1/Koncepció

A vízütést vízütésnek is nevezik. Víz (vagy más folyadékok) szállítása során a hirtelen nyitódás vagy záródás miatt...API pillangószelep, tolózárak, ellenőrizze a szelepeket ésgömbcsapok... a vízszivattyúk hirtelen leállása, a terelőlapátok hirtelen nyitása és zárása stb. miatt az áramlási sebesség hirtelen megváltozik, és a nyomás jelentősen ingadozik. A vízütés-effektus egy élénk kifejezés. Ez egy súlyos vízütésre utal, amelyet a vízszivattyú indításakor és leállításakor a csővezetékre ható vízáramlás okoz. Mivel a vízcsőben a cső belső fala sima, a víz szabadon áramlik. Amikor egy nyitott szelepet hirtelen bezárnak, vagy a vízellátó szivattyút leállítják, a vízáramlás nyomást gyakorol a szelepre és a csőfalra, főként a szelepre vagy a szivattyúra. Mivel a csőfal sima, a következő vízáramlás tehetetlensége hatására a hidraulikus erő gyorsan eléri a maximumát, és romboló hatásokat okoz. Ez a hidraulikában a „vízütés-effektus”, azaz a pozitív vízütés. Ezzel szemben, amikor egy zárt szelepet hirtelen kinyitnak, vagy a vízszivattyút elindítják, szintén vízütés lép fel, amit negatív vízütésnek neveznek, de ez nem olyan nagy, mint az előbbi. A nyomásütés a csőfalat megfeszíti, és zajt kelt, akárcsak egy kalapács ütése a csőbe, ezért vízütés-effektusnak nevezik.

2/Veszélyek

A vízütés által létrehozott pillanatnyi nyomás elérheti a csővezetékben a normál üzemi nyomás több tucatját vagy akár több százszorosát is. Az ilyen nagy nyomásingadozások erős rezgést vagy zajt okozhatnak a csővezetékrendszerben, és károsíthatják a szelepcsatlakozásokat. Nagyon káros hatással van a csővezetékrendszerre. A vízütés megelőzése érdekében a csővezetékrendszert megfelelően kell megtervezni, hogy az áramlási sebesség ne legyen túl magas. Általában a cső tervezett áramlási sebességének 3 m/s-nál kisebbnek kell lennie, és a szelep nyitási és zárási sebességét szabályozni kell.
Mivel a szivattyút túl gyorsan indítják, állítják le, illetve a szelepeket túl gyorsan nyitják és zárják, a víz sebessége drasztikusan megváltozik, különösen a szivattyú hirtelen leállása által okozott vízütés károsíthatja a csővezetékeket, a vízszivattyúkat és a szelepeket, és a vízszivattyú visszafordulását és a csőhálózat nyomásának csökkenését okozhatja. A vízütés hatása rendkívül romboló: ha a nyomás túl magas, a cső megrepedhet. Ezzel szemben, ha a nyomás túl alacsony, a cső összeomlik, és károsíthatja a szelepeket és a rögzítéseket. Nagyon rövid idő alatt a víz áramlási sebessége nulláról a névleges áramlási sebességre nő. Mivel a folyadékok mozgási energiával és bizonyos fokú összenyomhatósággal rendelkeznek, az áramlási sebesség nagyon rövid idő alatti hatalmas változásai nagy és alacsony nyomású hatásokat okoznak a csővezetékben.

3/generál

A vízütésnek számos oka lehet. A leggyakoribb tényezők a következők:

1. A szelep hirtelen kinyílik vagy bezárul;

2. A vízszivattyú egység hirtelen leáll vagy elindul;

3. Egyetlen cső szállítja a vizet magas helyre (a vízellátási terep magasságkülönbsége meghaladja a 20 métert);

4. A vízszivattyú teljes emelőereje (vagy üzemi nyomása) nagy;

5. A víz áramlási sebessége a vízvezetékben túl nagy;

6. A vízvezeték túl hosszú, és a terep nagyon változó.
7. A szabálytalan kivitelezés rejtett veszélyt jelent a vízvezeték-projektekben
(1) Például a cementből készült nyomópillérek gyártása T-idomokhoz, könyökökhöz, szűkítőkhöz és egyéb illesztésekhez nem felel meg a követelményeknek.
A „Beásott merev polivinil-klorid vízellátó csővezetékek tervezésére vonatkozó műszaki előírások” szerint cementből készült tolópilléreket kell felszerelni az olyan illesztéseknél, mint a T-idomok, könyökidomok, reduktorok és egyéb, ≥110 mm átmérőjű csövek, hogy megakadályozzák a csővezeték elmozdulását. „Beton tolópillérek”: Nem lehetnek C15-nél alacsonyabb minőségűek, és a helyszínen kell önteni a kitermelt eredeti talaj alapjára és az árok rézsűjére.” Egyes építkezési vállalkozások nem fordítanak kellő figyelmet a tolópillérek szerepére. Facöveket szegeznek vagy vasrudakat ékelnek a csővezeték mellé, hogy tolópillérként működjenek. Előfordul, hogy a cementpillér térfogata túl kicsi, vagy nem az eredeti talajra öntik. Másrészt egyes tolópillérek nem elég erősek. Ennek eredményeként a csővezeték üzemeltetése során a tolópillérek nem működnek és használhatatlanná válnak, ami a csőszerelvények, például a T-idomok és a könyökidomok elmozdulását és károsodását okozhatja.
(2) Az automatikus kipufogószelep nincs beszerelve, vagy a beszerelési pozíció nem megfelelő.
A hidraulika elve szerint hegyvidéki területeken vagy erősen egyenetlen dombokon a csővezetékek legmagasabb pontjain automatikus kipufogószelepeket kell tervezni és telepíteni. Még sík területeken, kis mértékben egyenetlen terepen is, árkok ásásakor a csővezetékeket mesterségesen kell kialakítani. Vannak emelkedők és lejtők, ciklikusan emelkednek vagy süllyednek, a lejtés legalább 1/500, és kilométerenként 1-2 kipufogószelepet kell tervezni a legmagasabb ponton.
Mivel a csővezetékben a víz szállítása során a csővezetékben lévő gáz kiszabadul és felhalmozódik a csővezeték kiemelkedő részein, akár légzárványt is képezve. Amikor a csővezetékben a víz áramlási sebessége ingadozik, a kiemelkedő részeken képződő légpárnák továbbra is összenyomódnak és kitágulnak, és a gáz a következő nyomást éri el: A sűrítés után keletkező nyomás több tucatszor vagy akár százszor nagyobb, mint a víz összenyomásakor keletkező nyomás (nyilvános elszámolás: Pump Butler). Ebben az esetben a csővezeték ezen, rejtett veszélyekkel teli szakasza a következő helyzetekhez vezethet:
• Miután a víz átfolyt a cső felett, a csepegő víz eltűnik az áramlás irányában. Ez azért van, mert a csőben lévő légzsák blokkolja a víz áramlását, ami a vízoszlop szétválását okozza.
• A csővezetékben lévő sűrített gáz a maximális határértékig összenyomódik, és gyorsan kitágul, ami a csővezeték megrepedését okozza.
• Amikor egy magas vízállású forrásból származó víz gravitációs áramlással bizonyos sebességgel áramlik lefelé, a felfelé irányuló szelep gyors zárása után a magasságkülönbség és az áramlási sebesség tehetetlensége miatt a felfelé irányuló csőben lévő vízoszlop nem áll meg azonnal. Továbbra is bizonyos sebességgel mozog. A sebességgel lefelé áramlik. Ekkor vákuum keletkezik a csővezetékben, mivel a levegő nem tud időben utánpótlódni, ami a negatív nyomás miatt a csővezeték leeresztéséhez és károsodásához vezet.
(3) Az árok és a feltöltés talaja nem felel meg az előírásoknak.
A hegyvidéki területeken gyakran látni nem minősített árkokat, főként azért, mert bizonyos területeken sok a kő. Az árkokat kézzel ássák, vagy robbanóanyaggal robbantják fel. Az árok alja rendkívül egyenetlen, és éles kövek állnak ki belőle. Ilyen esetben a vonatkozó előírásoknak megfelelően az árok alján lévő köveket el kell távolítani, és több mint 15 centiméter homokot kell lerakni, mielőtt a csővezetéket lefektetnék. Az építőmunkások azonban felelőtlenek voltak, vagy spóroltak a dolgokon, és közvetlenül fektették le a homokot anélkül, hogy homokot szórtak volna rá, vagy szimbolikusan homokot szórtak volna rá. A csővezetéket a kövekre fektették. Amikor a feltöltés elkészült és a vizet üzembe helyezték, a csővezeték súlya, a függőleges földnyomás, a csővezetékre nehezedő járműterhelés és a gravitáció szuperpozíciója miatt a csővezeték alján egy vagy több éles, kiemelkedő kő tartja. A túlzott feszültségkoncentráció miatt a csővezeték ezen a ponton nagyon valószínű, hogy megsérül, és egyenes vonalban megreped. Ezt nevezik gyakran „karcolásnak”.

