Эксплуатация запорной арматуры при гидроударах
В ходе использования трубопроводных систем не зависимо от их назначения неотвратимо образование волновых процессов различного характера (резонансные проявления, вынужденные скачки давления, провалы давления и гидроудары, автоколебания и т.д.), а также взаимосвязанные с ними вибрации оборудования.
Образование и очень быстрая (около 1,3 км/сек) передача волн высокого давления, которое в разы превосходит рабочее давление, очень часто принимает форму гидравлического удара. Гидравлический удар – скачок давления рабочей среды в трубе, образующийся в результате резкой остановки потока. Он формируется в заполненном трубопроводе, когда через открытый кран успевает выйти воздух, однако его диаметр не дает возможность выхода всему потоку неожиданного достигшей его несжимаемой рабочей среды. Подобный эффект можно наблюдать при резком закрытии вентиля, перекрывающий поток рабочей среды.
На силу возникающего гидроудара оказывают влияние следующие факторы: размер трубопровода, его длина и диаметр, скорость среды и ее плотность, материал, из которого изготовлен трубопровод, и толщина стенок, а также степень и скорость перекрытия трубы. Он приводит к моментальному закрытию запорной арматуры, кроме того может спровоцировать разрыв в ослабленных местах труб, вызванных износом системы, а также выход из строя оборудования и арматуры.
Многочисленные исследования и опыт эксплуатации показали, что в большинстве случаев (60%) повреждения трубопровода вызваны именно гидравлическими ударами, вибрациями и скачками давления среды. Коррозия, как причина разрывов системы, отмечается в 25%, на природные процессы и форс-мажорные ситуации приходится всего 15%.
При этом на темпы коррозионных процессов и образование усталостных микротрещин в местах дефектов, возникших входе производства, задирах, сварных швах и т.д., также оказывают влияние колебания давления, вибрации и гидроудары. Данные процессы служат основным фактором для возникновения аварий.
Основными источниками возникновения колебаний давления, гидравлических ударов и значительных вибраций являются:
— кратковременные замыкания и провалы напряжения, отключения подачи электропитания на насосные агрегаты;
— включение обратных клапанов, открытие или закрытие запорно-регулирующей или предохранительной трубопроводной арматуры;
— повторяющиеся частые остановки, коммутационные переключения и повторные запуски насосного оборудования;
— нарушения, возникающие в автоматизированных системах управления техпроцессами, ошибочное включение технологической защиты;
— ошибки в работе персонала.
Если гидравлический удар спровоцирован резким изменением направление потока, то для его смягчения можно использовать следующие приемы:
— снижение скорости движения потока, для чего следует увеличить диаметр трубы;
— монтаж специального демпфирующего оборудования, например уравнительных резервуаров, воздушных колпаков, холостых выпусков и т.д.
— увеличение время открытия запорной арматуры.
Дополнительные материалы по Геодезии и Землеустройству:
Современное развитие прикладной геодезии
Цели и содержание землеустройства
Эффективность системы земельного кадастра
Как проводится межевание территорий
Земли поселений и их правовой режим