Awarie odwadniaczy i zaworów mogą oznaczać poważne kłopoty dla instalacji i urządzeń. Jedną z najczęstszych przyczyn awarii odwadniaczy i zaworów jest zjawisko znane jako uderzenia wodne. Młot wodny to inna nazwa uderzenia hydraulicznego, szkodliwego procesu zachodzącego w odwadniaczach i zaworach służących do kontrolowania przepływu płynów i pary.
Podczas uderzenia wodnego, poruszający się płyn doświadczaja nagłej i silnej zmiany pędu, zmieniając kierunek lub całkowicie zatrzymując się, powodując falę uderzeniową pod wysokim ciśnieniem, która rozprzestrzenia się w systemie rur, siejąc spustoszenie w kolejnych systemach. Ta fala uderzeniowa wytwarza dźwięk uderzenia lub pukania, który można usłyszeć natychmiast po odcięciu dopływu wody.
Ta nagła zmiana kierunku lub całkowite zatrzymanie występuje, gdy otwarty odwadniacz lub zawór zostanie nagle zamknięty. Gdy zawór jest zamknięty, woda nie ma już otwartej drogi i albo uderza w zawór, albo zmienia kierunek i płynie z powrotem w stronę pompy. Ponieważ woda nie może być sprężona, gdy uderza w odwadniacze i zawory, powoduje falę uderzeniową, która przemieszcza się przez cały system rurociągów i w dół do następnego kolanka, niosąc ze sobą ryzyko spowodowania poważnych uszkodzeń rurociągów, jeśli ciśnienie jest wystarczająco duże. Inne przyczyny uderzeń wodnych obejmują awarię pompy i zatrzaśnięcie zaworu zwrotnego, które może wystąpić podczas wyłączania pompy.
EFEKTY
Choć na pierwszy rzut oka może to nie wydawać się zbyt dużym zagrożeniem, w miarę jak woda przepływa przez rurociągi, wciąż nabiera rozpędu, a gdy siła ta zostaje nagle zatrzymana, tworzy skoki ciśnienia, które mogą osiągnąć wartość ponad 10-krotnie większą niż ciśnienie robocze systemu. Cała ta siła uderza w odwadniacze i zawory, a powstałe fale uderzeniowe mogą mieć skutki dla całego systemu rurociągów. Może to nastąpić zarówno w wyniku pojedynczego zdarzenia, jak i na przestrzeni wielu incydentów.
Dlatego tak ważne jest aktywne monitorowanie stanu systemów, na przykład za pomocą inteligentnego czujnika analogowego, który może z wyprzedzeniem wykrywać awarie pomp i zapobiegać im, co jest główną przyczyną uderzeń wodnych. Należy nie tylko aktywnie monitorować oznaki awarii odwadniacza i pompy, ale także podejmować natychmiastowe działania, gdy tylko pojawią się pierwsze oznaki uderzenia hydraulicznego. Nierozpoznanie i niezastosowanie się do alarmów może ostatecznie doprowadzić do awarii systemu przepływu i rozległych uszkodzeń systemu.
Uderzenie wodne wymaga szybkiego i natychmiastowego działania, aby zapobiec uszkodzeniom; niepodjęcie działań może mieć poważne konsekwencje, w tym:
Uszkodzenie pompy i systemu przepływu: Powtarzające się uderzenia wodne i wynikająca z nich siła mogą powodować znaczne uszkodzenia innych części całego systemu, w tym pomp, odwadniaczy i zaworów. Powoduje to nadmierne naprężenia i ostateczne uszkodzenie uszczelek i kompensatorów, a także może negatywnie wpływać na stabilność ścian rur i połączeń spawanych.
Wycieki: Z biegiem czasu uderzenia wodne mogą uszkodzić i pogorszyć integralność części, takich jak złączki i połączenia, prowadząc do wycieków. Wycieki często zaczynają się od niewielkich, ale z czasem stopniowo się nasilają. Nawet te małe wycieki mogą spowodować poważne uszkodzenia otaczającego sprzętu, jeśli nie zostaną naprawione.
Pęknięte rurociągi: Ze względu na intensywne skoki ciśnienia, uderzenia wodne mogą powodować pęknięcia rurociągów, prowadząc do niezwykle kosztownych napraw. Pęknięcia nie tylko powodują awarie lokalnych rurociągów, ale mogą również powodować awarie innych urządzeń i całego systemu. Wynikające z tego uszkodzenia są często rozległe i wymagają dużej operacji wymiany.
Ryzyko wypadków: Pęknięte rurociągi spowodowane uderzeniem wodnym mogą stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa pracowników. Niekontrolowane wycieki zwiększają ryzyko poślizgnięć, upadków i porażenia prądem.
Nieplanowane przestoje: Uderzenia wodne i ich szkodliwe skutki mogą prowadzić do kosztownych napraw i wymiany sprzętu. Podczas tych wymaganych napraw firma może doświadczyć dodatkowych strat finansowych z powodu przestojów i utraty produkcji.
ZAPOBIEGANIE
Jednym z głównych czynników przyczyniających się do powstawania uderzeń wodnych jest wybór typu zaworu zwrotnego. Niektóre typy zaworów, w tym zawory wahadłowe, uchylne i tłokowe zawory zwrotne, polegają na grawitacji i odwróceniu przepływu w celu zamknięcia zaworów. Gdy zawory zamykają się, woda uderza w zawory i odwadniacze, tworząc szkodliwą falę ciśnienia, która rozprzestrzenia się w całym systemie rur.
Jedną z alternatyw są ciche lub wspomagane sprężyną zawory zwrotne, które są wyposażone w wewnętrzną sprężynę, która zamyka zawór przed wystąpieniem odwrócenia przepływu, skutecznie zmniejszając lub eliminując możliwość uderzenia hydraulicznego.
Innym alternatywnym rozwiązaniem dla uderzeń wodnych jest zastosowanie komór powietrznych. Komory powietrzne to systemy składające się z segmentu rurociągu, zwykle trójnika, z pustą lub wypełnioną powietrzem komorą działającą jak amortyzator, umożliwiając rozszerzanie się pomieszczenia wodnego, gdy nagle zmienia kierunek. Znacząco zmniejsza to siłę uderzenia, która w przeciwnym razie zostałaby skierowana na rurociąg.
Można również zainwestować w technologię czujników, taką jak UltraTrak 850S firmy UE System, która monitoruje stan sprzętu i wskazuje wczesne wystąpienie objawów awarii, które prowadzą do awarii pompy, będącej główną przyczyną uderzeń wodnych.
Kilka innych skutecznych środków zapobiegania uderzeniom wodnym obejmuje:
- Płukanie starych systemów
- Zmniejszenie ciśnienia roboczego
- Dodanie reduktorów i regulatorów ciśnienia w linii zasilającej
- Inwestowanie w komory powietrzne dla systemów rurowych
- Instalacja cichych zaworów zwrotnych w celu zmniejszenia ciśnienia
Awarie odwadniaczy i zaworów parowych mogą mieć poważne konsekwencje dla cennych maszyn i urządzeń, ale dokonując odpowiednich regulacji i stale monitorując (stan) systemów, można zapobiec katastrofie, zanim zdąży się ona rozpocząć.
