1/مفهوم

چکش آب را چکش آبی نیز می گویند.در طول حمل و نقل آب (یا مایعات دیگر)، به دلیل باز یا بسته شدن ناگهانیApi Butterfly Valve, دریچه های دروازه، واول ها را چک کنید ودریچه های توپی.توقف ناگهانی پمپ های آب، باز و بسته شدن ناگهانی پره های راهنما و ... دبی به طور ناگهانی تغییر می کند و فشار به طور قابل توجهی نوسان می کند.اثر چکش آب یک اصطلاح واضح است.به چکش آب شدیدی اطلاق می شود که در اثر برخورد جریان آب روی خط لوله در هنگام راه اندازی و توقف پمپ آب ایجاد می شود.زیرا در داخل لوله آب، دیواره داخلی لوله صاف است و آب آزادانه در جریان است.هنگامی که یک دریچه باز به طور ناگهانی بسته می شود یا پمپ تامین آب متوقف می شود، جریان آب باعث ایجاد فشار بر روی شیر و دیواره لوله، عمدتاً شیر یا پمپ می شود.از آنجایی که دیواره لوله صاف است، تحت تأثیر اینرسی جریان آب بعدی، نیروی هیدرولیک به سرعت به حداکثر می رسد و اثرات مخربی ایجاد می کند.این "اثر چکش آب" در هیدرولیک است، یعنی چکش آب مثبت.برعکس، هنگامی که یک شیر بسته به طور ناگهانی باز می شود یا پمپ آب راه اندازی می شود، چکش آب نیز رخ می دهد که به آن چکش آب منفی می گویند، اما به اندازه اولی نیست.ضربه فشار باعث می شود که دیواره لوله تحت فشار قرار گیرد و صدا ایجاد کند، درست مانند برخورد چکش به لوله، بنابراین به آن اثر چکش آب می گویند.

2/خطرات

فشار لحظه ای تولید شده توسط چکش آب می تواند به ده ها یا حتی صدها برابر فشار کاری معمولی در خط لوله برسد.چنین نوسانات فشار زیادی می تواند باعث ایجاد لرزش یا صدای شدید در سیستم خط لوله شود و ممکن است به اتصالات شیر ​​آسیب برساند.تاثیر بسیار مخربی بر سیستم لوله کشی دارد.برای جلوگیری از چکش آب، سیستم خط لوله باید به درستی طراحی شود تا از زیاد بودن نرخ جریان جلوگیری شود.به طور کلی، دبی طراحی شده لوله باید کمتر از 3 متر بر ثانیه باشد و سرعت باز و بسته شدن شیر باید کنترل شود.
از آنجایی که پمپ راه اندازی می شود، متوقف می شود و شیرها خیلی سریع باز و بسته می شوند، سرعت آب به شدت تغییر می کند، به خصوص چکش آب ناشی از توقف ناگهانی پمپ، که می تواند به خطوط لوله، پمپ های آب و شیرها آسیب برساند. باعث معکوس شدن پمپ آب و کاهش فشار شبکه لوله می شود.اثر چکش آب بسیار مخرب است: اگر فشار بیش از حد بالا باشد، باعث پارگی لوله می شود.برعکس، اگر فشار خیلی کم باشد، باعث ریزش لوله و آسیب رساندن به شیرها و اتصالات می شود.در مدت زمان بسیار کوتاهی، دبی آب از صفر به دبی نامی افزایش می یابد.از آنجایی که سیالات دارای انرژی جنبشی و درجه خاصی از تراکم پذیری هستند، تغییرات عظیم در سرعت جریان در یک دوره زمانی بسیار کوتاه باعث تاثیر فشار بالا و پایین بر روی خط لوله می شود.

3/تولید

دلایل زیادی برای چکش آبی وجود دارد.عوامل مشترک به شرح زیر است:

1. دریچه به طور ناگهانی باز یا بسته می شود.

2. واحد پمپ آب به طور ناگهانی متوقف یا شروع به کار می کند.

