واحدة من المشاكل الرئيسية في تشغيل أنظمة التدفئة المستقلة وإمدادات المياه هي انخفاض الضغط. يمكن أن تتسبب المطرقة المائية في نظام إمدادات المياه وتسخين المياه ، الناتجة عن هذا الانخفاض الحاد ، في حدوث أضرار خطيرة. يجب تحذيره ، توافق؟
سنخبرك بكيفية منع هذه الظاهرة وتحييد عواقبها السلبية ، مما يضمن التشغيل المستمر للدوائر. هنا سوف تجد الطرق المستخدمة لاستبعاد مطرقة المياه في الأنظمة التي تنقل المياه إلى صنابير المياه وأجهزة التدفئة.
تم وصف طبيعة المطرقة المائية بالتفصيل في المقالة المقدمة للتعرف عليها. يتم سرد التدابير الوقائية التي تستبعد حدوث حالة خطيرة. للحصول على تصور واضح لمخططات صعبة المرفقة الموضوع ، والرسوم التوضيحية الصور والفيديو.
ما هي مطرقة الماء؟
المطرقة المائية هي عبارة عن زيادة ضغط قصيرة المدى ولكنها كبيرة في نظام مملوء بالسوائل. تحدث هذه الظاهرة عندما يصطدم تيار مائع بعائق في طريقه. تتضمن الأمثلة النموذجية لحدوث مثل هذه الحواجز تداخلًا حادًا في الصمامات ، وتوقفًا مفاجئًا للمضخة ، وسدادة هواء ، وما إلى ذلك.
في مواجهة عائق ، يستمر تدفق المياه عن طريق القصور الذاتي في التدفق بالسرعة التي تحرك بها حتى ظهرت العائق. يتم ضغط الطبقات الأولى التي تتلامس مع العائق بنفس السرعة بسبب وصول الطبقات التالية.
نظرًا للحقن المستمر لطبقات جديدة من التدفق ، يزداد الضغط بسرعة ، ويبحث السائل عن طريقة لتفريغ جزء منه من أجل تصريفه.
معرض الصور
صورة من
خطر ظهور المطرقة المائية في وقت متأخر
تمزق الأنابيب المعدنية الملحومة
كسر الأنابيب الموضوع
تلف اللفات والجوانات
صمامات الإغلاق في نظام إمدادات المياه
إعداد مصنع مقياس الضغط
مشاكل عدادات المياه
تحدث حالة مشابهة دائمًا تقريبًا عندما ينكسر التدفق بصمام كروي أو صمام. للوهلة الأولى ، قد تبدو هذه الظاهرة غير ضارة. والكثير من الملاك لا يعطونه الكثير من الاهتمام.
ولكن في الواقع ، إذا وجدت المتطلبات الأساسية لعيب تختمر في الأنابيب والتجهيزات ، فمن المفيد القضاء عليه في أقرب وقت ممكن. في الواقع ، بسبب المطرقة المائية في نظام التدفئة ، تظهر الانقسامات والشقوق ، وكذلك تلف المعدات.
قد تسبق هذه المشكلة الخطيرة نقرات وطرق ، وكذلك ضوضاء غريبة في أنابيب إمدادات المياه ، مصحوبة بـ "هدير" مميز.
يحدث النقر في الغالب في تلك الأماكن حيث ترتبط الأنابيب الكبيرة بأقسام أصغر. تواجه المياه المتدفقة على طول جدرانها الداخلية عقبة ، وإن كانت أقل ، لكنها لا تزال.
يؤثر التواجد المنتظم لمطرقة الماء سلبًا على تشغيل النظام ، مما يقلل بشكل كبير من عمره
في حالة الطوارئ ، يمكن أن تؤثر آثار المطرقة المائية على:
- معدات (يتم كسر ضيق خطوط الأنابيب وتدمير أجهزة التدفئة) ؛
- خاصية (المياه المتدفقة خارج الشبكة المتضررة ستغرق المساكن وتؤدي إلى تلف الأثاث) ؛
- الأسرة (إذا حدث الانتهاك في نظام التدفئة ، فهناك خطر الحروق الحرارية الخطيرة).
