如何防止水錘現(xiàn)象發(fā)生,管道吸扁破裂?
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(shí)需要一個(gè)重要的步驟:將管道內(nèi)的空氣排放干凈,否則通水試壓會(huì)引起水錘,導(dǎo)致管道破裂。那么什么水錘現(xiàn)象?如何引起及防范呢?
1.什么是水錘現(xiàn)象?
水錘是在突然停電或者在閥門關(guān)閉太快時(shí),由于壓力水流的慣性,產(chǎn)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(chǎn)生的力,有時(shí)會(huì)很大,從而破壞閥門和水泵。當(dāng)打開的閥門突然關(guān)閉,水流對(duì)閥門及管壁,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力。由于管壁光滑,后續(xù)水流在慣性的作用下,迅速達(dá)到最大,并產(chǎn)生破壞作用,這就是流體力學(xué)當(dāng)中的“水錘效應(yīng)”,也就是正水錘。在供水管道建設(shè)中都要考慮這一因素。相反,關(guān)閉的閥門在突然打開后,也會(huì)產(chǎn)生水錘,叫負(fù)水錘,也有一定的破壞力,但沒有前者大。電動(dòng)水泵機(jī)組突然停電或啟動(dòng)時(shí),同樣也會(huì)引起壓力的沖擊和水錘效應(yīng)。這種壓力的沖擊波沿管道傳播,極易導(dǎo)致管道局部超壓而造成管道破裂、損壞設(shè)備等,故水錘效應(yīng)防護(hù)成為供水工程關(guān)鍵性的工藝技術(shù)之一。
2、水錘效應(yīng)三問
第一問:水錘效應(yīng)是什么?

水錘所造成的管道破損
水錘效應(yīng)指在壓力管道中,由于某種外界原因(如閥門突然關(guān)閉或開啟,水泵機(jī)組突然停車或開啟等),使水流速突然變化,從而引起壓強(qiáng)急劇升高和降低的交替變化現(xiàn)象。迅速關(guān)閉閥門,或水泵突然啟停時(shí),經(jīng)常聽到“嘭”一聲短暫的悶響。這就是典型的水錘效應(yīng)。這種沖擊的能量來自于管道內(nèi)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(yīng)有何危害?
水錘會(huì)引起壓強(qiáng)升高,可達(dá)管道正常工作壓強(qiáng)的幾倍,甚至幾十倍。這種大幅度的壓強(qiáng)波動(dòng),造成的危害有管道強(qiáng)烈振動(dòng)、管道接頭斷開、破壞閥門、管道爆管導(dǎo)致沿途房屋漬水等。

當(dāng)啟停水泵、快速啟閉閥門或改變水泵的轉(zhuǎn)速、葉片角度調(diào)節(jié)流量時(shí);尤其在迅速操作時(shí),水流速度發(fā)生急劇變化情況下會(huì)引發(fā)水錘效應(yīng)。某些情況下,管道內(nèi)存在空氣,或其他原因?qū)е碌墓艿垒斔退乃l繁出現(xiàn)中斷,應(yīng)考慮采取相應(yīng)的保護(hù)措施。
試驗(yàn)?zāi)M水錘:
試驗(yàn)采用30m長(zhǎng)的管道進(jìn)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(chǎn)生時(shí)壓力的變化。

當(dāng)迅速關(guān)閉閥門的瞬間,水流速度急劇下降,其所攜帶的勢(shì)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?biāo)矔r(shí)達(dá)到了壓力表的上限?,F(xiàn)實(shí)管路系統(tǒng)更長(zhǎng)、更復(fù)雜,所形成的水錘的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于試驗(yàn)?zāi)M的壓力,破壞力更強(qiáng),嚴(yán)重時(shí)引發(fā)管道爆裂,防止關(guān)(開)閥水錘最有效的辦法,是延長(zhǎng)關(guān)(開)閥時(shí)間,以避免發(fā)生水錘,正確的選擇關(guān)(開)閥時(shí)間,對(duì)長(zhǎng)距離的輸水管道系統(tǒng)尤為重要。
3.發(fā)生水錘的原因與防止措施如下:
(1)管線內(nèi)空氣未能排出易產(chǎn)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(huì)被壓縮變小,但內(nèi)壓會(huì)大幅度的增加將會(huì)產(chǎn)生水錘。防止措施:在管線較高之位置要裝設(shè)「自動(dòng)排氣閥」,則自動(dòng)排氣閥之上方有浮動(dòng)球,當(dāng)水未達(dá)滿管或沒有水時(shí),浮球會(huì)自動(dòng)掉落,空氣可由此孔排出,當(dāng)管內(nèi)有水,此浮球會(huì)浮起,滿管時(shí)此浮球就會(huì)浮上堵塞上方之圓孔,上述功能可排出管內(nèi)高處遺留的空氣,以防止水錘的發(fā)生。
(2)通水時(shí)制水閥(Valve)打開過大,排氣不及亦易產(chǎn)生水錘。
當(dāng)管線配管完成要通水,而制水閥打開過速、過大,導(dǎo)致排氣不及,空氣大量遺留于管內(nèi),再加過大的水流沖擊,將會(huì)產(chǎn)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(shí),制水閥打開不可過速、過大,使空氣能順利排出為原則。當(dāng)排氣閥有水流出,則表示水已滿管始可予關(guān)閉。
由上述之水錘防止措施就是管線內(nèi)空氣要徹底的排除,另通水時(shí)開關(guān)閘門的操作,不宜打開過大、過速為關(guān)鍵之問題。

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