3. یک لوله آب را به یک مکان مرتفع منتقل می کند (تفاوت ارتفاع زمین تامین آب بیش از 20 متر است).

4 .کل بالابر (یا فشار کاری) پمپ آب زیاد است.

5. سرعت جریان آب در خط لوله آب بسیار زیاد است.

6. خط لوله آب بیش از حد طولانی است و زمین به شدت تغییر می کند.
7. ساخت و سازهای بی رویه خطری پنهان در پروژه های خطوط لوله آبرسانی است
(1) به عنوان مثال، تولید پایه های رانش سیمانی برای سه راهی، زانویی، کاهنده و سایر اتصالات الزامات را برآورده نمی کند.
بر اساس "مقررات فنی مهندسی خط لوله تامین آب پلی وینیل کلرید سفت و سخت مدفون"، پایه های رانش سیمانی باید در اتصالاتی مانند سه راهی، زانویی، کاهنده و سایر لوله ها با قطر ≥110 میلی متر نصب شوند تا از حرکت خط لوله جلوگیری شود."پایه های رانش بتنی" نباید از درجه C15 کمتر باشد و باید در محل بر روی پی خاک اصلی و شیب ترانشه حفاری شده ریخته شود.برخی از طرف های ساختمانی به نقش پایه های رانش توجه کافی ندارند.آنها یک چوب چوبی را میخ می کنند یا یک شاخک آهنی را در کنار خط لوله قرار می دهند تا به عنوان پایه رانش عمل کند.گاهی اوقات حجم پایه سیمان خیلی کم است یا روی خاک اصلی ریخته نمی شود.از سوی دیگر، برخی از پایه های رانش به اندازه کافی قوی نیستند.در نتیجه، در حین عملیات خط لوله، پایه های رانش نمی توانند کار کنند و بی استفاده می شوند و باعث می شود اتصالات لوله مانند سه راهی ها و زانویی ها نامرتب و آسیب ببینند.را
(2) دریچه اگزوز اتوماتیک نصب نشده است یا موقعیت نصب غیر منطقی است.
بر اساس اصل هیدرولیک، دریچه های اگزوز اتوماتیک باید در نقاط مرتفع خطوط لوله در مناطق کوهستانی یا تپه های دارای موج های بزرگ طراحی و نصب شوند.حتی در مناطق دشتی با زمین های موجدار کوچک، خطوط لوله باید به طور مصنوعی هنگام حفر ترانشه طراحی شوند.فراز و نشیب وجود دارد، بالا و پایین رفتن به صورت چرخه ای وجود دارد، شیب کمتر از 1/500 نیست و 1-2 دریچه خروجی در بالاترین نقطه هر کیلومتر طراحی شده است.را
زیرا در طی فرآیند انتقال آب در خط لوله، گاز موجود در خط لوله خارج شده و در قسمت های برجسته خط لوله تجمع می یابد و حتی انسداد هوا را ایجاد می کند.هنگامی که سرعت جریان آب در خط لوله نوسان می کند، حفره های هوای تشکیل شده در قسمت های برجسته به فشرده شدن و انبساط ادامه می دهند و گاز خواهد بود فشار تولید شده پس از فشرده سازی ده ها یا حتی صدها برابر بیشتر از فشار ایجاد شده پس از آن آب فشرده شده است (حساب عمومی: Pump Butler).در این زمان، این بخش از خط لوله با خطرات پنهان ممکن است به شرایط زیر منجر شود:
• پس از عبور آب از بالادست لوله، چکه آب در پایین دست ناپدید می شود.این به این دلیل است که کیسه هوا در لوله جریان آب را مسدود می کند و باعث جدا شدن ستون آب می شود.را
• گاز فشرده در خط لوله تا حداکثر حد فشرده شده و به سرعت منبسط می شود و باعث پارگی خط لوله می شود.را
• هنگامی که آب منبع آب بالا با سرعت معین به پایین دست توسط جریان ثقلی منتقل می شود، پس از بسته شدن سریع شیر بالادست، به دلیل اینرسی اختلاف ارتفاع و سرعت جریان، ستون آب در لوله بالادست بلافاصله متوقف نمی شود. .همچنان با سرعت خاصی حرکت می کند.سرعت در پایین دست جریان دارد.در این زمان خلاء در خط لوله ایجاد می شود زیرا هوا نمی تواند به موقع دوباره پر شود و باعث می شود خط لوله در اثر فشار منفی تخلیه شده و آسیب ببیند.
(3) ترانشه و خاک پر از مقررات مطابقت ندارد.
ترانشه های غیرقابل صلاحیت اغلب در مناطق کوهستانی دیده می شوند، عمدتاً به دلیل وجود سنگ های زیادی در مناطق خاص.سنگرها به صورت دستی حفر می شوند یا با مواد منفجره منفجر می شوند.کف سنگر به طور جدی ناهموار است و سنگ های تیز بیرون زده است.در صورت مواجهه با این موضوع، در این صورت، طبق مقررات مربوطه، باید قبل از اجرای خط لوله، سنگ‌های ته ترانشه برداشته و بیش از 15 سانتی‌متر ماسه آسفالت شود.با این حال، کارگران ساختمانی غیرمسئول بودند یا گوشه‌ها را بریدند و مستقیماً بدون سنگ‌فرش یا سنگ‌فرش نمادین مقداری شن و ماسه را گذاشتند.خط لوله روی سنگ ها گذاشته شده است.هنگامی که پس‌پر کردن کامل می‌شود و آب به بهره‌برداری می‌رسد، به دلیل وزن خود خط لوله، فشار عمودی زمین، بار وسیله نقلیه روی خط لوله و برهم‌نهی گرانش، توسط یک یا چند سنگ برآمده تیز حمایت می‌شود. در پایین خط لولهبا تمرکز بیش از حد تنش، خط لوله در این نقطه به احتمال زیاد آسیب دیده و در امتداد یک خط مستقیم در این نقطه ترک خواهد خورد.این همان چیزی است که مردم اغلب آن را "اثر امتیاز دهی" می نامند.را