ووفقًا للإحصاءات ، فإن "حصة الأسد" من حوادث خطوط الأنابيب ، والتي تصل إلى حوالي 60٪ ، تحدث بسبب المطرقة المائية. في كثير من الأحيان ، يمكن ملاحظة العواقب السلبية لهذا التأثير في الأنابيب البالية المغطاة بالتآكل.
يمكن أن تكون عواقب الصدمات الهيدروديناميكية العادية غير متوقعة ، وأكثرها شيوعًا هو اختراق.
تتسبب في تمديد معظم خطوط الأنابيب ، على سبيل المثال ، عند ترتيب "أرضية دافئة" ، على طول الخطوط التي يتم فيها تسخين السائل إلى درجة حرارة معينة.
تعتمد درجة الضرر إلى حد كبير على موقع الحاجز: إذا كان في بداية خط أنابيب ممتد ، فسيكون حجم الضغط المتزايد غير مهم ، ولكن إذا كان في النهاية سيكون أعلى بكثير.
في معظم الأحيان ، يتجلى التأثير عندما تشارك أنابيب بأقطار مختلفة في تركيب نظام التدفئة. إذا لم يتم إحضار الأنابيب "متعددة الحجم" بمساعدة المحولات إلى "القاسم المشترك" ، فإن زيادة الضغط في نظام التسخين أمر لا مفر منه. في هذه الحالة ، لحماية النظام ، تم تجهيز الدائرة بصمام خاص - ترموستات.
أسباب المطرقة المائية
تكمن الطبيعة الفيزيائية لهذه الظاهرة في خسارة كاملة أو انخفاض كبير في إنتاجية أنابيب المياه ، مما يؤدي إلى زيادة ضغط السائل في النظام.
في المنازل التي تم فيها تصميم وتجهيز الاتصالات الهندسية أميًا ، يمكن للمرء في كثير من الأحيان سماع النقر المميز والنقرات في خط الأنابيب.
إنها مظهر خارجي لمطرقة الماء وتنشأ عندما يتوقف تداول السائل فجأة في نظام مغلق ، ثم تستأنف حركته فجأة.
غالبًا ما تكون المقابس الطبيعية لخط الأنابيب انحشارًا في الحركة الجوية ، أو محولات من قطر أكبر إلى قطر أصغر ، أو صمامات إغلاق مثبتة
إذا ظهرت عقبة في طريق حركة الماء بسرعة معينة ، فستتباطأ سرعته وسيستمر الحجم في الزيادة. لا توجد طريقة للخروج ، فهي تشكل موجة متخلفة ، والتي ، تصطدم مع الجسم الرئيسي للمياه ، تزيد من الضغط في النظام. في بعض الأحيان يمكن أن تصل إلى عتبة 20 Atm.
نظرًا لضيق الخط ، فإن الحجم المتراكم ليس له مكان يذهب إليه ، لكن الطاقة القوية لا تزال تسعى إلى إيجاد مخرج إلى البيئة الخارجية. تخلق قوة الصدم الناتجة عن هذا الاصطدام خطر تمزق الأنابيب ، والذي ليس بهامش أمان مناسب.
لهذا السبب ، من أجل ترتيب النظام ، من الضروري استخدام أنابيب الغاز والماء غير الملحومة المكيفة لشبكات المياه التي تتوافق مع GOST 3262-75 ، أو نظائرها المعدنية-البلاستيكية الضيقة المصنوعة وفقًا لـ GOST 18599.
من التأثير الدائم للطاقة المائية ، سيتم تدمير كل من خط الأنابيب نفسه والعناصر الصلبة للنظام تدريجيًا أو بسرعة
العوامل الرئيسية التي تثير حدوث المطرقة المائية في الأنابيب هي:
- أعطال أو فشل مضخة الدوران ؛
- وجود الهواء في الحلقة المغلقة للنظام ؛
- انقطاع التيار الكهربائي؛
- عند الإغلاق المفاجئ لصمامات الإغلاق.