4/Intézkedések

Számos védelmi intézkedés létezik a vízütés ellen, de a lehetséges okoktól függően különböző intézkedéseket kell tenni.
1. A vízvezetékek áramlási sebességének csökkentése bizonyos mértékig csökkentheti a vízütés nyomását, de növeli a vízvezetékek átmérőjét és a projektberuházásokat. A vízvezetékek fektetésekor ügyelni kell a bütykök vagy a lejtés drasztikus változásainak elkerülésére a vízvezeték hosszának csökkentése érdekében. Minél hosszabb a csővezeték, annál nagyobb a vízütés értéke a szivattyú leállításakor. Egy szivattyúállomástól két szivattyúállomásig egy vízszívó kút köti össze a két szivattyúállomást.
Vízlökés a szivattyú leállításakor

Az úgynevezett szivattyúleállító vízütés a vízszivattyúban és a nyomócsövekben a szelep nyitásakor és leállításakor fellépő hirtelen áramlási sebességváltozások által okozott hidraulikus lökés jelenségére utal, például áramkimaradás vagy egyéb okok miatt. Például az energiaellátó rendszer vagy az elektromos berendezések meghibásodása, a vízszivattyúegység alkalmi meghibásodása stb. okozhatja a centrifugálszivattyú szelepnyitását és leállását, ami vízütést eredményez a szivattyú leállításakor. A vízütés nagysága a szivattyúház geometriai nyomómagasságához kapcsolódik. Minél nagyobb a geometriai nyomómagasság, annál nagyobb a vízütés értéke a szivattyú leállításakor. Ezért a tényleges helyi körülmények alapján kell kiválasztani a szivattyú nyomómagasságát.

A szivattyú leállításakor a vízlökés maximális nyomása elérheti a normál üzemi nyomás 200%-át, vagy akár magasabb értéket is, ami tönkreteheti a csővezetékeket és a berendezéseket. Az általános balesetek „vízszivárgást” és vízkimaradást okoznak; a súlyos balesetek a szivattyúház elárasztását, a berendezések és a létesítmények károsodását, sőt személyi sérülést vagy halált is okozhatnak.

A szivattyú baleset miatti leállítása után várjon, amíg a visszacsapó szelep mögötti cső megtelik vízzel, mielőtt elindítja a szivattyút. A szivattyú indításakor ne nyissa ki teljesen a vízszivattyú kiömlőszelepét, különben nagy vízütés keletkezik. Sok szivattyútelepen ilyen körülmények között gyakran súlyos vízütések történnek.

2. Vízütés-elhárító eszköz beállítása
(1) Állandó feszültségszabályozási technológia használata
A PLC automatikus vezérlőrendszer változtatható frekvenciájú sebességű szivattyú vezérlésére és a teljes vízellátó szivattyúház rendszer működésének automatikus vezérlésére szolgál. Mivel a vízellátó csővezeték-hálózat nyomása folyamatosan változik a munkakörülmények változásával, a rendszer működése során gyakran előfordul alacsony vagy túlnyomás, ami könnyen vízütést okozhat, ami a csővezetékek és berendezések károsodásához vezethet. A PLC automatikus vezérlőrendszer a csővezeték-hálózat vezérlésére szolgál. Nyomásérzékelés, a vízszivattyú indításának és leállításának visszacsatolásos vezérlése és a sebesség beállítása, az áramlás szabályozása, és így a nyomás egy bizonyos szinten tartása. A szivattyú vízellátási nyomása a mikroszámítógép vezérlésével állítható be, hogy állandó víznyomást tartson fenn és elkerülje a túlzott nyomásingadozást. A vízütés valószínűsége csökken.
(2) Vízütés-leválasztó beszerelése
Ez a készülék elsősorban a szivattyú leállításakor fellépő vízütést akadályozza meg. Általában a vízszivattyú kimeneti csövének közelében szerelik fel. A csővezeték nyomását használja energiaként az alacsony nyomású automatikus működés megvalósításához. Vagyis, amikor a csőben a nyomás alacsonyabb, mint a beállított védelmi érték, a leeresztő nyílás automatikusan kinyílik a víz elvezetéséhez. A nyomáscsökkentés a helyi csővezetékek nyomásának kiegyenlítésére és a vízütés berendezésekre és csővezetékekre gyakorolt hatásának megakadályozására szolgál. A leválasztók általában két típusba sorolhatók: mechanikusak és hidraulikusak. A mechanikus leválasztók manuálisan állíthatók vissza a működés után, míg a hidraulikus leválasztók automatikusan visszaállíthatók.
(3) Szereljen fel egy lassan záródó visszacsapó szelepet a nagy átmérőjű vízszivattyú kimeneti csövére

