מהו פטיש מים וכיצד לתקן אותו?

מהו פטיש מים?

פטיש מים הוא כאשר יש הפסקת חשמל פתאומית או כאשר השסתום נסגר מהר מדי, בגלל האינרציה של זרימת המים בלחץ, נוצר גל הלם של זרימת מים, בדיוק כמו פטיש שפוגע, אז זה נקרא פטיש מים .הכוח שנוצר מגלי ההלם הלוך ושוב של זרימת המים, לפעמים כה גדול, עלול לפגוע בשסתומים ובמשאבות.

כאשר שסתום פתוח נסגר לפתע, המים זורמים כנגד השסתום וקיר הצינור ויוצרים לחץ.בשל הקיר החלק של הצינור, זרימת המים שלאחר מכן מגיעה במהירות למקסימום תחת פעולת האינרציה ומייצרת נזק.זהו "אפקט פטיש המים" במכניקת נוזלים, כלומר, פטיש מים חיובי.יש לקחת בחשבון גורם זה בבניית צינורות אספקת מים.

להיפך, לאחר פתיחת השסתום הסגור בפתאומיות, הוא יפיק גם פטיש מים, מה שנקרא פטיש מים שלילי.יש לו גם כוח הרסני מסוים, אבל הוא לא גדול כמו הקודם.כאשר יחידת משאבת המים החשמלית מאבדת לפתע כוח או מופעלת, היא גם תגרום להלם לחץ ולהשפעת פטיש מים.גל ההלם של לחץ זה מתפשט לאורך הצינור, מה שעלול להוביל בקלות ללחץ יתר מקומי של הצינור, וכתוצאה מכך לקרע בצנרת ולפגיעה בציוד.לכן, הגנת אפקט פטיש מים הפכה לאחת הטכנולוגיות המרכזיות בהנדסת אספקת מים.
תנאים לפטיש מים

1. השסתום נפתח או נסגר לפתע;

2. יחידת משאבת המים נעצרת או מתחילה לפתע;

3. אספקת מים בצינור יחיד למקומות גבוהים (הפרש גובה אספקת המים עולה על 20 מטר);

4. הראש 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 פי כמה ואף עשרות פעמים מלחץ העבודה הרגיל של הצינור.תנודות לחץ גדולות כאלה גורמות לפגיעה במערכת הצנרת בעיקר כדלקמן:

1. לגרום לרטט חזק של הצינור ולניתוק מפרק הצינור;

2. השסתום פגום, והלחץ הרציני גבוה מדי כדי לגרום לצינור להתפוצץ, והלחץ של רשת אספקת המים מופחת;

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

4. לגרום למשאבת המים להתהפך, לגרום נזק לציוד או לצנרת בחדר המשאבות, לגרום לחדר המשאבות להיות שקוע ברצינות, לגרום לנפגעים אישיים ולתאונות גדולות אחרות ולהשפיע על הייצור ועל החיים.

אמצעי הגנה כדי לחסל או להפחית 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 את לחץ פטיש המים במידה מסוימת, אך היא תגדיל את קוטר צינור המים ותגדיל את ההשקעה בפרויקט.בעת פריסת צינורות מים, יש לשקול הימנעות מגיבושים או שינויים דרסטיים בשיפוע.גודל פטיש המים בעת הפסקת המשאבה קשור בעיקר לראש הגיאומטרי של חדר המשאבות.ככל שהראש הגיאומטרי גבוה יותר, פטיש המים גדול יותר כאשר המשאבה מופסקת.לכן, יש לבחור ראש משאבה סביר בהתאם לתנאים המקומיים בפועל.לאחר עצירת המשאבה בתאונה, המתן עד שהצינור מאחורי שסתום הסימון יתמלא במים לפני הפעלת המשאבה.אין לפתוח לגמרי 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. הגדר מכשיר ביטול פטיש מים

(1) שימוש בטכנולוגיית בקרת לחץ קבוע:
מכיוון שהלחץ של רשת צינורות אספקת המים משתנה ללא הרף עם שינוי תנאי העבודה, לחץ נמוך או לחץ יתר מתרחשים לעתים קרובות במהלך פעולת המערכת, אשר נוטה להכות מים, וכתוצאה מכך נזק לצינורות ולציוד.מערכת הבקרה האוטומטית מאומצת כדי לשלוט בלחץ של רשת הצינורות.הזיהוי, בקרת המשוב של ההתנעה, העצירה והתאמת המהירות של משאבת המים, שולטים בזרימה, ולאחר מכן שומרים על הלחץ ברמה מסוימת.ניתן להגדיר את לחץ אספקת המים של המשאבה על ידי שליטה במיקרו-מחשב כדי לשמור על אספקת מים בלחץ קבוע ולמנוע תנודות לחץ מוגזמות.סיכוי הפטיש מצטמצם.

