1/Concept

Waterslag wordt ook wel waterslag genoemd.Tijdens het transport van water (of andere vloeistoffen), door plotseling openen of sluiten vanApi-vlinderklep, schuifafsluiters, controleer de kranen enkogelkranen.plotseling stoppen van waterpompen, plotseling openen en sluiten van leischoepen, enz., het debiet verandert plotseling en de druk fluctueert aanzienlijk.Het waterslageffect is een levendige term.Het verwijst naar een ernstige waterslag veroorzaakt door de impact van de waterstroom op de pijpleiding wanneer de waterpomp wordt gestart en gestopt.Omdat binnen in de waterleiding de binnenwand van de buis glad is en het water vrij stroomt.Wanneer een open klep plotseling wordt gesloten of de watertoevoerpomp wordt gestopt, zal de waterstroom een ​​druk genereren op de klep en de leidingwand, voornamelijk de klep of pomp.Omdat de buiswand glad is, bereikt de hydraulische kracht onder invloed van de traagheid van de daaropvolgende waterstroom snel het maximum en veroorzaakt destructieve effecten.Dit is het “waterslageffect” in de hydrauliek, dat wil zeggen positieve waterslag.Integendeel, wanneer een gesloten klep plotseling wordt geopend of de waterpomp wordt gestart, zal er ook waterslag optreden, wat negatieve waterslag wordt genoemd, maar niet zo groot is als de eerste.De drukimpact zorgt ervoor dat de buiswand onder spanning komt te staan ​​en geluid produceert, net zoals een hamer de buis raakt. Daarom wordt dit het waterslageffect genoemd.

2/Gevaren

De momentane druk die door waterslag wordt gegenereerd, kan tientallen of zelfs honderden keren de normale werkdruk in de pijpleiding bereiken.Dergelijke grote drukschommelingen kunnen sterke trillingen of lawaai in het pijpleidingsysteem veroorzaken en klepverbindingen beschadigen.Het heeft een zeer schadelijk effect op het leidingsysteem.Om waterslag te voorkomen moet het leidingsysteem correct worden ontworpen om te voorkomen dat het debiet te hoog wordt.Over het algemeen moet de ontworpen stroomsnelheid van de buis minder dan 3 m/s zijn en moet de openings- en sluitsnelheid van de klep worden gecontroleerd.
Omdat de pomp wordt gestart en gestopt en de kleppen te snel worden geopend en gesloten, verandert de snelheid van het water drastisch, vooral de waterslag die wordt veroorzaakt door het plotseling stoppen van de pomp, wat pijpleidingen, waterpompen en kleppen kan beschadigen, en ervoor zorgen dat de waterpomp omkeert en de druk van het leidingnetwerk vermindert.Het waterslageffect is uiterst destructief: als de druk te hoog is, zal de leiding scheuren.Integendeel, als de druk te laag is, zal de leiding instorten en de kleppen en bevestigingen beschadigen.In zeer korte tijd stijgt het waterdebiet van nul naar het nominale debiet.Omdat vloeistoffen kinetische energie en een zekere mate van samendrukbaarheid hebben, zullen enorme veranderingen in de stroomsnelheid in een zeer korte tijd hoge en lage drukeffecten op de pijpleiding veroorzaken.

3/genereren

Er zijn veel redenen voor waterslag.Gemeenschappelijke factoren zijn als volgt:

1. De klep gaat plotseling open of dicht;

2. De waterpompunit stopt of start plotseling;

3. Een enkele leiding transporteert water naar een hoge plaats (het hoogteverschil van het wateraanvoerterrein is groter dan 20 meter);

4.De totale lift (of werkdruk) van de waterpomp is groot;

