מהו פטיש מים ואיך לתקן אותו?

מהו פטיש מים?

פטיש מים הוא כאשר ישנה הפסקת חשמל פתאומית או כאשר השסתום נסגר מהר מדי, עקב אינרציה של זרימת המים בלחץ, נוצר גל הלם של זרימת המים, בדיוק כמו פטיש, ולכן זה נקרא פטיש מים. הכוח שנוצר מגלי ההלם הלוך ושוב של זרימת המים, לפעמים כה גדול, יכול לפגוע בשסתומים ובמשאבות.

כאשר שסתום פתוח נסגר לפתע, המים זורמים כנגד השסתום ודופן הצינור, ויוצרים לחץ. בשל הדופן החלקה של הצינור, זרימת המים לאחר מכן מגיעה במהירות למקסימום תחת פעולת האינרציה וגורמת נזק. זהו "אפקט פטיש המים" במכניקת הזורמים, כלומר, פטיש מים חיובי. יש לקחת בחשבון גורם זה בבניית צינורות אספקת מים.

להיפך, לאחר פתיחת שסתום סגור פתאומית, הוא יפיק גם פטיש מים, הנקרא פטיש מים שלילי. יש לו גם כוח הרסני מסוים, אך הוא אינו גדול כמו הקודם. כאשר יחידת משאבת המים החשמלית מאבדת פתאום חשמל או מופעלת, הדבר יגרום גם להלם לחץ ולאפקט פטיש מים. גל ההלם של לחץ זה מתפשט לאורך הצינור, מה שיכול בקלות להוביל ללחץ יתר מקומי בצינור, וכתוצאה מכך לקרע בצינור ולנזק לציוד. לכן, הגנה מפני אפקט פטיש מים הפכה לאחת הטכנולוגיות המרכזיות בהנדסת אספקת מים.
תנאים לפטיש מים

1. השסתום נפתח או נסגר לפתע;

2. יחידת משאבת המים עוצרת או מתחילה לפעול בפתאומיות;

3. אספקת מים בצינור יחיד למקומות גבוהים (הפרש גובה פני השטח של אספקת המים עולה על 20 מטרים);

4. גובה הלחץ הכולל (או לחץ העבודה) של המשאבה גדול;

5. מהירות המים בצינור המים גדולה מדי;

6. צינור המים ארוך מדי והשטח משתנה מאוד.

הסכנות של פטיש מים

עליית הלחץ הנגרמת מפטיש מים יכולה להגיע לפי כמה או אפילו עשרות פעמים מלחץ העבודה הרגיל של הצינור. תנודות לחץ גדולות כאלה גורמות נזק למערכת הצינור בעיקר באופן הבא:

1. לגרום לרעידות חזקות של הצינור ולניתוק חיבור הצינור;

2. השסתום פגום, והלחץ החמור גבוה מדי מכדי לגרום לפיצוץ הצינור, והלחץ ברשת אספקת המים מופחת;

3. להיפך, אם הלחץ נמוך מדי, הצינור יקרוס, והשסתום וחלקי הקיבוע ייפגעו;

4. לגרום למשאבת המים להתהפך, לפגוע בציוד או בצנרת בחדר המשאבות, לגרום חמור לשקיעה של חדר המשאבות, לגרום לפגיעות אישיות ולתאונות גדולות אחרות, ולפגוע בייצור ובתוחלת החיים.

אמצעי הגנה לביטול או הפחתת פטיש מים

ישנם אמצעי הגנה רבים מפני פטיש מים, אך יש לנקוט באמצעים שונים בהתאם לגורמים האפשריים לפטיש מים.

1. הפחתת קצב הזרימה של צינור המים יכולה להפחית במידה מסוימת את לחץ פטיש המים, אך היא תגדיל את קוטר צינור המים ותגדיל את ההשקעה בפרויקט. בעת הנחת צינורות מים, יש לשקול הימנעות מגבשושיות או שינויים דרסטיים בשיפוע. גודל פטיש המים בעת עצירת המשאבה קשור בעיקר לראש הגיאומטרי של חדר המשאבה. ככל שראש הגובה הגיאומטרי גבוה יותר, כך פטיש המים גדול יותר בעת עצירת המשאבה. לכן, יש לבחור ראש משאבה סביר בהתאם לתנאים המקומיים בפועל. לאחר עצירת המשאבה במקרה של תאונה, יש להמתין עד שהצינור שמאחורי שסתום האל-חזור יתמלא במים לפני הפעלת המשאבה. אין לפתוח לחלוטין את שסתום היציאה של משאבת המים בעת הפעלת המשאבה, אחרת תהיה פגיעת מים גדולה. רוב תאונות פטיש המים הגדולות בתחנות שאיבה רבות מתרחשות בנסיבות כאלה.

2. התקינו מכשיר להסרת פטישי מים

(1) שימוש בטכנולוגיית בקרת לחץ קבוע:
מכיוון שלחץ רשת צינורות אספקת המים משתנה באופן רציף עם שינוי תנאי העבודה, לחץ נמוך או לחץ יתר מתרחשים לעיתים קרובות במהלך פעולת המערכת, דבר הנוטה לפגיעות מים, וכתוצאה מכך נזק לצינורות ולציוד. מערכת בקרה אוטומטית מיועדת לשליטה בלחץ רשת הצינורות. זיהוי, בקרת משוב של הפעלה, עצירה והתאמת מהירות משאבת המים, שליטה בזרימה ולאחר מכן שמירה על לחץ מסוים. ניתן לכוון את לחץ אספקת המים של המשאבה על ידי בקרת המיקרו-מחשב כדי לשמור על לחץ מים קבוע ולמנוע תנודות לחץ מוגזמות. הסיכוי לפגיעות מים מופחת.

