Самой распространенной причиной выхода из строя труб современных систем водопровода и теплоснабжения, которые довелось мне видеть на практике обслуживания систем коммуникаций частных домов, является отнюдь не коррозия, а разрыв изнутри под действием резко возросшего давления. В этом обзоре я решил рассказать о том, что такое гидроудар, почему он возникает и к каким последствиям приводит, какие методы помогают защититься от него, а также какие меры профилактики позволяют снизить риск его возникновения.
Гидроудар – что это такое, причины, последствия
Резкое непредвиденное нарастание скорости перекачиваемой жидкой среды в трубопроводе, приводящее к скачкообразному изменению внутреннего давления, называется гидравлическим ударом, или если точнее – гидродинамическим изменением. Так как показатель давления может как скакнуть, так и упасть, и явление имеет двойственный характер:
- Положительный, когда наблюдается рост давления – в результате включения насосного оборудования или резкого обрыва подачи.
- Отрицательный, когда давление, наоборот, падает – как правило, из-за выключения насоса.
Его природа кроется в спонтанном высвобождении энергии внутренней среды, движущейся по трубопроводу, когда поток внезапно останавливается – перекрытием задвижки. При этом в данный момент перекачиваемая жидкость останавливается у вентиля, но оставшаяся и двигающаяся по трубе продолжает поступать. Однако деваться ей некуда, так как она не может сжаться (как, например, газ), поэтому напор создает уплотнение, провоцирующее мощный скачок давления, с вытекающими в буквальном смысле из этого последствиями.
Таким образом по сути гидроудар – это своего рода взрыв изнутри, действующий на поверхность труб и запорной арматуры. Конечно, современные системы коммуникаций выполняются из материалов с достаточной прочностью. Но даже если прорыв не произойдет с 1-го, раза то рано или поздно при условии регулярности повторения явления, мощная внутренняя сила все же найдет слабое место в трубопроводе, и аварии избежать не удастся.
Причины
Существует следующий ряд распространенных причин возникновения гидравлического удара:
- Резкое перекрывание запорной арматуры. Для современных систем это стало одной из наиболее явных причин – ввиду практически повсеместного перехода на шаровые краны, которые по сути предназначены для обслуживания газовых, а не жидких сред.
- Пуск или остановка насосного оборудования. Это тем актуальнее, чем большей мощностью обладает установка.
- Воздушные пробки. Помимо крана или вентиля в системе трубопровода току жидкости может препятствовать воздух. Он также может резко остановить поток и создаст избыток давления.
- Большой перепад в сечении трубопровода.
- Неграмотная установка термоклапанов в системе теплых полов.
Перебои в подаче электроэнергии становятся причиной частого включения и отключения накачивающего оборудования, что в свою очередь приводит к резкому возрастанию давления в трубах.
Последствия
Гидравлический удар в трубопроводах зачастую приводит к следующему ряду последствий:
- Разрыв труб.
- Утечка воды, теплоносителя.
- Повреждение запорной арматуры.
- Сбой в работе жизнеобеспечивающих систем дома – водопровода, отопления, канализации.
- Выход из строя насосов, радиаторов и другого оборудования.
- Порча имущества, элементов конструкций, мебели, бытовой техники.
- Вред здоровью окружающим, домочадцам, домашним животным, растениям.
На заметку! Даже весьма надежные и прочные инженерные системы рано или поздно могут выйти из строя, если гидроудар повторяется с определенной периодичностью и оставляется без внимания. Единственный способ предотвратить аварию – применить меры по его сглаживанию или полному устранению.
Методы предотвращения и защиты
Для предупреждения эффекта гидравлического удара в трубах применяются следующие основные меры:
- Плавное перекрывание.
Первый пуск системы отопления или водоснабжения должен осуществляться путем крайне медленного открывания подающего крана. Аналогичным образом должно проходить и их перекрывание. Это следует из логики функционирования гидросистем. Более того, такое требование четко прописано в нормативах.
Это позволяет не обрушивать всю силу напора на трубопровод, а плавно повышать его от минимального до рабочего значения, тем самым избавляя трубы от нагрузок. Поэтому особо ответственные узлы системы должны оснащаться таким типом арматуры, которые бы позволяли открывать/перекрывать поток не мгновенно, а в течении определенного времени.
