چکش آب چیست و چگونه آن را تعمیر کنیم؟

چکش آب چیست؟

ضربه قوچ زمانی رخ می‌دهد که برق به طور ناگهانی قطع شود یا شیر خیلی سریع بسته شود. به دلیل اینرسی جریان آب، یک موج ضربه‌ای از جریان آب ایجاد می‌شود، درست مانند ضربه چکش، به همین دلیل به آن ضربه قوچ می‌گویند. نیروی تولید شده توسط امواج ضربه‌ای رفت و برگشتی جریان آب، که گاهی اوقات بسیار زیاد است، می‌تواند به شیرها و پمپ‌ها آسیب برساند.

وقتی یک شیر باز ناگهان بسته می‌شود، آب به شیر و دیواره لوله برخورد می‌کند و فشاری ایجاد می‌کند. به دلیل دیواره صاف لوله، جریان آب بعدی به سرعت تحت تأثیر اینرسی به حداکثر خود می‌رسد و باعث آسیب می‌شود. این پدیده در مکانیک سیالات «اثر ضربه قوچ» نامیده می‌شود، یعنی ضربه قوچ مثبت. این عامل باید در ساخت خطوط لوله آبرسانی در نظر گرفته شود.

برعکس، پس از باز شدن ناگهانی شیر بسته، ضربه قوچ نیز ایجاد می‌شود که به آن ضربه قوچ منفی می‌گویند. این نوع نیز قدرت تخریبی خاصی دارد، اما به بزرگی نوع اول نیست. هنگامی که واحد پمپ آب برقی ناگهان برق خود را از دست می‌دهد یا شروع به کار می‌کند، باعث شوک فشاری و اثر ضربه قوچ نیز می‌شود. موج ضربه‌ای این فشار در امتداد خط لوله منتشر می‌شود که می‌تواند به راحتی منجر به فشار بیش از حد موضعی خط لوله شود و در نتیجه باعث پارگی خط لوله و آسیب به تجهیزات شود. بنابراین، محافظت در برابر اثر ضربه قوچ به یکی از فناوری‌های کلیدی در مهندسی آبرسانی تبدیل شده است.
شرایط ایجاد ضربه قوچ

۱. شیر ناگهان باز یا بسته می‌شود؛

۲. پمپ آب ناگهان خاموش یا روشن می‌شود؛

۳. آبرسانی تک لوله‌ای به نقاط مرتفع (اختلاف ارتفاع زمین آبرسانی بیش از ۲۰ متر باشد)؛

۴. هد کل (یا فشار کاری) پمپ زیاد است؛

۵. سرعت آب در خط لوله آب خیلی زیاد است.

۶. خط لوله آب خیلی طولانی است و زمین به شدت تغییر می‌کند.

خطرات ضربه قوچ

افزایش فشار ناشی از ضربه قوچ می‌تواند به چندین برابر یا حتی ده‌ها برابر فشار کاری عادی خط لوله برسد. چنین نوسانات فشار زیادی به سیستم خط لوله آسیب می‌رساند که عمدتاً به شرح زیر است:

۱. باعث لرزش شدید خط لوله و قطع اتصال خط لوله شود.

2. شیر آسیب دیده است و فشار جدی بیش از حد زیاد است که باعث ترکیدن لوله شود و فشار شبکه آبرسانی کاهش می یابد.

۳. برعکس، اگر فشار خیلی کم باشد، لوله فرو می‌ریزد و شیر و قطعات ثابت کننده آسیب می‌بینند.

۴. باعث معکوس شدن جهت پمپ آب، آسیب به تجهیزات یا خطوط لوله در اتاق پمپ، غرق شدن جدی اتاق پمپ، ایجاد تلفات انسانی و سایر حوادث بزرگ و تأثیر بر تولید و زندگی شود.

اقدامات حفاظتی برای از بین بردن یا کاهش ضربه قوچ

اقدامات حفاظتی زیادی در برابر ضربه قوچ وجود دارد، اما بسته به علل احتمالی ضربه قوچ، اقدامات متفاوتی باید انجام شود.

