1/Concept

Lovitura de berbec este numită și lovitură de berbec. În timpul transportului apei (sau al altor lichide), din cauza deschiderii sau închiderii bruște aValvă fluture Api, vane cu poartă, verificați supapele șirobinete cu bilăOpririle bruște ale pompelor de apă, deschiderea și închiderea bruscă a paletelor de ghidare etc., debitul se modifică brusc, iar presiunea fluctuează semnificativ. Efectul ciocanului de berbec este un termen clar. Se referă la un ciocan de berbec puternic cauzat de impactul debitului de apă asupra conductei atunci când pompa de apă este pornită și oprită. Deoarece în interiorul conductei de apă, peretele interior al conductei este neted, iar apa curge liber. Când o supapă deschisă este închisă brusc sau pompa de alimentare cu apă este oprită, debitul de apă va genera o presiune asupra supapei și a peretelui conductei, în principal asupra supapei sau pompei. Deoarece peretele conductei este neted, sub acțiunea inerției debitului de apă ulterior, forța hidraulică atinge rapid maximul și produce efecte distructive. Acesta este „efectul ciocanului de berbec” în hidraulică, adică ciocanul de berbec pozitiv. Dimpotrivă, atunci când o supapă închisă este deschisă brusc sau pompa de apă este pornită, va apărea și un ciocan de berbec, numit ciocan de berbec negativ, dar nu este la fel de mare ca primul. Impactul presiunii va provoca solicitarea peretelui conductei și va produce zgomot, la fel ca un ciocan care lovește conducta, de aceea se numește efectul ciocanului de berbec.

2/Pericole

Presiunea instantanee generată de lovitura de berbec poate atinge zeci sau chiar sute de ori presiunea normală de funcționare din conductă. Astfel de fluctuații mari de presiune pot provoca vibrații sau zgomot puternic în sistemul de conducte și pot deteriora îmbinările supapelor. Acestea au un efect foarte dăunător asupra sistemului de conducte. Pentru a preveni lovitura de berbec, sistemul de conducte trebuie proiectat corect pentru a împiedica un debit prea mare. În general, debitul proiectat al conductei trebuie să fie mai mic de 3 m/s, iar viteza de deschidere și închidere a supapei trebuie controlată.
Deoarece pompa este pornită, oprită, iar supapele sunt deschise și închise prea repede, viteza apei se modifică drastic, în special lovitura de berbec cauzată de oprirea bruscă a pompei, care poate deteriora conductele, pompele de apă și supapele și poate determina pompa de apă să inverseze turația și să reducă presiunea din rețeaua de conducte. Efectul loviturii de berbec este extrem de distructiv: dacă presiunea este prea mare, va provoca ruperea conductei. Dimpotrivă, dacă presiunea este prea mică, va provoca prăbușirea conductei și deteriorarea supapelor și a elementelor de fixare. Într-un timp foarte scurt, debitul apei crește de la zero la debitul nominal. Deoarece fluidele au energie cinetică și un anumit grad de compresibilitate, modificările uriașe ale debitului într-o perioadă foarte scurtă de timp vor provoca impacturi de presiune ridicată și scăzută asupra conductei.

3/generare

Există multe motive pentru lovitura de berbec. Factorii comuni sunt următorii:

1. Supapa se deschide sau se închide brusc;

2. Unitatea pompei de apă se oprește sau pornește brusc;

3. O singură conductă transportă apa într-un loc înalt (diferența de înălțime a terenului de alimentare cu apă depășește 20 de metri);

