Vodní ráz je nazýván nejčastější příčinou nouzových situací v potrubích, kterými cirkuluje jakákoli kapalina. Vodní kladivo ve vodovodním systému je prudké a silné zvýšení tlaku vody, vyvolané rychlou změnou rychlosti jejího toku. Prvními příznaky tohoto jevu jsou klepání a kliknutí, tupé klepání, výskyt netěsností na křižovatce prvků vodovodního systému nebo netěsné kohoutky. Výsledkem působení tlakových rázů je porušení těsnosti s destrukcí potrubí.
Prasklina v potrubí způsobená neustálým vodním rázem. Zdroj uerria.witclub.info
Příčiny
Vědět, co je vodní kladivo ve vodovodním systému, je snadné identifikovat důvody jeho výskytu. V tomto případě je nutné rozlišovat mezi negativními a pozitivními hydraulickými rázy. První nastává, když voda s vysokým tlakem vstupuje do části potrubí s výrazně sníženým tlakem kapaliny. Druhé, ve svých důsledcích nebezpečnější, vznikají při zvýšení tlaku v důsledku rychlého prudkého zvýšení rychlosti jeho proudění nebo naopak zastavení. V praxi se to děje kvůli:
- náhlé uzavření ventilů nebo kohoutků;
- zapnutí nebo vypnutí čerpacího zařízení (včetně situací spojených s výpadkem proudu);
- vzduchové zácpy;
- dostupnost trubek různých průměrů.
Stojí za zmínku, že s rozšířením kulových konstrukcí ventilů a kohoutků se opotřebení vodovodních potrubí v důsledku tlakového rázu stalo výraznějším. Na rozdíl od klasického šroubového provedení vyžaduje kulové provedení výrazně méně času na otevření/zavření uzavíracích ventilů. K tomu stačí jedním pohybem ruky otočit rukojetí o 90 stupňů. A to je samozřejmě rychlejší než několik otočení ventilu.
Kulové a ventilové uzavírací ventily pro rozvody teplé a studené vody Zdroj nurai-invest.kz
Pravděpodobnost vodního rázu je tím vyšší, čím delší je potrubí a čím větší je potenciální objem kapaliny, která se může shromáždit před uzavíracími ventily nebo v místě zúžení potrubí.
Důsledky vodního rázu
Případné havárie s dodávkou vody jsou spojeny nejen s materiálními škodami na samotném potrubí, ale také s náklady na odstranění následků vystavení okolních objektů vodou. To se zvláště zhoršuje u potrubí s horkou vodou a potrubí pod vysokým tlakem. V těchto situacích dokonce existuje nebezpečí pro zdraví a životy lidí a domácích zvířat. Mohou se opařit nebo zranit. Po tomto negativním jevu mohou následovat zejména následující:
- zničení potrubí;
- zaplavení bytových, administrativních a užitkových prostor;
- porucha čerpacího zařízení a uzavíracích ventilů;
- poškození nábytku, domácích spotřebičů, počítačů a podobně;
- přerušení dodávky vody;
- zničení konstrukcí budov a konstrukcí (zejména v zimě, kvůli síle expanze, když vlhkost zamrzne);
- přerušení dodávky elektřiny;
- požáry v důsledku zkratu elektrického vedení.
Nehody na dálničních sítích mohou způsobit dopravní zácpy, v zimě náledí způsobené poryvy obvykle na nějakou dobu zcela blokuje provoz vozidel.
Prevence a ochrana
Prevence a ochrana proti vodnímu rázu je založena na dvou věcech. Jedná se o správnou činnost a přímou ochranu proti vodnímu rázu ve vodovodním systému. První se týká především minimalizace případů okamžitých změn rychlosti proudění v důsledku nesprávného lidského jednání. K tomu musí být veškeré zapínání a vypínání potrubí provedeno hladce, aby byla zajištěna rovnoměrná změna tlaku po určitou dobu. K preventivním opatřením patří také kontrola těsnosti systému, pravidelná výměna a čištění filtrů a kontrola funkčnosti prvků vodovodu.
