діаметра такі процеси мінімальні.
Відчутно воно виявляється при великих швидкостях потоку, жорсткому трубопроводі великих розмірів (довжина, діаметр) і різкому перекритті робочого просвіту на окремому відрізку. Взагалі гідроудари в системі водопостачання можуть бути згладжені еластичність трубного матеріалу або наявністю компенсаторів. Крім того, амортизувати такі поштовхи можуть повітряні пробки, що опинилися в напірному контурі. Правда в будь-якому випадку енергія поштовху буде незмінною. Просто її вплив стане значно меншим, чого цілком вистачає для запобігання розривам у реальних прецедентах.
Саме принцип згладжування різкості поштовху водної маси лежить в основі більшості захисних конструкцій та обладнання.
Основним варіантом протидії гідравлічним ударам прийнято вважати скорочення швидкості перекриття потоку води. Для цього застосовують засувки з довгим штоком, завдяки чому процес закриття сповільнюється. Але для такої арматури необхідно збільшити пропускний діаметр трубопроводів.
Усунути загрозу гідроудару можна за допомогою переробки напірного контуру, його модернізації. Одним із рішень може стати врізання в твердий водопровід ділянки з більш еластичної речовини. Таким може бути пластик чи металопластик. Для отримання бажаного результату достатньо 300–400 мм матеріалу. Крім цього, на пряму (стоякову) ділянку трубопроводу монтують компенсатор у вигляді літери "П", що також скорочує швидкість рідини. У гарячому водопостачанні подібну роль може виконувати сушарка для рушників.
Більш просунутим методом захисту є запобіжний клапан, який випускає задану кількість води при різкому збільшенні тиску/напору. Тим самим знижується навантаження на матеріал та обладнання водопостачання. Важливо відрегулювати функцію клапана, коли він починатиме діяти. При надто високому параметрі відкриття гідравлічні удари запобігти не вдасться.
У сучасних локальних водопроводахдля приватного сектора захист від гідроударів покладається на гідроакумулятори різних типівта конструкцій. Як правило, ці резервуари вже входять до комплекту насосної станції. Сам накопичувач зазвичай виконаний у вигляді ємності об'ємом 30 і більше літрів, яка всередині розділена потужною каучуковою мембраною на водну та повітряну зони. У першу під надлишковим тиском (коли воно є) періодично закачується рідина (вода), у другу - повітря під розрахунковим тиском. При цьому гідроудари в системі водопостачання теж скидаються в цю ємність. Після нормалізації напору води пружна перемичка видавлює рідину, що розтягнула її, назад у труби.
Практика показує, що залучення саме гідроакумулятора є найбільш ефективним захистом від гідравлічних поштовхів у напірному контурі водопостачання.