(2) התקן את מסיר פטיש המים

ציוד זה מונע בעיקר פטיש מים כאשר המשאבה מופסקת.הוא מותקן בדרך כלל ליד צינור היציאה של משאבת המים.הוא משתמש בלחץ של הצינור עצמו ככוח למימוש פעולה אוטומטית בלחץ נמוך, כלומר כאשר הלחץ בצינור נמוך מערך ההגנה שנקבע, הניקוז ייפתח אוטומטית ויפרוק מים.הקלת לחץ לאיזון הלחץ של צינורות מקומיים ומניעת השפעת פטיש מים על ציוד וצינורות.באופן כללי, ניתן לחלק את המסלקים לשני סוגים: מכניים והידראוליים.אִתחוּל.

3) התקן שסתום סגירה איטי על צינור היציאה של משאבת המים בקליבר גדול

זה יכול למעשה לחסל את פטיש המים כאשר המשאבה נעצרת, אבל בגלל שיש כמות מסוימת של זרימת מים בחזרה כאשר השסתום מופעל, באר היניקה חייב להיות צינור הצפת.ישנם שני סוגים של שסתומי סגירה איטית: 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 החשמל, וזמן הסגירה של 20% עד 30% הנותרים מותאם בהתאם לתנאי משאבת המים והצינור, בדרך כלל בטווח של 10 עד 30 שניות.ראוי לציין כי שסתום הסגירה האיטי יעיל מאוד כאשר יש גבנון בצנרת לגשר על פטיש המים.

(4) הגדר מגדל נחשול חד כיווני

הוא בנוי בסמוך לתחנת השאיבה או במיקום מתאים של הצנרת, וגובה מגדל הנחשולים החד-כיווני נמוך מלחץ הצנרת שם.כאשר הלחץ בצנרת נמוך ממפלס המים במגדל, מגדל הנחשולים יספק מים לצנרת כדי למנוע שבירת עמוד המים ולמנוע פטיש מים.עם זאת, השפעתו מפחיתה את הלחץ על פטיש מים מלבד פטיש מים לעצירת משאבה, כגון פטיש מים סגירת שסתומים, מוגבלת.בנוסף, הביצועים של השסתום החד-כיווני המשמש במגדל הנחשולים החד-כיווני חייבים להיות אמינים לחלוטין.ברגע שהשסתום נכשל, זה עלול להוביל לתאונות גדולות.

(5) הגדר צינור עוקף (שסתום) בתחנת השאיבה

כאשר מערכת המשאבה פועלת כרגיל, שסתום הסימון סגור מכיוון שלחץ המים בצד המים בלחץ של המשאבה גבוה מלחץ המים בצד היניקה.כאשר הפסקת החשמל מפסיקה לפתע את המשאבה, הלחץ במוצא תחנת השאיבה יורד בחדות, בעוד הלחץ בצד היניקה עולה בחדות.תחת לחץ דיפרנציאלי זה, המים החולפים בלחץ גבוה בצינור הראשי של יניקת המים הם המים החולפים בלחץ נמוך שדוחפים את לוחית שסתום הסימון וזורמים לצינור הראשי של מי הלחץ, ומגבירים את לחץ המים הנמוך שם;מצד שני, משאבת המים. גם הגברת פטיש המים בצד היניקה מופחתת.בדרך זו, עלייתו ונפילתו של פטיש המים משני צידי תחנת השאיבה נשלטים, ובכך למעשה מפחיתים ומונעים מפגעי פטיש מים
(6) הגדר שסתום סימון רב-שלבי

בצינור המים הארוך יותר, הוסף שסתום סימון אחד או יותר, חלק את צינור המים למספר חלקים, והגדר שסתום סימון בכל חלק.כאשר המים בצינור המים זורמים חזרה במהלך תהליך פטיש המים, שסתומי הסימון נסגרים בזה אחר זה כדי לחלק את זרימת השטיפה האחורית למספר חלקים.מכיוון שהראש ההידרוסטטי בכל קטע של צינור המים (או קטע זרימת השטיפה) קטן למדי, זרימת המים מצטמצמת.האמר בוסט.ניתן להשתמש באמצעי הגנה זה ביעילות במצבים שבהם הפרש גובה אספקת המים הגיאומטרי גדול;אבל זה לא יכול לבטל את האפשרות של הפרדת עמודת מים.החיסרון הגדול ביותר שלה 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.