4. Presiunea totală de ridicare (sau presiunea de lucru) a pompei de apă este mare;

5. Viteza de curgere a apei în conducta de apă este prea mare;

6. Conducta de apă este prea lungă, iar terenul se schimbă foarte mult.
7. Construcțiile neregulate reprezintă un pericol ascuns în proiectele de conducte de alimentare cu apă
(1) De exemplu, producția de piloți de împingere din ciment pentru profile în T, coturi, reducții și alte îmbinări nu îndeplinește cerințele.
Conform „Reglementărilor tehnice pentru ingineria conductelor de alimentare cu apă din clorură de polivinil rigidă îngropate”, pilonii de împingere din ciment trebuie instalați la îmbinări precum teuri, coturi, reducții și alte țevi cu un diametru ≥110 mm pentru a preveni deplasarea conductei. „Pilonii de împingere din beton” Nu trebuie să fie sub gradul C15 și trebuie turnați la fața locului pe fundația originală a solului excavat și pe panta șanțului. Unele părți ale constructorilor nu acordă suficientă atenție rolului pilonilor de împingere. Aceștia cuie un țăruș de lemn sau fixează un cui de fier lângă conductă pentru a acționa ca pilon de împingere. Uneori, volumul pilonului de ciment este prea mic sau nu este turnat pe solul original. Pe de altă parte, unii piloni de împingere nu sunt suficient de rezistenți. Drept urmare, în timpul funcționării conductei, pilonii de împingere nu pot funcționa și devin inutili, provocând nealinierea și deteriorarea fitingurilor de țevi, cum ar fi teurile și coturile.
(2) Supapa automată de evacuare nu este instalată sau poziția de instalare este nerezonabilă.
Conform principiului hidraulicii, supapele automate de evacuare ar trebui proiectate și instalate în punctele înalte ale conductelor din zonele muntoase sau dealurile cu ondulații mari. Chiar și în zonele de câmpie cu teren ondulat mic, conductele trebuie proiectate artificial la săparea șanțurilor. Există urcușuri și coborâșuri, urcând sau coborând ciclic, panta nu este mai mică de 1/500, iar 1-2 supape de evacuare sunt proiectate în cel mai înalt punct al fiecărui kilometru.
Deoarece în timpul procesului de transport al apei în conductă, gazul din conductă se va scurge și se va acumula în părțile ridicate ale conductei, formând chiar blocaje de aer. Când debitul apei din conductă fluctuează, pungile de aer formate în părțile ridicate vor continua să fie comprimate și expandate, iar presiunea gazului generată după comprimare este de zeci sau chiar sute de ori mai mare decât presiunea generată după comprimarea apei (cont public: Pump Butler). În acest moment, această secțiune a conductei cu pericole ascunse poate duce la următoarele situații:
• După ce apa trece în amonte de conductă, picurarea dispare în aval. Acest lucru se datorează faptului că perna de aer din conductă blochează curgerea apei, provocând separarea coloanei de apă.
• Gazul comprimat din conductă este comprimat la limita maximă și se extinde rapid, provocând ruperea conductei.
• Când apa dintr-o sursă mare de apă este transportată în aval cu o anumită viteză prin curgere gravitațională, după ce supapa din amonte se închide rapid, din cauza inerției diferenței de înălțime și a debitului, coloana de apă din conducta din amonte nu se oprește imediat. Aceasta se mișcă în continuare cu o anumită viteză. Viteza curge în aval. În acest moment, se formează un vid în conductă deoarece aerul nu poate fi reumplut la timp, ceea ce provoacă dezumflarea conductei din cauza presiunii negative și deteriorarea acesteia.
(3) Șanțul și solul de umplutură nu respectă reglementările.
Șanțurile necalificate sunt adesea observate în zonele muntoase, în principal din cauza prezenței multor pietre în anumite zone. Șanțurile sunt săpate manual sau explozibile. Fundul șanțului este extrem de neuniform și prezintă pietre ascuțite care ies în evidență. În acest caz, conform reglementărilor relevante, pietrele de la fundul șanțului trebuie îndepărtate și peste 15 centimetri de nisip trebuie pavați înainte de a putea așeza conducta. Cu toate acestea, muncitorii din construcții au fost iresponsabili sau au făcut rabat de la distanță și au așezat direct nisipul fără a pava nisip sau, simbolic, pavarea cu nisip. Conducta este așezată pe pietre. Când umplutura este finalizată și apa este pusă în funcțiune, din cauza greutății conductei în sine, a presiunii verticale a pământului, a încărcăturii vehiculului pe conductă și a suprapunerii gravitației, aceasta este susținută de una sau mai multe pietre ascuțite ridicate în partea de jos a conductei, din cauza unei concentrări excesive de stres, este foarte probabil ca conducta să fie deteriorată în acest punct și să se fisureze de-a lungul unei linii drepte în acest punct. Aceasta este ceea ce oamenii numesc adesea „efectul de zgârietură”.