يمكن أن تحدث زيادة الضغط على المدى القصير في دائرة مغلقة بسبب حقن السائل فوق القاعدة المحددة إذا بدأت المكره في حركته بسرعات عالية عند تشغيل المضخة.
في الآونة الأخيرة ، عند تجهيز نظام تسخين مستقل ، بدلاً من الصمامات القديمة وصمامات البوابة ، يتم استخدام الصمامات الكروية بشكل متزايد ، ولا يوفر الجهاز تشغيلًا سلسًا.
قدرتها على الحصول على تأثير سريع المفعول لها جانب جانبي ، كونها أحد الأسباب الأكثر شيوعًا لمطرقة الماء.
إذا لم يتم إطلاق الهواء من النظام عند بدء تشغيل النظام ، في لحظة فتح الصمام الكروي ، يصطدم الهواء بسائل غير قابل للضغط عمليًا
من حيث السلامة ، تكون الصنابير اللولبية أكثر تفضيلاً ، نظرًا لأنه بسبب التفكيك التدريجي لصناديق المحور ، فإنها توفر فتح / إغلاق سلس لصمامات الإغلاق.
يحدث موقف مماثل عندما لا يتم إطلاق الهواء من الدائرة قبل بدء تشغيل النظام. في وقت فتح الصنبور ، يصطدم الماء بقابس هوائي يعمل في نظام مغلق كنوع من امتصاص الصدمات الهوائية.
كيف تتجنب المشكلة؟
سوف تساعد الحماية الفعالة لنظام أنابيب إمدادات المياه على تقليل شدة وتحييد تأثير الضغط الزائد.
تهدف آليات الحماية للأنظمة المستقلة ضد المطرقة المائية في معظم الحالات إلى تسهيل تدفق كتلة الماء
لمنع حدوث ضغط زائد من طبيعة واحدة ودائمة على حد سواء على قسم منفصل من الدائرة وعلى النظام بأكمله ككل ، يتم استخدام عدد من التدابير الأساسية.
الخيار 1. نظام تداخل ناعم
هذا هو أحد المتطلبات الأساسية لبدء وإغلاق أنظمة الأنابيب ، والتي تم توضيحها بوضوح في الوثائق التنظيمية.
والحقيقة هي أن طاقة الصدمة الهيدروليكية بسبب مرونة جدران الأنابيب لا تعمل في وقت واحد مع كل قوتها. بسبب تعويض التشوهات المرنة ، يتم تقسيمها إلى عدة فترات زمنية.
وبالتالي ، وبنفس قوة التأثير الكلية ، ستنخفض قوة التأثير في لحظة معينة بشكل ملحوظ. من خلال بداية لينة ، يمكن تمديد عملية تراكم الضغط في الوقت المناسب ، مما يقلل من الضرر الكبير للنظام.
عند اختيار صمامات الإغلاق ، يجب إعطاء الأفضلية للمنتجات التي لها فاصل زمني كبير نسبيًا لتداخل المياه
يتم تركيب الرافعات ، التي يوفر تصميمها فجوة كبيرة حتى يتم إيقاف تشغيل المياه ، في مرحلة تركيب المعدات.
الخيار 2. استخدام الأجهزة الأوتوماتيكية
يجب ضبط الأتمتة لتصحيح الضغط الساكن في النظام بسلاسة. لتحقيق التأثير المطلوب يساعد على تثبيت المضخات مع تغيير تلقائي للسرعة أو وحدات مع تحكم إلكتروني ، وهي مجهزة بمحولات تردد مدمجة.
سيسمح لك استخدام الأنظمة الأوتوماتيكية بالتحكم في تدفق السوائل ، وكذلك قراءة قراءات ضغطها في خط الأنابيب
المضخات المجهزة بالتحكم التلقائي في سرعة المحرك الكهربائي قادرة على زيادة / تقليل الضغط في النظام تدريجيًا. في الوقت نفسه ، يقوم البرنامج بمهمتين في وقت واحد: يراقب الضغط في إمدادات المياه ويضبط الضغط تلقائيًا.
