гидроудар в трубопроводе что это такое причины появления примеры
Гидроудар в системе водоснабжения
Что такое гидроудар
Гидравлический удар(гидроудар) представляет собой кратковременное, но резкое и сильное повышение(понижение) давления в трубопроводе(в системе водоснабжения) при внезапном торможении(ускорение) двигавшегося по нему потока жидкости.
Гидроудар в системе водоснабжения
Простыми словами гидроудар-это резкий скачок давления в трубах
Наибольшую опасность для водопровода представляет положительный гидроудар. Допустим вы открыли кран и помыли посуду. Закончили мыть, вода вам не нужна, закрыли кран.
При этом в водопроводе происходит следующее. Водный поток некоторое время, по инерции, течёт с прежней скоростью. Потом сталкивается с преградой (кран ведь закрыли). И «ударяясь» об эту преграду, образуется обратная волна. А так как вся система водоснабжения герметична. У этой обратной волны происходит столкновение с водным потоком идущим на встречу. В результате получается гидроудар.
Самые первые признаки гидроудара – глухие стуки и щелчки, слышимые при открытие или закрытие крана. Появления подтеков в местах соединения водопроводных труб или подтекающие краны.
Причины возникновения гидравлического удара
В основном, гидроудар происходит при резком закрытии запорной арматуры. Вода проходит по трубам с постоянным давлением, но когда происходит резкое перекрытие водного потока. Давление воды на стенки труб увеличивается в несколько раз.
И в результате, могут лопнуть трубы или придут в негодность уплотнители резьбовых соединений и запорные элементы.
Трещина в трубе-после гидроудара
Конечно, резко закрытый кран не единственная причина возникновения гидроудара. Похожая ситуация бывает когда в системе остаётся воздух. В тот момент когда открывается кран, вода сталкивается с пробкой из воздуха.
Также появление гидроударов могут спровоцировать трубы разного диаметра. Перепады давления, если трубы не приведены к общему знаменателю, гарантированы
Последствия гидроудара
Давление выше допустимой нормы критично для труб и их соединений. Запорная арматура тоже может выйти из строя.
От первого гидравлического удара, повреждение водопровода, обычно не происходит. Ведь изделия для водоснабжения изготавливаются с запасом, в случае повышения давления. Но последующие гидроудары будет бить в то же самое, слабое место. И в какой — то момент труба или запорная арматура выйдут из строя.
Если прорыв водопровода произошёл в квартире многоквартирного дома, то произойдет затопление, будет повреждено имущество, вашей квартиры и соседей снизу.
Последствия гидроудара- затопило квартиру
В случае повреждения центрального водопровода Может произойти отключения нескольких домов или района. То это уже чрезвычайное положение. Так как жильцы многоквартирных домов останутся не только без питьевой воды, но и без канализации.
Ну а если в результате гидроудара повреждается труба горячего водоснабжения. То это может привести к серьёзным ожогам.
Температуру горячей воды в квартире по нормативу читайте здесь
Как избежать гидроудар в водопроводе
Есть несколько способов предотвратить гидроудар в квартире и частном доме.
Плавное перекрытие системы водоснабжения
Также важную роль играет эластичность труб, как они могут деформироваться под давлением. Но стоит отметить, что эти мероприятия, лишь растягивают процесс, снижая его мощность, и соответственно воздействие на систему водоснабжения..
Все запуски и выключения трубопровода должны производиться плавно. Для того чтобы обеспечить равномерное изменение давления в трубах.
Защита от гидроудара в системе водоснабжения
Правильная защита от гидравлических ударов, должна быть направлена на снижение их интенсивности. И грамотно нейтрализовать воздействия повышенного давления.
Использование компенсаторов
Компенсаторы — это емкости в форме цилиндра, внутри которых располагается пружина. Одна сторона пружины упирается упирается в верхнюю часть цилиндра, а другая – в пластиковый подвижный диск.
Компенсатор гидроудара
Когда давление в системе повышается, вода сжимает пружину и давит на диск., Если давление понижается сила, пружина, за счет упругости восполняет потерю давления.
Также для защиты от гидроудара используются мембранные компенсаторы и гидроаккумуляторы.
При необходимости давление можно изменить до нужного, подключив насос. Обычно на 20-30% выше рабочего в системе водоснабжения.
В том случае, когда в трубах возникает избыточное давления, то оно будет сбрасываться внутрь емкости за счет растяжения эластичной мембраны и снижения объема воздуха внутри бака.
Амортизирующие приспособления
В качестве амортизатора можно использовать вставки из армированного пластика или термостойкого каучука.