4/Măsuri

Există multe măsuri de protecție împotriva loviturii de berbec, dar trebuie luate măsuri diferite în funcție de posibilele cauze ale loviturii de berbec.
1. Reducerea debitului conductelor de apă poate reduce presiunea loviturii de berbec într-o oarecare măsură, dar va crește diametrul conductelor de apă și va spori investițiile proiectului. La amplasarea conductelor de apă, trebuie luată în considerare evitarea denivelărilor sau a modificărilor drastice de pantă pentru a reduce lungimea conductei de apă. Cu cât conducta este mai lungă, cu atât este mai mare valoarea loviturii de berbec atunci când pompa este oprită. De la o stație de pompare la două stații de pompare, se utilizează un puț de aspirație a apei pentru a conecta cele două stații de pompare.
Lovitură de berbec când pompa este oprită

Așa-numitul ciocan de berbec la oprirea pompei se referă la fenomenul de șoc hidraulic cauzat de schimbări bruște ale vitezei de curgere în pompa de apă și în conductele de presiune atunci când supapa este deschisă și oprită din cauza unei pene de curent bruște sau a altor motive. De exemplu, o defecțiune a sistemului de alimentare sau a echipamentului electric, o defecțiune ocazională a unității pompei de apă etc. pot determina deschiderea și oprirea supapei pompei centrifuge, rezultând un ciocan de berbec la oprirea pompei. Mărimea ciocanului de berbec la oprirea pompei este legată în principal de înălțimea geometrică a camerei pompelor. Cu cât înălțimea geometrică este mai mare, cu atât valoarea ciocanului de berbec este mai mare la oprirea pompei. Prin urmare, trebuie selectată o înălțime de pompare rezonabilă, în funcție de condițiile locale reale.

Presiunea maximă a loviturii de berbec atunci când o pompă este oprită poate ajunge la 200% din presiunea normală de lucru sau chiar mai mult, ceea ce poate distruge conductele și echipamentele. Accidentele generale provoacă „scurgeri de apă” și pene de apă; accidentele grave pot provoca inundarea camerei pompelor, deteriorarea echipamentelor și deteriorarea instalațiilor.

După oprirea pompei din cauza unui accident, așteptați până când conducta din spatele supapei de sens unic este umplută cu apă înainte de a porni pompa. Nu deschideți complet supapa de ieșire a pompei de apă la pornirea pompei, altfel se va produce un impact puternic cu apa. Accidente majore cauzate de loviturile de berbec în multe stații de pompare apar adesea în astfel de circumstanțe.

2. Instalați dispozitivul de eliminare a loviturii de berbec
(1) Utilizarea tehnologiei de control al tensiunii constante
Un sistem de control automat PLC este utilizat pentru a controla pompa cu frecvență variabilă și pentru a controla automat funcționarea întregului sistem de alimentare cu apă din camera pompelor. Deoarece presiunea rețelei de conducte de alimentare cu apă continuă să se modifice odată cu schimbările condițiilor de lucru, în timpul funcționării sistemului apare adesea o presiune scăzută sau o suprapresiune, ceea ce poate provoca cu ușurință lovituri de berbec, ducând la deteriorarea conductelor și echipamentelor. Un sistem de control automat PLC este utilizat pentru a controla rețeaua de conducte. Detectează presiunea, controlează feedback-ul pornirii și opririi pompei de apă și reglează viteza, controlează debitul și astfel menține presiunea la un anumit nivel. Presiunea de alimentare cu apă a pompei poate fi setată prin controlul microcomputerului pentru a menține o presiune constantă a alimentării cu apă și a evita fluctuațiile excesive de presiune. Probabilitatea loviturii de berbec este redusă.
(2) Instalați eliminatorul de lovituri de berbec
Acest dispozitiv previne în principal lovitura de berbec atunci când pompa este oprită. În general, este instalat lângă conducta de ieșire a pompei de apă. Folosește presiunea din conductă ca energie pentru a realiza o acțiune automată la presiune joasă. Adică, atunci când presiunea din conductă este mai mică decât valoarea de protecție setată, orificiul de scurgere se va deschide automat pentru a evacua apa. Sistemul de eliberare a presiunii este utilizat pentru a echilibra presiunea conductelor locale și pentru a preveni impactul loviturii de berbec asupra echipamentelor și conductelor. Eliminatoarele pot fi în general împărțite în două tipuri: mecanice și hidraulice. Eliminatoarele mecanice sunt resetate manual după acțiune, în timp ce eliminatoarele hidraulice pot fi resetate automat.
(3) Instalați o supapă de sens invers cu închidere lentă pe conducta de ieșire a pompei de apă cu diametru mare