معرض الصور
صورة من
هيدرووماكولاتور ضد المائية
عمل خزان الغشاء
خزان غشاء للتدفئة الداخلية
محطة ضخ إضافية
طرق ترقية النظام بشكل شامل
ينطوي التحديث الشامل للنظام على تركيب المعدات التي تهدف إلى تحييد آثار الضغط المفرط.
طريقة 1. استخدام وصلات التمدد وامتصاص الصدمات
تقوم أجهزة الامتصاص والمراكم في وقت واحد بأداء ثلاث وظائف: جمع السائل ، مع التخلص من حجمه الزائد من النظام ، وكذلك المساعدة في منع ظاهرة غير مرغوب فيها.
يتم تثبيت جهاز التعويض ، الذي يكون دوره هو المركم ، في اتجاه حركة الماء في تلك الفترات الزمنية من دائرة التسخين حيث يوجد احتمال كبير لتقلبات الضغط في النظام.
المركم الهيدروليكي أو المروي عبارة عن قارورة فولاذية بحجم يصل إلى 30 لترًا ، بما في ذلك قسمين يفصل بينهما غشاء مطاطي أو مطاطي.
عندما يحدث ضغط مفرط في النظام ، يبدأ عمود الماء في القسم الأول بالضغط على غشاء الفصل ، والذي ينحني بسببه في اتجاه غرفة الهواء
عندما يرتفع الضغط ، تبدأ الصدمات الهيدروليكية في الخزان. بسبب انحناء الغشاء المطاطي نحو غرفة الهواء في وقت رفع عمود الماء ، تم تحقيق تأثير زيادة حجم المحيط بشكل مصطنع.
نظرًا لأن أجهزة امتصاص الصدمات تستخدم أنابيب مصنوعة من المطاط المقوى المقاوم للحرارة أو البلاستيك المرن.
تعمل المادة المرنة لامتصاص الصدمات على إطفاء طاقة المطرقة المائية تلقائيًا عند النقطة التي وصل فيها الضغط إلى قيمة حرجة
لتحقيق التأثير المطلوب ، يكفي استخدام منتج بطول 20-30 سم.إذا كان خط الأنابيب بطول كبير ، يتم زيادة قسم امتصاص الصدمات بمقدار 10 سم أخرى.
الطريقة رقم 2. تركيب صمام أمان من نوع الحجاب الحاجز
يتم وضع صمام الأمان من نوع الحجاب الحاجز على مخرج الأنابيب بجوار المضخة من أجل تفريغ كمية محددة مسبقًا من الماء مع زيادة الضغط.
إن صمام الأمان ، المجهز بختم صلب ، والذي يؤدي وظيفة تخفيف الضغط السريع ، هو عبارة عن مصهر موثوق به للنظام المستقل
اعتمادًا على الشركة المصنعة ونوع الطراز ، يتم تشغيل صمام الأمان بواسطة الأمر الكهربائي لوحدة التحكم ، أو عن طريق جهاز تجريبي سريع المفعول.
يعمل الجهاز عندما يتجاوز الضغط مستوى آمن ، ويحمي محطة الضخ عندما تتوقف المعدات فجأة. عند حدوث زيادة خطيرة في الضغط ، يتم فتحه بالكامل ، وعندما ينخفض إلى المستوى الطبيعي ، يتم إغلاق المنظم ببطء.
الطريقة رقم 3. تجهيز الصمام الحراري بمحول
التحويلة عبارة عن أنبوب ضيق مع خلوص من 0.2-0.4 مم ، يتم تثبيته في اتجاه دوران المبرد. تتمثل المهمة الرئيسية للعنصر في تقليل الضغط تدريجيًا عند ظهور الأحمال الزائدة.
يتم وضع أنبوب ضيق ، لا يتجاوز نطاق المقطع العرضي منه 0.2-0.4 مم ، على الجانب الذي يدخل فيه السائل الترموستات
يتم استخدام طريقة الالتفافية في ترتيب الأنظمة المستقلة ، والتي يتكون خط أنابيبها فقط من أنابيب جديدة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن وجود الصدأ والرواسب في الأنابيب القديمة يمكن أن يقلل من كفاءة التحويل إلى "لا". لهذا السبب ، عند استخدام التحويلة في مدخل دائرة التسخين ، يوصى بتركيب مرشحات مياه فعالة.