4/اقدامات

اقدامات حفاظتی زیادی برای چکش آبی وجود دارد، اما با توجه به علل احتمالی چکش آبی باید اقدامات مختلفی انجام شود.
1. کاهش دبی خطوط لوله آب می تواند فشار چکش آب را تا حدودی کاهش دهد اما باعث افزایش قطر خطوط لوله آب و افزایش سرمایه گذاری پروژه می شود.هنگام اجرای خطوط لوله آب، باید به جلوگیری از قوز یا تغییرات شدید در شیب برای کاهش طول خط لوله آب توجه شود.هرچه طول خط لوله طولانی تر باشد، هنگام توقف پمپ، ارزش چکش آب بیشتر می شود.از یک ایستگاه پمپاژ به دو ایستگاه پمپاژ، یک چاه مکش آب برای اتصال دو ایستگاه پمپاژ استفاده می شود.
چکش آب هنگام توقف پمپ

چکش آب پمپ توقف به پدیده شوک هیدرولیکی ناشی از تغییرات ناگهانی سرعت جریان در پمپ آب و لوله های فشار هنگام باز و توقف شیر به دلیل قطع ناگهانی برق یا دلایل دیگر اشاره دارد.به عنوان مثال، خرابی سیستم قدرت یا تجهیزات الکتریکی، خرابی گاه به گاه واحد پمپ آب و غیره ممکن است باعث شود که پمپ گریز از مرکز دریچه را باز کرده و متوقف شود و در نتیجه هنگام توقف پمپ، چکش آب ایجاد شود.اندازه چکش آب در هنگام توقف پمپ عمدتاً مربوط به سر هندسی اتاق پمپ است.هرچه هد هندسی بالاتر باشد، هنگام توقف پمپ، مقدار چکش آب بیشتر می شود.بنابراین، یک هد پمپ معقول باید بر اساس شرایط محلی واقعی انتخاب شود.