Poate elimina eficient lovitura de berbec atunci când pompa este oprită, dar deoarece o anumită cantitate de apă va curge înapoi cândApi 609Când supapa este activată, puțul de aspirație a apei trebuie să aibă o conductă de preaplin. Există două tipuri de supape de sens unidirecțional cu închidere lentă: de tip ciocan și de tip stocare de energie. Acest tip de supapă poate ajusta timpul de închidere a supapei într-un anumit interval, după cum este necesar (vă rugăm să ne contactați: Pump Butler). În general, supapa se închide la 70% până la 80% în 3 până la 7 secunde după o pană de curent. Timpul de închidere rămas, de 20% până la 30%, este ajustat în funcție de condițiile pompei de apă și ale conductei, în general în intervalul 10 până la 30 de secunde. Este demn de remarcat faptul că atunci când există o groapă în conductă și se produce lovitura de berbec, rolul supapei de sens unidirecțional cu închidere lentă este foarte limitat.
(4) Instalați un turn de reglare a presiunii unidirecțional
Acesta este construit lângă stația de pompare sau într-o locație adecvată pe conductă, iar înălțimea turnului de suprapresiune unidirecțional este mai mică decât presiunea din conductă. Când presiunea din conductă este mai mică decât nivelul apei din turn, turnul de reglare a presiunii completează conducta cu apă pentru a preveni ruperea coloanei de apă și a împiedica lovitura de berbec. Cu toate acestea, efectul său de reducere a presiunii asupra loviturilor de berbec, altele decât loviturile de berbec la oprirea pompei, cum ar fi lovitura de berbec la închiderea supapei, este limitat. În plus, performanța supapei unidirecționale utilizate în turnul de reglare a presiunii unidirecționale trebuie să fie absolut fiabilă. Odată ce supapa se defectează, poate provoca o lovitură de berbec puternică.
(5) Instalați o conductă (valvă) de bypass în stația de pompare
Când sistemul de pompare funcționează normal, supapa de sens unic este închisă deoarece presiunea apei pe partea de presiune a pompei este mai mare decât presiunea apei pe partea de aspirație. Când o pană de curent accidentală oprește brusc pompa, presiunea la ieșirea din stația de pompare a apei scade brusc, în timp ce presiunea pe partea de aspirație crește brusc. Sub această presiune diferențială, apa de înaltă presiune tranzitorie din conducta principală de aspirație a apei împinge placa supapei supapei de sens unic și curge către apa de joasă presiune tranzitorie din conducta principală de apă sub presiune, determinând creșterea presiunii scăzute a apei de acolo; pe de altă parte, creșterea presiunii loviturii de berbec a pompei de apă pe partea de aspirație este, de asemenea, redusă. În acest fel, creșterea și scăderea presiunii loviturii de berbec pe ambele părți ale stației de pompare a apei sunt controlate, reducând și prevenind astfel eficient pericolele de lovituri de berbec.
(6) Instalați o supapă de sens unidirecțional cu mai multe etape
Într-o conductă de apă lungă, adăugați unul sau mai multesupape de sens invers, împărțiți conducta de apă în mai multe secțiuni și instalați o supapă de sens unidirecțional pe fiecare secțiune. Când apa din conducta de apă curge înapoi în timpul loviturii de berbec, fiecare supapă de sens unidirecțională este închisă una după alta pentru a împărți debitul de spălare în mai multe secțiuni. Deoarece presiunea hidrostatică din fiecare secțiune a conductei de apă (sau secțiunea de curgere de spălare în contrasens) este destul de mică, debitul apei este redus. Supraîncărcarea loviturii de berbec. Această măsură de protecție poate fi utilizată eficient în situațiile în care diferența geometrică de înălțime a alimentării cu apă este mare; dar nu poate elimina posibilitatea separării coloanei de apă. Cel mai mare dezavantaj al său este: consumul crescut de energie al pompei de apă în timpul funcționării normale și creșterea costurilor de alimentare cu apă.