الطريقة رقم 4. استخدام منظم الحرارة مع حماية فائقة
هذا نوع من الصمامات التي تراقب الضغط في النظام ولا تسمح له بالعمل بعد وصول المؤشر إلى نقطة حرجة. تم تجهيز الجهاز بآلية زنبركية تقع بين الرأس الحراري والصمام. تعمل آلية الزنبرك عند الضغط الزائد ، مما يمنع الصمام من الإغلاق تمامًا.
يتم تثبيت منظمات الحرارة هذه بدقة في الاتجاه المشار إليه على الغلاف.
أعمال صيانة
بالإضافة إلى التقيد الصارم بقواعد تشغيل خطوط الأنابيب ، تساعد التدابير الوقائية في الوقت المناسب على منع وقوع حادث. بعد كل شيء ، جميع العمليات في نظام إمدادات المياه أو دائرة التدفئة مترابطة. ومطرقة المياه ليست سوى "قطرة" نهائية مدمرة يمكن أن تؤدي إلى عواقب سلبية على خلفية حالة فنية غير مرضية لإمدادات المياه.
تساهم اهتزازات خطوط الأنابيب وتغيرات الضغط في تكوين الشقوق الصغيرة في الهيكل المعدني. تظهر العيوب التي تشكلت بمرور الوقت أثناء ظهور مطرقة المياه على الفور في مناطق الإجهاد الداخلي المتزايد: المفاصل الميكانيكية والانحناءات واللحامات.
تتكون الوقاية من موازنة نظام التدفئة ، والذي يتم بعد اكتمال التثبيت أو إصلاح التدفئة في منزل خاص
المجمع الرئيسي للعمل المنجز أثناء الوقاية:
- فحص سلامة المجموعة الأمنية: صمام الأمان ، تنفيس الهواء ومقياس الضغط ؛
- فحص الضغط الدوري خلف غشاء خزان التمدد، وعند اكتشاف النتائج غير المرضية وتصحيحها ؛
- اختبار تسرب النظام والتحقق من درجة تآكل الأنابيب ؛
- تتبع موضع الصمامث- قفل الصمامات وتنظيمها للتسرب ؛
- فحص منتظم لحالة المرشح، مقياس التأخير ، جزيئات الرمل والصدأ ، إذا لزم الأمر - عناصر التنظيف والغسيل ؛
تتضمن الوقاية التي تهدف إلى الحفاظ على حالة العمل لنظام السباكة والتدفئة أنواعًا بسيطة من العمل. لكن تجاهلها لا يستحق ذلك. بعد كل شيء ، يمكن أن يؤدي هذا إلى إهدار كبير للمال والوقت لإجراء أعمال إصلاح كاملة.
تكون تدابير الحماية المذكورة أكثر فعالية إذا تم تطبيقها بشكل شامل. ولكن بفضل النهج المتكامل لحل المشكلة ، يمكنك تحييد العواقب السلبية وبالتالي إطالة عمر النظام.
الفيديو رقم 1. المطرقة المائية ، كيف يحدث ذلك:
فيديو رقم 2. اختبار كفاءة المروي:
المطرقة المائية في نظام إمدادات المياه أمر شائع يمكن أن يسبب ضررًا خطيرًا. ومهمتك هي إصلاح المشكلة في أقرب وقت ممكن. في الواقع ، عندما يتكرر الوضع ، ستفشل عناصر النظام قريبًا. والإصلاح بعد ذلك سيكلف أكثر من ذلك بكثير.
طرح الأسئلة وكتابة التعليقات ، من فضلك ، في الكتلة أدناه. نحن في انتظار قصصك حول كيفية تسجيل المطرقة المائية في النظام أو ملاحظة عواقبها. رأيك حول المعلومات المقدمة مثير للاهتمام.