Эти вставки способны как растягиваться, так и сжиматься при резких перепадах давления, что позволит уменьшить воздействия на трубы водопровода.
Защитный термостат
Для защиты от гидроудара, также применяют термостат. У этого устройства имеется пружинный механизм, находящийся между клапаном и термоголовкой.
При повышении давления пружина срабатывает и не дает клапану полностью закрываться. Как только давление снижается, клапан начинает плавно закрываться.
Важно! Термостат всегда устанавливают только по направлению указанному, стрелкой на корпусе.
Возможность шунтирования
Если вы хорошо разбираетесь как устроен термостат, то можете установить шунт с просветом 0,2- 0,4 мм или сделать отверстие такого же диаметра.
Основная задача этого элемента – если возникнут перегрузки, плавно снижать давление Устанавливается по направлению водного потока.
Защитный (предохранительный) клапан
Данные устройства работают очень просто. Если давление в местах установки защитных клапанов выше допустимых параметров. Клапан открывается и происходит быстрый сброс давления. При падение давления до нормального значения, клапан медленно закрывается.
Также защищает насос или насосную станцию в случаях непредвиденной остановки, например отключения электричества. Устанавливают его после обратного клапана, на отводе от трубопровода, рядом с насосом.
Что такое гидроудар и как он может навредить системам водоснабжения и отопления
Одной из наиболее распространенных причин повреждения трубопроводов в системах отопления и водоснабжения является гидроудар. Гидроударом нарывается резкое увеличение давления воды в трубопроводах и сосудах. Гидроудар характеризуется появлением стуков, щелчков в трубопроводах, вибрацией трубопроводов. Сильные гидроудары могут привести к разрушению трубопроводов и сосудов.
Классификация и причины
Гидроудары подразделяются на 2 категории: положительные и отрицательные. Отрицательные образуются в результате поступления воды с высоким давлением в участок трубопровода с пониженным давлением. Положительные гидроудары появляются из-за быстрого увеличения скорости движения или резкого ее останова. Они представляют большую угрозу для трубопроводов по сравнению с отрицательными.
Причины возникновения положительных гидроударов:
Вероятность возникновения гидроударов прямо пропорциональна длине участка трубопровода от одной задвижки (или вентиля) до другой. Это объясняется тем, что, чем больший объем жидкости может собраться перед запорной арматурой, тем более вероятно возникновение гидроудара.
Наличие в системе шар-кранов (или пробковых кранов) также способствует возникновению гидравлических ударов. Такой вид арматуры можно открыть в течение короткого промежутка времени. В результате в участок трубопровода, находящийся за шар-краном, быстро поступает большое количество жидкости. Причиной появления гидроударов также может быть соприкосновение жидкостей с разной температурой.
Последствия и профилактика
Гидравлические удары могут являться причиной нарушения герметичности и разрушения трубопроводов и сосудов системы отопления и водоснабжения. Также может пострадать имущество, находящееся рядом с трубопроводами. Особую опасность представляют гидроудары в системах горячего водоснабжения и отопления (из-за высокой температуры воды).
В результате гидроударов может произойти затопление помещений, разрушение конструкций зданий и сооружений (особенно в холодное время года). Может произойти прекращения электроснабжение и, как следствие, выйти из строя насосное оборудование (а это, в свою очередь, повлечет за собой прекращение подачи воды). Гидроудары даже могут стать причиной пожаров (из-за короткого замыкания в системе электроснабжения).
Для предотвращения возникновения гидравлических гидроударов необходимо избегать резкого поступления жидкости с большим давлением в участок трубопровода с меньшим давлением. Также нужно избегать быстрого смешивания жидкостей с разной температурой в системах водоснабжения и отопления. Для этого необходимо открывать водопроводную арматуру плавно, чтобы вода в участок трубопровода, находящийся за задвижкой или вентилем, поступала медленно.
Гидроудар в трубопроводе – причины и последствия
О том, каким образом возникает такое опасное явление и как его избежать, будет подробно рассказано в данной статье.
Природа гидравлического удара в трубопроводах
Гидроудар — это ударная волна, которая распространяется по поверхности водопровода, а также по элементам арматуры. При повышении давления – положительный, при падении – отрицательный. Проявляется при заполнении пустого водопровода или резком закрытии крана. Разрушительное действие такого явления связано, прежде всего, с невозможностью жидкости сжиматься.
Причины
Причиной гидроудара могут также стать:
Включение и отключение насоса может быть спровоцировано нестабильным электроснабжением объекта, на котором находятся мощные насосные станции для перекачки воды. Воздушные пробки также занимают не последнее место в возникновении такого опасного явления, поэтому прежде чем эксплуатировать замкнутые системы с жидкостью, следует убедиться в полном отсутствии воздуха в них.