(2) התקן את מסיר פטיש המים

ציוד זה מונע בעיקר פטיש מים כאשר המשאבה נעצרת. הוא מותקן בדרך כלל ליד צינור היציאה של משאבת המים. הוא משתמש בלחץ הצינור עצמו ככוח כדי לממש פעולה אוטומטית בלחץ נמוך, כלומר, כאשר הלחץ בצינור נמוך מערך ההגנה שנקבע, הניקוז ייפתח אוטומטית וישחרר מים. שחרור לחץ לאיזון הלחץ בצנרת המקומית ולמניעת השפעת פטיש מים על הציוד והצנרת. באופן כללי, ניתן לחלק את מסנני הלחץ לשני סוגים: מכניים והידראוליים. איפוס.

3) התקן שסתום אל-חזור בעל סגירה איטית על צינור היציאה של משאבת המים בעלת הקליבר הגדול

זה יכול למעשה לבטל את פטיש המים כאשר המשאבה נעצרת, אבל בגלל שיש כמות מסוימת של זרימת מים חוזרת כאשר השסתום מופעל, באר היניקה חייבת להיות עם צינור גלישה. ישנם שני סוגים של שסתומי אל-חזור הסגירה האיטית: סוג פטיש וסוג אגירת אנרגיה. סוג זה של שסתום יכול להתאים את זמן הסגירה של השסתום בטווח מסוים בהתאם לצרכים. בדרך כלל, 70% עד 80% מהשסתום נסגר תוך 3 עד 7 שניות לאחר הפסקת חשמל, וזמן הסגירה של 20% עד 30% הנותרים מותאם בהתאם לתנאי משאבת המים והצינור, בדרך כלל בטווח של 10 עד 30 שניות. ראוי לציין ששסתום אל-חזור הסגירה האיטית יעיל מאוד כאשר יש גבנון בצינור כדי לגשר על פטיש המים.

(4) הקמת מגדל נחשול חד-כיווני

הוא נבנה ליד תחנת השאיבה או במיקום מתאים בצינור, וגובה מגדל הנחשול החד-כיווני נמוך מלחץ הצינור שם. כאשר הלחץ בצינור נמוך ממפלס המים במגדל, מגדל הנחשול יספק מים לצינור כדי למנוע שבירה של עמודת המים ולמנוע פטיש מים. עם זאת, השפעתו להורדת הלחץ על פטישי מים שאינם פטישי מים של עצירת המשאבה, כגון פטיש מים לסגירת שסתום, מוגבלת. בנוסף, ביצועי השסתום החד-כיווני המשמש במגדל הנחשול החד-כיווני חייבים להיות אמינים לחלוטין. ברגע שהשסתום כשל, הדבר עלול להוביל לתאונות גדולות.

(5) התקינו צינור עוקף (שסתום) בתחנת השאיבה

כאשר מערכת המשאבה פועלת כרגיל, שסתום האל-חזור סגור מכיוון שלחץ המים בצד הלחץ של המשאבה גבוה מלחץ המים בצד היניקה. כאשר הפסקת חשמל עוצרת פתאומית את המשאבה, הלחץ ביציאה של תחנת השאיבה יורד בחדות, בעוד שהלחץ בצד היניקה עולה בחדות. תחת לחץ הפרשי זה, המים בלחץ גבוה חולף בצינור יניקת המים הראשי הם המים בלחץ נמוך חולף שדוחפים את לוחית שסתום האל-חזור וזורמים לצינור הלחץ הראשי, ומגבירים את לחץ המים הנמוך שם; מצד שני, גם הגברת פטיש המים של משאבת המים בצד היניקה מצטמצמת. בדרך זו, עליית וירידת פטיש המים משני צידי תחנת השאיבה נשלטות, ובכך מפחיתים ומונעים ביעילות את סכנות פטיש המים.
(6) הגדר שסתום אל-חזור רב-שלבי

בצינור המים הארוך יותר, הוסיפו שסתום אל-חזור אחד או יותר, חלקו את צינור המים למספר מקטעים, והתקינו שסתום אל-חזור על כל מקטע. כאשר המים בצינור המים זורמים חזרה במהלך תהליך פטיש המים, שסתומי האל-חזור נסגרים בזה אחר זה כדי לחלק את זרימת השטיפה החוזרת למספר מקטעים. מכיוון שהראש ההידרוסטטי בכל מקטע של צינור המים (או מקטע זרימת השטיפה החוזרת) קטן למדי, זרימת המים מצטמצמת. פטיש בוסט. ניתן להשתמש ביעילות באמצעי הגנה זה במצבים בהם הפרש גובה גיאומטרי של אספקת המים גדול; אך הוא אינו יכול לבטל את האפשרות של הפרדת עמודת המים. החיסרון הגדול ביותר שלו הוא: צריכת החשמל של משאבת המים עולה במהלך פעולה רגילה, ועלות אספקת המים עולה.

(7) התקני פליטה ואספקת אוויר אוטומטיים מותקנים בנקודה הגבוהה של הצינור כדי להפחית את השפעת פטיש המים על הצינור.