۱. کاهش دبی خط لوله آب می‌تواند تا حدودی فشار ضربه قوچ را کاهش دهد، اما قطر خط لوله آب را افزایش داده و سرمایه‌گذاری پروژه را افزایش می‌دهد. هنگام طراحی خطوط لوله آب، باید به جلوگیری از برآمدگی یا تغییرات شدید شیب توجه شود. اندازه ضربه قوچ هنگام خاموش شدن پمپ عمدتاً به ارتفاع هندسی اتاق پمپ مربوط می‌شود. هرچه ارتفاع هندسی بالاتر باشد، ضربه قوچ هنگام خاموش شدن پمپ بیشتر است. بنابراین، باید یک ارتفاع معقول برای پمپ با توجه به شرایط واقعی محلی انتخاب شود. پس از خاموش شدن پمپ در صورت بروز حادثه، قبل از روشن کردن پمپ، صبر کنید تا خط لوله پشت شیر یکطرفه با آب پر شود. هنگام روشن کردن پمپ، شیر خروجی پمپ آب را کاملاً باز نکنید، در غیر این صورت ضربه آب زیادی ایجاد خواهد شد. اکثر حوادث بزرگ ضربه قوچ در بسیاری از ایستگاه‌های پمپاژ در چنین شرایطی رخ می‌دهد.

۲. دستگاه حذف ضربه قوچ را راه‌اندازی کنید

(1) استفاده از فناوری کنترل فشار ثابت:
از آنجایی که فشار شبکه لوله‌های آبرسانی با تغییر شرایط کاری به طور مداوم تغییر می‌کند، اغلب در حین کار سیستم، فشار کم یا فشار بیش از حد رخ می‌دهد که مستعد ضربه قوچ است و در نتیجه به لوله‌ها و تجهیزات آسیب می‌رساند. سیستم کنترل اتوماتیک برای کنترل فشار شبکه لوله‌ها اتخاذ شده است. تشخیص، کنترل بازخورد شروع، توقف و تنظیم سرعت پمپ آب، جریان را کنترل کرده و سپس فشار را در سطح معینی حفظ می‌کند. فشار آب پمپ را می‌توان با کنترل میکروکامپیوتر تنظیم کرد تا فشار ثابتی برای تأمین آب حفظ شود و از نوسانات بیش از حد فشار جلوگیری شود. احتمال ضربه قوچ کاهش می‌یابد.

(2) حذف کننده ضربه قوچ را نصب کنید

این تجهیزات عمدتاً از ضربه قوچ هنگام توقف پمپ جلوگیری می‌کنند. عموماً در نزدیکی لوله خروجی پمپ آب نصب می‌شوند. از فشار خود لوله به عنوان نیرویی برای تحقق عملکرد خودکار فشار پایین استفاده می‌کند، یعنی وقتی فشار در لوله کمتر از مقدار حفاظت تعیین شده باشد، تخلیه به طور خودکار باز شده و آب را تخلیه می‌کند. کاهش فشار برای متعادل کردن فشار خطوط لوله محلی و جلوگیری از تأثیر ضربه قوچ بر تجهیزات و خطوط لوله. به طور کلی، حذف کننده‌ها را می‌توان به دو نوع مکانیکی و هیدرولیکی تقسیم کرد. تنظیم مجدد.

۳) یک شیر یکطرفه با بسته شدن آهسته روی لوله خروجی پمپ آب کالیبر بزرگ نصب کنید.

این شیر می‌تواند به طور موثری ضربه قوچ را هنگام توقف پمپ از بین ببرد، اما از آنجا که هنگام فعال شدن شیر، مقدار مشخصی جریان برگشتی آب وجود دارد، چاه مکش باید دارای لوله سرریز باشد. دو نوع شیر یکطرفه با بسته شدن آهسته وجود دارد: نوع چکشی و نوع ذخیره انرژی. این نوع شیر می‌تواند زمان بسته شدن شیر را در محدوده خاصی با توجه به نیاز تنظیم کند. به طور کلی، 70 تا 80 درصد شیر ظرف 3 تا 7 ثانیه پس از قطع برق بسته می‌شود و زمان بسته شدن 20 تا 30 درصد باقی مانده با توجه به شرایط پمپ آب و خط لوله، معمولاً در محدوده 10 تا 30 ثانیه، تنظیم می‌شود. شایان ذکر است که شیر یکطرفه با بسته شدن آهسته در مواقعی که برآمدگی در خط لوله برای عبور از ضربه قوچ وجود دارد، بسیار مؤثر است.