حداکثر فشار چکش آب هنگام توقف پمپ می تواند به 200٪ فشار کاری معمولی یا حتی بیشتر برسد که می تواند خطوط لوله و تجهیزات را از بین ببرد.حوادث عمومی باعث "نشت آب" و قطع آب می شود.حوادث جدی باعث آبگرفتگی اتاق پمپ، آسیب دیدن تجهیزات و آسیب دیدن تاسیسات می شود.آسیب رساندن یا حتی باعث آسیب شخصی یا مرگ شود.

پس از توقف پمپ به دلیل تصادف، قبل از راه اندازی پمپ صبر کنید تا لوله پشت شیر ​​چک پر از آب شود.هنگام راه اندازی پمپ، شیر خروجی پمپ آب را به طور کامل باز نکنید، در غیر این صورت ضربه آب زیاد اتفاق می افتد.حوادث بزرگ چکش آب در بسیاری از ایستگاه های پمپاژ اغلب در چنین شرایطی رخ می دهد.

2. دستگاه حذف چکش آب را راه اندازی کنید
(1) با استفاده از فناوری کنترل ولتاژ ثابت
یک سیستم کنترل اتوماتیک PLC برای کنترل پمپ با سرعت فرکانس متغیر و برای کنترل خودکار عملکرد کل سیستم اتاق پمپ آبرسانی استفاده می شود.از آنجایی که فشار شبکه خط لوله تامین آب با تغییر شرایط کاری همچنان تغییر می کند، فشار کم یا فشار بیش از حد اغلب در حین کار سیستم رخ می دهد که به راحتی می تواند باعث ایجاد چکش آب و آسیب به خطوط لوله و تجهیزات شود.برای کنترل شبکه لوله از یک سیستم کنترل اتوماتیک PLC استفاده می شود.تشخیص فشار، کنترل بازخورد شروع و توقف پمپ آب و تنظیم سرعت، کنترل دبی و در نتیجه حفظ فشار در یک سطح مشخص.فشار منبع آب پمپ را می توان با کنترل میکروکامپیوتر برای حفظ فشار ثابت منبع آب و جلوگیری از نوسانات فشار بیش از حد تنظیم کرد.احتمال چکش آب کاهش می یابد.
(2) حذف کننده چکش آب را نصب کنید
این دستگاه عمدتا از چکش آب در هنگام توقف پمپ جلوگیری می کند.به طور کلی در نزدیکی لوله خروجی پمپ آب نصب می شود.از فشار خود لوله به عنوان نیرو برای تحقق عملکرد خودکار فشار کم استفاده می کند.یعنی زمانی که فشار در لوله کمتر از مقدار حفاظتی تنظیم شده باشد، دریچه تخلیه به طور خودکار برای تخلیه آب باز می شود.کاهش فشار برای متعادل کردن فشار خطوط لوله محلی و جلوگیری از ضربه چکش آب به تجهیزات و خطوط لوله استفاده می شود.حذف کننده ها به طور کلی به دو نوع مکانیکی و هیدرولیک تقسیم می شوند.حذف کننده های مکانیکی پس از عمل به صورت دستی بازیابی می شوند، در حالی که حذف کننده های هیدرولیک می توانند به طور خودکار بازنشانی شوند.
(3) روی لوله خروجی پمپ آب با قطر زیاد، یک شیر بازرسی آهسته بسته نصب کنید