Последствия
При многократном воздействии высокого давления, которое возникает в результате гидравлического удара, даже очень надёжные системы могут потерять герметичность. Разрыв трубопровода может произойти и от однократного, но сильного гидравлического удара.
В результате такого воздействия водоснабжение объектов, к которым подведена водопроводная труба, полностью прекращается. К сожалению, последствия такого явления не ограничиваются только отсутствием воды в кране.
Если разрыв трубы произошёл в многоквартирном доме, то после разрыва трубы и попадания жидкости в жилое помещение будет повреждено имущество владельцев квартиры, а также соседей этажом ниже.
Если разрывается магистральная труба водопровода, по которой снабжается водой целый район города, то авария уже может расцениваться как ЧП.
В результате такого происшествия жильцы десятков многоквартирных домов останутся не только без питьевой воды, но и без канализации, так как все бачки унитазов запитываются от трубы холодного водоснабжения. Воспользоваться душем, даже при неповреждённом трубопроводе с горячей водой, также вряд ли получится.
Если в результате гидравлического удара повреждается труба с горячей водой, то такое происшествие, кроме материального ущерба, может привести к серьёзным ожогам. Особенно опасна может быть разгерметизация системы отопления, в которой теплоноситель всегда находится под значительным давлением, а температура жидкости составляет более +70 градусов.
Последствия от возникновения гидроудара, могут привести к значительному ущербу, поэтому так важно научиться предотвращать появление резкого усиления давления в трубопроводах.
Способы защиты
Значительно снизить вероятность возникновения гидравлического удара, можно если следовать следующим правилам при проведении монтажа водопроводов и их эксплуатации.
Как защитить от гидравлического удара коммуникации в квартире
Разгерметизация водопровода в квартире может привести к очень серьёзным последствиям, особенно в том случае, когда вследствие прорыва, был причинён ущерб соседям, квартира которых расположена этажом ниже, где произошла авария.
На участке водопровода находящегося в квартире, могут быть установлены старые металлические трубы, которые со временем ржавеют и могут разрушаться в процессе эксплуатации, не говоря уже об убийственной» силе гидроудара.
ВАЖНО! Чтобы свести к минимуму вероятность возникновения протечки, рекомендуется установить краны вентильного типа, которые в силу конструктивной особенности не способны мгновенно перекрыть воду. Шаровые рычажные краны, которые так удобны не только на кухне, но и душе, могут стать причиной серьёзной аварии.
Несмотря на то что гидроаккумуляторы наиболее часто используются в частных домах, водоснабжение которых осуществляется посредством насоса находящегося в глубокой скважине, такие изделия помогут защитить и водопровод находящийся в квартире от гидроудара.
Кроме этого, накопленная жидкость в таких устройствах, можно будет использовать в случае временного отключения водоснабжения. Защитить водопровода от гидроудара можно также с помощью специальных гасителей, которые устанавливаются в трубу холодного или горячего водоснабжения.
Самовольно устанавливать какие-либо приборы в системе централизованного отопления категорически запрещается. Чтобы защитить жилплощадь от возникновения гидроудара, следует допустить специалиста управляющей компании во время тестового запуска отопления.
Если все воздушные пробки будут вовремя удалены из радиаторов и трубопроводов, то можно будет не опасаться гидроудара, по причине соблюдения всех необходимых мер для предотвращения такого явления в котельной и на пути доставки теплоносителя в квартиру.
Чтобы уменьшить риск разгерметизации систем горячего водоснабжения, рекомендуется также заменить краны на винтовые конструкции, а трубопровод сделать из современных материалов, которые позволяют максимально эффективно справляться с избыточным давлением в трубопроводе.
Несколько слов о теории гидроудара
Возникновение гидравлического удара возможно только по той причине, что жидкость не сжимается настолько, чтобы произошла компенсация резкого скачка давления. При увеличении давления в одном месте его сила распространяется на весь участок трубопровода, и найдя «слабое звено» приводит к деформации либо разрушению материала.
Такой эффект возникающий в трубопроводах высокого давления был впервые обнаружен российским учёным Н. Е. Жуковским в конце XIX века. Жуковским также была выведена формула, по которой можно рассчитать минимальное время необходимое для закрытия крана, чтобы избежать опасного повышения давления в замкнутой системе водопровода.
Природа гидравлического удара в трубопроводах: методы борьбы- Обзор +Видео
Природа гидравлического удара может быть различной. Как исключить опасное явление, рассмотрим далее.