- Установка автоматики.
Для того чтобы насос при запуске не создавал мощного толчка перекачиваемой жидкости, а также не обрывал резко подачу при выключении, для управления устанавливается специальная автоматика. В ее задачу входит плавная регулировка частоты вращения рабочей крыльчатки.
Современные модели чувствительны к малейшим изменения показателя давления в трубах. Благодаря этому они не только постепенно увеличивают напор до заданного значения и медленно снижают его при выключении, но также соответствующим образом регулируют параметр в течение всего рабочего периода.
Комплексная защита
Предотвращающие методы – это далеко не единственный способ борьбы с гидроударом. Существует так же ряд защитных мер, то есть, так или иначе компенсирующих последствия, если явление уже произошло. Это прежде всего такие варианты:
- Компенсаторы и амортизаторы. Для компенсации резкого повышения давления на проблемных участках ветки устанавливаются мембранные гидроаккумуляторы. За счет эластичного элемента внутри они увеличивают вместимость контура в момент гидроудара, за счет чего полностью устраняют избыток давления. Амортизатор – это отрезок трубы из каучука или пластика. Монтируется он перед термоклапаном. В момент перекрытия подачи весь удар напора он принимает на себя.
- Защитный клапан. Устройство обладает диафрагменным механизмом и устанавливается в непосредственной близости с насосом. Его основная задача состоит в сбросе избытка жидкости при резком подъеме давления. Когда параметр принимает рабочее значение, клапан закрывается.
- Оснащение термоклапана шунтом. Представляет собой отрезок трубопровода, внутреннее сечение которого не превышает 0,5 мм, установленный в клапан по ходу подачи. При необходимости он частично отводит жидкость в обратку, тем самым плавно снижая нарастающее давление.
- Термостат с суперзащитой. В основе используется пружинный механизм, открывающий подачу в обратную магистраль при нарастании напора и не позволяющий термостату полностью закрыться, пока давление не придет в норму.
Видео о том, что такое гидроудар:
Обратите внимание! Применять метод шунтирования для защиты трубопровода от гидравлического удара имеет смысл только в новых системах, а также основанных на неметаллических трубах. Так как наличие ржавчины в воде приведет к быстрой закупорке небольшого отверстия шунта, и его бесполезности.
Профилактика
В качестве профилактических мер по предупреждению резкого скачка давления в отопительных или водопроводных системах, можно рекомендовать следующие действия:
- Проверка состояния приборов группы безопасности – манометра, клапана, стравливателя воздуха.
- Обследование показателя давления расширительного бачка, и при необходимости его регулировка.
- Осмотр труб на предмет износа и протечек.
- Регулярная проверка запорной арматуры.
- Контроль состояния фильтров, и их регулярное обновление.
Совет! Чтобы минимизировать или вовсе исключить риск возникновения гидродинамического удара, рекомендуется все шаровые краны в системе водопровода заменить на вентили. Так как повседневное использование такого рода запорной арматуры – прежде всего на кухне и в душе – медленно, но верно изнашивает трубопровод, а со временем ведет к прорыву.
Видео о том, как установить гаситель гидроудара:
Коротко о главном
Гидроудар – это резкий скачок давления в трубопроводе, приводящий к порче труб, арматуры и оборудования. Если давление повышается, возникает положительный гидравлический удар, а если понижается, то отрицательный. Основные причины этого явления:
- Резкое перекрывание крана.
- Пуск или выключение насоса.
- Воздушные заторы.
- Большая разница в диаметрах соединенных труб.
- Неправильный монтаж термоклапанов в теплых полах.
Характер последствий может быть самым различным – от трещин и раздутий в трубах, до порчи имущества и вреда здоровью окружающим. Среди мер, принимаемых для предотвращения и защиты от него, выделяются – плавное открывание/закрывание кранов, установка автоматики, применение компенсаторов и амортизаторов, защитных клапанов, оснащение термоклапанов шунтами и установка термостатов с защитой. Также для предотвращения гидроудара требуется регулярное проведение профилактических работ в системе.
Напишите в комментариях, как думаете – может ли повседневное использование шаровых кранов, например, на кухне и в душе, привести к износу трубопровода?