Popis videa
Nejoblíbenější ochrana proti vodnímu rázu je jasně popsána v následujícím videu:
Technické prostředky ochrany
Systém musí být maximálně chráněn před neuváženým lidským jednáním, nesprávnou obsluhou a předčasnou a neúplnou údržbou. K dosažení tohoto cíle existuje řada technických řešení, jak minimalizovat následky tlakových rázů kapalin ve vodovodních a topných sítích a zabránit jejich vzniku.
Výměna potrubí
K tomu je nutné provést revizi celého potrubí, staré ocelové trubky je vhodné vyměnit za moderní z polymerních materiálů. Jsou spolehlivější, prakticky odolné vůči korozi a déle vydrží. V tomto případě musí být potrubí vybráno s ohledem na provozní podmínky (tlak a teplota v síti) s malou rezervou v parametrech. Pro snížení průtoku je vhodné volit produkty s maximálním možným průměrem pro tlak. Najděte střední cestu.
Moderní spolehlivé trubky a spojovací prvky vyrobené z polymerních materiálů Zdroj santehnika-nk.ru
Výměna uzavíracích ventilů
Nahrazení kulových kohoutů ventilovými ventily lze nazvat návratem do minulosti, ale vyhnete se tak náhlým změnám tlaku bez ohledu na to, jak se uzavírací ventily otevírají a zavírají. Není nutné měnit všechna uzamykací zařízení, můžete se omezit pouze na ta, která jsou pro systém kritická.
Instalace prvků pro tlumení nárazů
Použití zesílených plastových nebo pryžových vložek, které se mohou během tlakových rázů natáhnout nebo stlačit, sníží deformační účinky na zbývající části potrubí. Stěny tlumičů, na rozdíl od tuhých trubek, se při stlačení nebo roztažení nedeformují a vrátí se do původního stavu, přičemž na sebe berou většinu nárazu kapaliny. U většiny systémů stačí úsek 20 až 40 centimetrů.
Aplikace kompenzátorů
Kompenzátory jsou válcové nádoby (obrácené sklo), uvnitř kterých je pružina. Jeho jeden konec se opírá o horní pevnou část obráceného „skla“ a spodní konec o pohyblivý plastový disk. Při zvýšení tlaku v systému voda tlačí na kotouč a stlačuje pružinu, při poklesu pružná síla pružiny kompenzuje ztrátu tlaku.
Lokální kompenzátor (mechanický) pro vodní ráz pro zásobování vodou Zdroj gothac.rickyhil.com
Kompenzační ochrana proti vodnímu rázu ve vodovodním systému se také provádí pomocí hydraulických akumulátorů. Toto zařízení je nádrž o určitém objemu rozdělená na dvě části (s vodou a vzduchem) pryžovou membránou. V případě přetlaku dojde k jeho uvolnění do nádrže v důsledku natažení pryžové membrány a snížení objemu vzduchu uvnitř nádrže.
Použití čerpadel s frekvenčním měničem
Takové čerpací zařízení díky automatizaci umožňuje plynulé spouštění a zastavování pracovních částí. To umožňuje vyhnout se rychlému nárůstu tlaku, který způsobuje vodní ráz. Frekvenční měnič reguluje a nastavuje počet otáček čerpacího kola za jednotku času změnou frekvence střídavého proudu přijímaného z elektrické sítě. Nastavení se provádí automaticky v závislosti na hodnotách parametrů přenášených senzory.
Pojistné ventily
Princip fungování těchto zařízení je poměrně jednoduchý. Když hodnoty tlaku v místech instalace ventilu dosáhnou hodnot nad kritickými parametry, ventily se otevřou a kapalina se vypustí.
Mohou to být samostatná zařízení, k jejichž otevření dochází v důsledku činnosti mechanismů nebo elektronických senzorů, nebo mohou být součástí systému sestávajícího z mnoha senzorů a ventilů řízených počítačem.
Popis videa
Příklad ochranného zařízení pro tlumení vodního rázu ve vodovodním systému viz video:
Závěr
Tlakové rázy nebo vodní rázy jsou nebezpečným jevem, který je neodmyslitelně spojen s provozem vodovodních nebo topných systémů. Jejich počet a negativní dopady lze minimalizovat pomocí preventivních opatření a technických řešení. Aby bylo možné tento problém komplexně vyřešit, co nejvíce předejít rizikům ohrožení osob a materiálním škodám, je lepší obrátit se na profesionály.