Особенности явления гидроудара.
Встретившись с препятствием, жидкость все также течет с большой скоростью. Далее на первые слои воды налетают следующие потоки, уплотняя его.
Нарастающие слои увеличивают давление внутри трубы, вода пытается удалить часть составляющей, чтобы осуществить разрядку.
Поздние последствия ударов:
1.разрывы труб из металла, сделанных с помощью сварки.
2.разрыв изделия по резьбе.
3.разрывы трубы из пластика.
4.неисправность подмоток либо уплотнительных прокладок.
5.попадание арматуры для затвора в водопроводную систему.
6.появление сбоя в работе манометров.
7.неполадки в работе счетчиков для воды.
Если причиной удара становится задвижка либо шаровый механизм, то последствия можно сразу не увидеть, а некоторым показаться безвредными.
Внимание! Если обнаружились первые признаки дефекта трубы либо арматуры, надо немедленно устранять проблему. Гидроудары вызывают образование трещин, расколов в трубопроводах, повреждают оборудование.
Щелчки можно услышать на участках перехода труб одного размера к патрубкам с меньшим диаметром. Транспортируемая жидкость в месте соединения сталкивается с небольшим препятствием.
Внимание! Постоянные удары внутри системы сокращают срок годности труб.
Данное явление может вызвать такие последствия как:
1.поломка оборудования. При нарушении герметичности трубопроводов страдают приборы для отопления.
2.порча имущества. Удары могут стать причиной потопа в квартире.
3.возможность появления ожогов, если гидроудары прорвут теплоснабжение, и из труб хлынет кипяток.
Справка! Шестьдесят процентов чрезвычайных ситуаций на трубопроводах возникает из-за гидроударов, страдают в первую очередь износившиеся трубы, покрытые снаружи слоем коррозии.
Постоянные гидроудары могут спровоцировать самую опасную аварию – прорыв трубы
Гидроудары наиболее опасны и доставляют большие неприятности в системах теплых полов. По контурам полов двигается горячая жидкость. На объем последствий влияет место, на котором образовалось препятствие. При наличии преграды в начале системы давление увеличится незначительно, если преграда образуется в конце трубопровода, то давление повысится сильнее.
Как правило, гидравлический эффект возникает, если при монтаже системы отопления использованы разнокалиберные изделия. Если посредством переходников контуры не уравнены в диаметре, значит, давление однозначно увеличится.
В качестве противоударной защиты в трубопровод монтируют клапан в виде термостата.
Из-за чего возникает гидроударное явление.
Если трубопровод полностью либо частично утрачивает проходимость, то внутри возрастает давление.
Неправильная прокладка водопроводов приводит к возникновению внутри нее щелчков и стуков, которые свидетельствуют о гидроударах. Возникают звуки при внезапном прекращении течения жидкости в системе, а затем ее возобновлении.
При нахождении жидкости внутри трубы на препятствие, ее скорость снижается, при этом объем постоянно увеличивается. Не имея выхода для разгрузки, поток создает волну в обратном направлении, которая сталкивается с общим потоком, увеличивает давление порою до максимального показателя 20 атмосфер.
Герметичность трубы не дает выйти жидкости наружу, образующаяся сила удара несет большую опасность в виде разрыва трубопровода.
Для систем отопления и водоснабжения следует применять специальные трубы без швов согласно Гост 3262 – 75, или напорные изделия из металлопластика, выполненные по Гост 18599.
Причинами для возникновения гидроударов считают:
1.неполадки функционирования насоса, обеспечивающего циркуляцию.
2.скопление воздуха внутри системы.
3.перебои в электроснабжении.
4.резкое перекрытие арматуры для затвора.
В автономной системе отопления все чаще устанавливают шаровые краны, которые не имеют плавного хода. Быстрое движение крана имеет отрицательное свойство, потому что становится причиной гидроударов.
Использование винтовых кранов считается более безопасным, потому что устройство обеспечивает плавное раскручивание буксы.
Гидроудар возникает, если запускают систему с невыпущенным воздухом. Вода, попадая в трубу, наталкивается на воздушную пробку, которая придает потоку обратную амортизацию.
Устранить причины возникновения гидроударов может установка защиты систем трубопроводов.
Для этого применяют различные методы.
1.Поэтапное перекрытие трубопроводной системы.
Плавный запуск или отключение системы гарантирует отсутствие гидроудара, это требование указано в Гост.
Так как стенки труб упругие, то ударная энергия воздействует не сразу всей мощностью. Трубы компенсируют часть удара за счет деформации конструкции, поэтому нарастание силы удара происходит постепенно.