Hatékonyan kiküszöböli a vízütést, amikor a szivattyú leáll, de mivel bizonyos mennyiségű víz visszafolyik, amikor aAPI 609A szelep aktiválásakor a vízszívó kútnak túlfolyócsővel kell rendelkeznie. Kétféle lassan záródó visszacsapó szelep létezik: kalapácsos és energiatárolós. Ez a fajta szelep szükség szerint egy bizonyos tartományon belül képes beállítani a szelep zárási idejét (lásd: Pump Butler). Általában áramkimaradás után a szelep 70% és 80% között zár 3-7 másodpercen belül. A fennmaradó 20% és 30% közötti zárási időt a vízszivattyú és a csővezeték állapotától függően állítják be, általában 10-30 másodperc tartományban. Érdemes megjegyezni, hogy amikor a csővezetékben púp keletkezik és vízütés történik, a lassan záródó visszacsapó szelep szerepe nagyon korlátozott.
(4) Állítson fel egy egyirányú nyomásszabályozó tornyot
A szivattyútelep közelében vagy a csővezeték megfelelő helyén építik, és az egyirányú lökéstorony magassága alacsonyabb, mint a csővezetékben uralkodó nyomás. Amikor a csővezetékben a nyomás alacsonyabb, mint a toronyban lévő vízszint, a nyomásszabályozó torony vizet tölt a csővezetékbe, hogy megakadályozza a vízoszlop megrepedését és áthidalja a vízütést. Azonban a szivattyúleállító vízütésen kívüli, például a szelepzáró vízütésen kívüli egyéb vízütésekre gyakorolt nyomáscsökkentő hatása korlátozott. Ezenkívül az egyirányú nyomásszabályozó toronyban használt egyirányú szelep teljesítményének abszolút megbízhatónak kell lennie. Ha a szelep meghibásodik, nagy vízütést okozhat.
(5) Szereljen fel egy megkerülő csövet (szelepet) a szivattyúállomáson
Amikor a szivattyúrendszer normálisan működik, a visszacsapó szelep zárva van, mivel a szivattyú nyomóoldalán a víznyomás magasabb, mint a szívóoldalon. Amikor egy véletlen áramkimaradás hirtelen leállítja a szivattyút, a vízszivattyúállomás kimeneténél a nyomás hirtelen csökken, míg a szívóoldalon a nyomás hirtelen megemelkedik. Ezen nyomáskülönbség hatására a vízszívó fővezetékben lévő átmeneti nagynyomású víz kinyitja a visszacsapó szelep szeleptányérját, és a nyomóvízvezetékben lévő átmeneti alacsony nyomású vízhez áramlik, ami megnöveli az ottani alacsony víznyomást; másrészt a vízszivattyú szívóoldalán a vízütés nyomásnövekedése is csökken. Ily módon a vízütés emelkedése és nyomásesése a vízszivattyúállomás mindkét oldalán szabályozott, ezáltal hatékonyan csökkentve és megelőzve a vízütés veszélyét.
(6) Többfokozatú visszacsapó szelep beállítása
Hosszú vízvezetékbe adjunk hozzá egy vagy többetvisszacsapó szelepek, ossza a vízvezetéket több szakaszra, és szereljen fel egy visszacsapó szelepet minden szakaszra. Amikor a víz a vízvezetékben visszaáramlik a vízütés során, az egyes visszacsapó szelepeket egymás után zárják, hogy a visszaöblítő áramlást több szakaszra osszák. Mivel a vízvezeték minden szakaszában (vagy a visszaöblítő áramlási szakaszban) a hidrosztatikai nyomás meglehetősen kicsi, a víz áramlási sebessége csökken. Ütésrásegítés. Ez a védőintézkedés hatékonyan alkalmazható olyan helyzetekben, ahol a geometriai vízellátási magasságkülönbség nagy; de nem tudja kiküszöbölni a vízoszlop-szétválás lehetőségét. Legnagyobb hátránya: a vízszivattyú megnövekedett energiafogyasztása normál üzem közben és a megnövekedett vízellátási költségek.