(4) دکل برقگیر یک طرفه را تنظیم کنید

این برج در نزدیکی ایستگاه پمپاژ یا در محل مناسبی از خط لوله ساخته می‌شود و ارتفاع برج ضربه گیر یک طرفه کمتر از فشار خط لوله در آنجا است. هنگامی که فشار خط لوله کمتر از سطح آب در برج باشد، برج ضربه گیر آب را به خط لوله می‌رساند تا از شکسته شدن ستون آب و ایجاد ضربه قوچ جلوگیری کند. با این حال، اثر کاهش فشار آن بر روی ضربه قوچ به غیر از ضربه قوچ در هنگام توقف پمپ، مانند ضربه قوچ در هنگام بسته شدن شیر، محدود است. علاوه بر این، عملکرد شیر یک طرفه مورد استفاده در برج ضربه گیر یک طرفه باید کاملاً قابل اعتماد باشد. هنگامی که شیر خراب شود، ممکن است منجر به حوادث بزرگی شود.

(5) یک لوله بای پس (شیر) در ایستگاه پمپاژ نصب کنید

وقتی سیستم پمپ به طور عادی کار می‌کند، شیر یکطرفه بسته است زیرا فشار آب در سمت آب تحت فشار پمپ بیشتر از فشار آب در سمت مکش است. هنگامی که قطع برق به طور ناگهانی پمپ را متوقف می‌کند، فشار در خروجی ایستگاه پمپاژ به شدت کاهش می‌یابد، در حالی که فشار در سمت مکش به شدت افزایش می‌یابد. تحت این اختلاف فشار، آب پرفشار گذرا در لوله اصلی مکش آب، آب کم‌فشار گذرا است که صفحه شیر یکطرفه را به سمت لوله اصلی آب تحت فشار هل می‌دهد و فشار آب کم را در آنجا افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، پمپ آب، افزایش ضربه قوچ در سمت مکش نیز کاهش می‌یابد. به این ترتیب، بالا و پایین رفتن ضربه قوچ در دو طرف ایستگاه پمپاژ کنترل می‌شود و در نتیجه خطرات ضربه قوچ به طور مؤثر کاهش یافته و از آن جلوگیری می‌شود.
(6) شیر یکطرفه چند مرحله‌ای را تنظیم کنید

در خط لوله آب طولانی‌تر، یک یا چند شیر یک‌طرفه اضافه کنید، خط لوله آب را به چند بخش تقسیم کنید و روی هر بخش یک شیر یک‌طرفه قرار دهید. هنگامی که آب در لوله آب در طول فرآیند ضربه قوچ به عقب جریان می‌یابد، شیرهای یک‌طرفه یکی پس از دیگری بسته می‌شوند تا جریان برگشتی را به چند بخش تقسیم کنند. از آنجایی که هد هیدرواستاتیک در هر بخش از لوله آب (یا بخش جریان برگشتی) بسیار کوچک است، جریان آب کاهش می‌یابد. تقویت ضربه قوچ. این اقدام حفاظتی می‌تواند به طور مؤثر در موقعیت‌هایی که اختلاف ارتفاع هندسی منبع آب زیاد است، مورد استفاده قرار گیرد. اما نمی‌تواند احتمال جداسازی ستون آب را از بین ببرد. بزرگترین عیب آن این است: مصرف برق پمپ آب در طول عملکرد عادی افزایش می‌یابد و هزینه تأمین آب نیز افزایش می‌یابد.

(7) دستگاه‌های تخلیه و تامین هوای خودکار در نقطه مرتفع خط لوله نصب می‌شوند تا تأثیر ضربه قوچ بر خط لوله کاهش یابد.