Поэтому если суммарная сила удара будет одинаковая, то воздействие его будет постоянно снижаться. Плавное или поэтапное включение гарантирует постепенное нарастание давления, что повлечет незначительные повреждения труб.
Внимание! Лучше устанавливать запорную арматуру с большим промежутком времени для перекрытия или подачи воды.
2.Установка автоматических конструкций.
Автоматическое управление должно иметь настройку на плавное изменение давления в трубопроводе. Для этого устанавливают насосы, имеющие функцию автоматического изменения количества оборотов, или оборудование, работающее с помощью электронного управления, внутри которого стоят частотные преобразователи.
Внимание! Автоматические устройства позволяют осуществлять контроль за потоком жидкости и ее давлением в системе.
Автоматические насосы с регулировкой количества оборотов плавно увеличивают, либо понижают водяное давление. Автоматика направлена на выполнении двух задач: контроль за перепадами давления и его регулировка при необходимости.
Как модернизировать систему
Работы п модернизации предполагают проведению комплекса мероприятий по установке оборудования для нейтрализации высокого давления.
1.Использование амортизаторов либо компенсаторов.
Данные устройства направлены на выполнении основных функций: сбор лишней жидкости и устранение ее из системы, также гашение гидроударов.
Компенсатор в виде гидроаккумулятора монтируют в направлении транспортировки воды на участках, где чаще всего скачет давление. Устройство имеет форму стальной колбы в 30 литров, которая состоит из двух секций, разделенных с помощью резиновой либо каучуковой мембраны.
Когда давление увеличивается, удары «попадают» в резервуар. При поднятии водяного столба резиновая мембрана изгибается по направлению воздушного резервуара, так искусственно увеличивают объем трубы.
Амортизирующими устройствами выступают армированные термостойкие трубы с помощью каучука либо пластика. Чтобы получился желаемый эффект, используют контур в тридцать сантиметров. При большой протяженности трубопровода участок с амортизирующей трубой удлиняют до десяти сантиметров.
2.Монтаж клапана для защиты в виде диафрагмы.
Диафрагменный клапан располагают рядом с насосом на отводной трубе, чтобы обеспечить выпуск воды, если давление увеличится.
Справка! Работу клапана может регулировать котроллер, либо пилотное устройство быстрого реагирования.
При резком повышении давления из-за остановки работы оборудования срабатывает клапан. При нагнетании опасной ситуации клапан открывается, при нормализации давления он плавно закрывается.
3.Установка шунта на терморегулирующий клапан.
Шунт изготавливают в виде узкой трубочки, имеющей просвет до 0.4 миллиметра, ее ставят в направлении движения теплоносителя. Функцией элемента считается постепенное понижение давления при перегрузках.
Шунтирование системы используют во время монтажа автономных трубопроводов, где применяются новые трубы. Потому что на ржавых трубах шунт не будет выполнять свои задачи.
Важно! Если система использует шунт, то вход в отопительную трубу оснащают качественным водяным фильтром.
4.Применение защитного термостата.
Термостат контролирует уровень давления и прекращает ее работу, если он достигнет максимального значения. Конструкция имеет пружинный механизм, который расположен между клапаном и термоголовкой. Механизм в виде пружины начинает работу при повышении давления, не позволяет, чтобы клапан закрылся полностью. При установке надо отслеживать положение устройства так, как показано на корпусе прибора.
Профилактика от образования гидроударов.
Во время эксплуатации систем трубопроводов следует соблюдать требования и правила Гост. Также надо периодически проводить профилактику работы системы. Все элементы конструкции и процессы, происходящие в них взаимосвязаны. Если состояние труб неудовлетворительное, то возникновение гидроудара лишь завершит плачевное положение дела.
Постоянное увеличение давление, вибрация в трубах образуют трещины в металлических изделиях. С возникновением гидроудара неполадки проявляются первым делом на участках соединения, изгибов, швах трубопровода.
Что нужно делать для профилактики
1.Периодически проверяют безопасную работу защитного клапана, манометра, воздухоотводчика.
2.проверяют давление в конструкции, расположенной за мембраной камеры для искусственного расширения трубы. При необходимости корректируют работу.
3.проводят тестовые испытания на отсутствие утечек, выявляют уровень износа системы.
4.проверяют вентиля арматуры для запора на наличие течи.
5.очищают фильтры, которые задерживают ржавчину, песок и т.д.
Профилактические меры содержат несложные работы, которые стоит выполнять, чтобы при необходимости обойтись небольшими ремонтными работами.
Работу по профилактике проводят комплексно, именно такой метод исключит гидроудары и продлит срок эксплуатации трубопровода.