> Novice >
Vodni udar v cevovodnih sistemih: vzroki, posledice in zaščita ventilov
Vodni udar je eden izmed pojavov, ki lahko v cevovodnih sistemih povzroči nenadne in zelo visoke tlačne obremenitve. Posledice se lahko odražajo v poškodbah cevovodov, ventilov, tesnil in druge opreme, v skrajnih primerih pa lahko pride tudi do resnejših poškodb sistema. Zato je pri načrtovanju in izbiri armature pomembno razumeti vzroke za nastanek vodnega udara ter upoštevati ustrezne ukrepe za njegovo omejevanje.
Kako nastane vodni udar?
Do hidravličnega vodnega udara pride predvsem zaradi nenadne spremembe hitrosti toka tekočine. Tipičen primer je hitro zapiranje ventila, pri katerem se gibanje tekočine v zelo kratkem času zaustavi. Kinetična energija toka se pri tem pretvori v tlačni impulz, ki se po cevovodu širi kot tlačni val in se lahko na različnih mestih sistema odbija.
Višina tlačnega sunka je odvisna predvsem od hitrosti tekočine, hitrosti zapiranja ventila, lastnosti medija ter geometrije cevovoda. Pri neugodnih pogojih lahko trenutni tlak bistveno preseže običajni obratovalni tlak sistema.
Poseben primer predstavlja kavitacijski vodni udar. Če tlak v sistemu lokalno pade pod tlak uparjanja tekočine, lahko nastanejo parni mehurčki, ki ob ponovni kondenzaciji povzročijo dodatne tlačne sunke. Ti so lahko za posamezne komponente sistema zelo obremenjujoči.
Vodni udar v parnih in kondenzatnih sistemih
Vodni udar ni omejen zgolj na sisteme z vodo. Pomemben dejavnik je tudi termični vodni udar, ki se pogosto pojavlja v parnih in kondenzatnih sistemih.
Do njega lahko pride, ko vroča para pride v stik z večjo količino kondenzata ali ko se kondenzat različnih temperatur nenadoma združi. Hitre spremembe agregatnega stanja in prostornine povzročijo močne tlačne sunke. Tveganje je še posebej izrazito pri zagonu hladnega sistema, ko je količina kondenzata običajno največja.
Ustrezno odvajanje kondenzata, pravilna razporeditev cevovodov in pravilna izbira parnih oziroma kondenzatnih komponent so zato ključni za zmanjšanje nevarnosti vodnega udara.
Meh ventila FABA®-Supra-C PN 40 po vodnem udaru s tlakom 200 bar
Vpliv vodnega udara na ventile
Ventili so lahko zaradi tlačnih sunkov izpostavljeni zelo visokim mehanskim obremenitvam. Obremenitve ne vplivajo le na telo ventila, temveč tudi na tesnila, povezave in tesnjenje vretena.
Pri izbiri ventila za sisteme, kjer obstaja možnost vodnega udara, je zato pomembna ustrezna izbira materialov in konstrukcije. Duktilni materiali lahko bolje prenašajo nenadne obremenitve, medtem ko je treba posebno pozornost nameniti tudi konstrukciji ventila.
Kot primer armature, pri kateri so konstrukcijske rešitve prilagojene zahtevnim obratovalnim pogojem, lahko izpostavimo ventile ARI FABA®. Pri razvoju izvedbe FABA®-Plus je bila konstrukcija optimizirana z vidika porazdelitve mehanskih napetosti, s čimer je bila izboljšana tudi odpornost ventila proti obremenitvam zaradi vodnega udara.
Pomemben element so tudi tesnila. Pri visokih tlačnih sunkih lahko pride do poškodb ali celo do iztisa tesnil, zato lahko konstrukcijske rešitve z izboljšanim mehanskim zadrževanjem tesnila pomembno povečajo zanesljivost armature.
Pri izvedbi ARI FABA®-Supra C je uporabljena konstrukcija z dvostenskim mehastim tesnilom, pri kateri notranji del dodatno ščiti tesnilo pred vplivom medija in tlačnih sunkov. Takšna zasnova zmanjšuje možnost neposrednega vpliva vodnega udara na tesnilne elemente in prispeva k večji obratovalni zanesljivosti ventila.
Imate vprašanje? Potrebujete nasvet?
Sporočite nam in eden izmed naših predstavnikov vam bo odgovoril v najkrajšem možnem času.
skeniraj za klic
Kako zmanjšati tveganje?
Najbolj učinkovit pristop je preprečevanje oziroma omejevanje nastanka tlačnih sunkov že na ravni sistema. Med pomembnejše ukrepe sodijo:
- nadzorovana hitrost odpiranja in zapiranja ventilov,
- ustrezna regulacija zagona in zaustavitve črpalk,
- omejevanje hitrosti toka,
- pravilno dimenzioniranje cevovodov,
- ustrezno odzračevanje in odvajanje kondenzata,
- uporaba elementov za dušenje tlačnih sunkov,
- izbira ventilov, ki so konstrukcijsko prilagojeni zahtevnim obratovalnim pogojem.
Če vodnega udara ni mogoče v celoti preprečiti, je toliko pomembneje, da so ključne komponente sistema projektirane z zadostno mehansko rezervo in prilagojene pričakovanim tlačnim obremenitvam.
Pri zahtevnih aplikacijah je zato pomembna tudi izbira ustrezne konstrukcije ventila. ARI FABA®-Supra je zasnovan z več konstrukcijskimi rešitvami, ki povečujejo odpornost proti obremenitvam zaradi vodnega udara. Pri izvedbi FABA®-Supra C je bilo v testiranjih doseženih do 200 bar tlačnih sunkov vodnega udara, pri čemer niso zaznali deformacije ali puščanja.
Zanesljiva armatura za zahtevne aplikacije
Vodni udar je pojav, ki ga moramo pri načrtovanju cevovodnih sistemov upoštevati. Za zanesljivo in varno delovanje sistema je potrebno upoštevati celotno hidravlično zasnovo, dinamiko obratovanja ter izbiro ustrezne armature.
Pri zahtevnih industrijskih aplikacijah lahko pravilna izbira ventila in njegove konstrukcije pomembno prispeva k večji obratovalni varnosti, daljši življenjski dobi opreme in zmanjšanju tveganja za izpade sistema.
V podjetju GIA-S vam lahko pomagamo pri izbiri ustrezne industrijske armature glede na obratovalne
Dvostensko mehasto tesnilo
Pomemben element so tudi tesnila. Pri visokih tlačnih sunkih lahko pride do poškodb ali celo do iztisa tesnil, zato lahko konstrukcijske rešitve z izboljšanim mehanskim zadrževanjem tesnila pomembno povečajo zanesljivost armature.
Pri izvedbi ARI FABA®-Supra C je uporabljena konstrukcija z dvostenskim mehastim tesnilom, pri kateri notranji del dodatno ščiti tesnilo pred vplivom medija in tlačnih sunkov. Takšna zasnova zmanjšuje možnost neposrednega vpliva vodnega udara na tesnilne elemente in prispeva k večji obratovalni zanesljivosti ventila.
V podjetju GIA-S vam lahko pomagamo pri izbiri ustrezne industrijske armature glede na obratovalne pogoje, medij, tlak in temperaturo ter posebnosti posamezne aplikacije.
Imate vprašanje? Potrebujete nasvet?
Sporočite nam in eden izmed naših predstavnikov vam bo odgovoril v najkrajšem možnem času.
skeniraj za klic
