如何防止水錘現象發生,管道吸扁破裂?

詳情

   眾所周知:塑膠管道在安裝完畢后通常須通水試壓,在試壓時需要一個重要的步驟:將管道內的空氣排放干凈,否則通水試壓會引起水錘,導致管道破裂。那么什么水錘現象?如何引起及防范呢?

 

1.什么是水錘現象?

   水錘是在突然停電或者在閥門關閉太快時,由于壓力水流的慣性,產生水流沖擊波,就象錘子敲打一樣,所以叫水錘。水流沖擊波來回產生的力,有時會很大,從而破壞閥門和水泵。當打開的閥門突然關閉,水流對閥門及管壁,會產生一個壓力。由于管壁光滑,后續水流在慣性的作用下,迅速達到最大,并產生破壞作用,這就是流體力學當中的“水錘效應”,也就是正水錘。在供水管道建設中都要考慮這一因素。相反,關閉的閥門在突然打開后,也會產生水錘,叫負水錘,也有一定的破壞力,但沒有前者大。電動水泵機組突然停電或啟動時,同樣也會引起壓力的沖擊和水錘效應。這種壓力的沖擊波沿管道傳播,極易導致管道局部超壓而造成管道破裂、損壞設備等,故水錘效應防護成為供水工程關鍵性的工藝技術之一。

 

2、水錘效應三問

 

第一問:水錘效應是什么?

水錘所造成的管道破損

    水錘效應指在壓力管道中,由于某種外界原因(如閥門突然關閉或開啟,水泵機組突然停車或開啟等),使水流速突然變化,從而引起壓強急劇升高和降低的交替變化現象。迅速關閉閥門,或水泵突然啟停時,經常聽到“嘭”一聲短暫的悶響。這就是典型的水錘效應。這種沖擊的能量來自于管道內水流速度突然的改變,從而破壞我們的閥門和水泵。

 

第二問:水錘效應有何危害?

    水錘會引起壓強升高,可達管道正常工作壓強的幾倍,甚至幾十倍。這種大幅度的壓強波動,造成的危害有管道強烈振動、管道接頭斷開、破壞閥門、管道爆管導致沿途房屋漬水等。

    當啟停水泵、快速啟閉閥門或改變水泵的轉速、葉片角度調節流量時;尤其在迅速操作時,水流速度發生急劇變化情況下會引發水錘效應。某些情況下,管道內存在空氣,或其他原因導致的管道輸送水的水柱頻繁出現中斷,應考慮采取相應的保護措施。

試驗模擬水錘:

    試驗采用30m長的管道進行了模擬,管道一端接水龍頭,另一端安裝閥門,中段安裝壓力表以便觀察水錘產生時壓力的變化。

     當迅速關閉閥門的瞬間,水流速度急劇下降,其所攜帶的勢能沖擊閥門和管壁,造成管道劇烈震顫,觀察壓力表可以看到指針瞬時達到了壓力表的上限?,F實管路系統更長、更復雜,所形成的水錘的壓力遠遠大于試驗模擬的壓力,破壞力更強,嚴重時引發管道爆裂,防止關(開)閥水錘最有效的辦法,是延長關(開)閥時間,以避免發生水錘,正確的選擇關(開)閥時間,對長距離的輸水管道系統尤為重要。

 

3.發生水錘的原因與防止措施如下

(1)管線內空氣未能排出易產生水錘。

    管線有高低起伏之狀況,管線較高之位置,容易積存空氣,因空氣受壓后體積會被壓縮變小,但內壓會大幅度的增加將會產生水錘。防止措施:在管線較高之位置要裝設「自動排氣閥」,則自動排氣閥之上方有浮動球,當水未達滿管或沒有水時,浮球會自動掉落,空氣可由此孔排出,當管內有水,此浮球會浮起,滿管時此浮球就會浮上堵塞上方之圓孔,上述功能可排出管內高處遺留的空氣,以防止水錘的發生。

(2)通水時制水閥(Valve)打開過大,排氣不及亦易產生水錘。

    當管線配管完成要通水,而制水閥打開過速、過大,導致排氣不及,空氣大量遺留于管內,再加過大的水流沖擊,將會產生水錘。防止措施:通水前各排氣閥都要打開,以利排氣,要通水時,制水閥打開不可過速、過大,使空氣能順利排出為原則。當排氣閥有水流出,則表示水已滿管始可予關閉。

由上述之水錘防止措施就是管線內空氣要徹底的排除,另通水時開關閘門的操作,不宜打開過大、過速為關鍵之問題。

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