هنگامی که پمپ متوقف می شود، می تواند به طور موثری چکش آب را از بین ببرد، اما به این دلیل که مقدار معینی از آب در هنگام خاموش شدن به عقب برمی گرددApi 609شیر فعال می شود، چاه مکش آب باید دارای لوله سرریز باشد.دو نوع شیر بازرسی آهسته وجود دارد: نوع چکشی و نوع ذخیره انرژی.این نوع شیر می تواند زمان بسته شدن سوپاپ را در محدوده خاصی در صورت نیاز تنظیم کند (به دنبال آن خوش آمدید: Pump Butler).به طور کلی، شیر بین 3 تا 7 ثانیه پس از قطع برق بین 70 تا 80 درصد بسته می شود.زمان بسته شدن 20 تا 30 درصد باقیمانده با توجه به شرایط پمپ آب و خط لوله تنظیم می شود، معمولاً در محدوده 10 تا 30 ثانیه.شایان ذکر است که هنگامی که در خط لوله یک قوز ایجاد می شود و چکش آب رخ می دهد، نقش شیر برگشتی آهسته بسته بسیار محدود است.
(4) برج تنظیم فشار یک طرفه را راه اندازی کنید
در نزدیکی ایستگاه پمپاژ یا در محل مناسبی روی خط لوله ساخته می شود و ارتفاع برج سرج یک طرفه کمتر از فشار خط لوله در آنجا است.هنگامی که فشار در خط لوله کمتر از سطح آب در برج است، برج تنظیم فشار آب را به خط لوله پر می کند تا از شکستن ستون آب جلوگیری کند و چکش آب را پل کند.با این حال، اثر کاهش فشار آن بر روی چکش آب به غیر از چکش واتر استاپ پمپ، مانند چکش آب بسته‌کننده شیر، محدود است.علاوه بر این، عملکرد شیر یک طرفه مورد استفاده در برج تنظیم فشار یک طرفه باید کاملاً قابل اعتماد باشد.هنگامی که سوپاپ از کار بیفتد، ممکن است یک چکش آب بزرگ ایجاد کند.
(5) یک لوله بای پس (شیر) در ایستگاه پمپاژ راه اندازی کنید
هنگامی که سیستم پمپ به طور معمول کار می کند، شیر چک بسته می شود زیرا فشار آب در سمت فشار پمپ بیشتر از فشار آب در سمت مکش است.هنگامی که قطع برق ناگهانی پمپ را متوقف می کند، فشار در خروجی ایستگاه پمپ آب به شدت کاهش می یابد، در حالی که فشار سمت مکش به شدت افزایش می یابد.تحت این فشار دیفرانسیل، آب پرفشار گذرا در لوله اصلی مکش آب، صفحه شیر والو را باز می کند و به سمت آب کم فشار گذرا در لوله اصلی آب تحت فشار جریان می یابد و باعث می شود فشار کم آب در آنجا افزایش یابد.از سوی دیگر، پمپ آب افزایش فشار چکش آب در سمت مکش نیز کاهش می یابد.به این ترتیب بالا آمدن چکش آب و افت فشار در دو طرف ایستگاه پمپ آب کنترل می شود و در نتیجه خطرات چکش آب را به طور موثر کاهش داده و از آن جلوگیری می کند.
(6) یک شیر چک چند مرحله ای راه اندازی کنید
در یک خط لوله طولانی آب، یک یا چند اضافه کنیدشیرهای چکخط لوله آب را به چند قسمت تقسیم کنید و روی هر قسمت یک شیر چک نصب کنید.هنگامی که آب در لوله آب در حین چکش آب به عقب برمی گردد، هر شیر بازرسی یکی پس از دیگری بسته می شود تا جریان برگشتی به چند بخش تقسیم شود.از آنجایی که هد هیدرواستاتیک در هر بخش از لوله آب (یا بخش جریان برگشتی) بسیار کوچک است، سرعت جریان آب کاهش می یابد.تقویت چکش.این اقدام حفاظتی می تواند به طور موثر در شرایطی که اختلاف ارتفاع آب هندسی زیاد است استفاده شود.اما نمی تواند امکان جداسازی ستون آب را از بین ببرد.بزرگترین عیب آن عبارت است از: افزایش مصرف برق پمپ آب در حین کار عادی و افزایش هزینه های تامین آب.