5. De waterstroomsnelheid in de waterleiding is te groot;

6. De waterleiding is te lang en het terrein verandert enorm.
7. Onregelmatige aanleg is een verborgen gevaar bij projecten voor watervoorzieningspijpleidingen
(1) De productie van cementdrukpijlers voor T-stukken, ellebogen, verloopstukken en andere verbindingen voldoet bijvoorbeeld niet aan de eisen.
Volgens de “Technical Regulations for Buried Rigid Polyvinyl Chloride Water Supply Pipeline Engineering” moeten cementstuwpijlers worden geïnstalleerd op verbindingen zoals T-stukken, ellebogen, verloopstukken en andere buizen met een diameter van ≥110 mm om te voorkomen dat de pijpleiding beweegt.“Betonnen stuwpijlers” Deze mogen niet lager zijn dan C15-kwaliteit en moeten ter plaatse worden gestort op de uitgegraven originele grondfundering en sleufhelling.”Sommige bouwpartijen besteden onvoldoende aandacht aan de rol van stuwpijlers.Ze spijkeren een houten paal of wiggen een ijzeren tand naast de pijpleiding om als stuwpijler te dienen.Soms is het volume van de cementpier te klein of wordt deze niet op de oorspronkelijke grond gestort.Aan de andere kant zijn sommige stuwpijlers niet sterk genoeg.Als gevolg hiervan kunnen de stuwpijlers tijdens het gebruik van de pijpleiding niet functioneren en worden ze onbruikbaar, waardoor pijpfittingen zoals T-stukken en ellebogen verkeerd uitgelijnd en beschadigd raken.​
(2) De automatische uitlaatklep is niet geïnstalleerd of de installatiepositie is onredelijk.
Volgens het principe van de hydraulica moeten automatische uitlaatkleppen worden ontworpen en geïnstalleerd op de hoogste punten van pijpleidingen in bergachtige gebieden of heuvels met grote golvingen.Zelfs in vlakke gebieden met weinig golvend terrein moeten de pijpleidingen kunstmatig worden ontworpen bij het graven van sleuven.Er zijn ups en downs, cyclisch stijgend of dalend, de helling is niet minder dan 1/500 en op het hoogste punt van elke kilometer zijn 1-2 uitlaatkleppen ontworpen.​
Omdat tijdens het proces van watertransport in de pijpleiding het gas in de pijpleiding zal ontsnappen en zich ophopen in de verhoogde delen van de pijpleiding, waardoor zelfs luchtblokkering ontstaat.Wanneer de stroomsnelheid van water in de pijpleiding fluctueert, zullen de luchtbellen die in de verhoogde delen worden gevormd, verder worden gecomprimeerd en geëxpandeerd, en zal het gas worden gecomprimeerd. De druk die wordt gegenereerd na compressie is tientallen of zelfs honderden keren groter dan de druk die wordt gegenereerd na compressie. water wordt gecomprimeerd (publieke rekening: Pump Butler).Op dit moment kan dit pijpleidinggedeelte met verborgen gevaren tot de volgende situaties leiden:
• Nadat water stroomopwaarts door de leiding is geleid, verdwijnt het druppelende water stroomafwaarts.Dit komt doordat de airbag in de leiding de waterstroom blokkeert, waardoor de waterkolom wordt gescheiden.​
• Het gecomprimeerde gas in de pijpleiding wordt tot de maximale grens gecomprimeerd en zet snel uit, waardoor de pijpleiding scheurt.​
• Wanneer water uit een hoogwaterbron met een bepaalde snelheid stroomafwaarts wordt getransporteerd door zwaartekrachtstroming, stopt de waterkolom in de stroomopwaartse leiding, nadat de stroomopwaartse klep snel is gesloten, vanwege de traagheid van het hoogteverschil en de stroomsnelheid, niet onmiddellijk .Het beweegt nog steeds met een bepaalde snelheid.De snelheid stroomt stroomafwaarts.Op dit moment ontstaat er een vacuüm in de pijpleiding omdat de lucht niet op tijd kan worden aangevuld, waardoor de pijpleiding door de onderdruk leegloopt en beschadigd raakt.
(3) De sleuf en de opvulgrond voldoen niet aan de voorschriften.
In bergachtige gebieden worden vaak ongekwalificeerde loopgraven gezien, vooral omdat er in bepaalde gebieden veel stenen liggen.De loopgraven worden handmatig gegraven of met explosieven beschoten.De bodem van de greppel is ernstig oneffen en er steken scherpe stenen uit.Wanneer u dit tegenkomt, moeten in dit geval, volgens de relevante regelgeving, de stenen op de bodem van de sleuf worden verwijderd en moet er meer dan 15 centimeter zand worden verhard voordat de pijpleiding kan worden aangelegd.De bouwvakkers waren echter onverantwoordelijk of bezuinigden en legden het zand direct aan zonder zand te verharden of symbolisch wat zand te verharden.De pijpleiding wordt op de stenen gelegd.Wanneer het opvullen is voltooid en het water in gebruik is genomen, wordt het, vanwege het gewicht van de pijpleiding zelf, de verticale gronddruk, de voertuigbelasting op de pijpleiding en de superpositie van de zwaartekracht, ondersteund door een of meer scherp opstaande stenen. op de bodem van de pijpleiding.Bij overmatige spanningsconcentratie is de kans groot dat de pijpleiding op dit punt beschadigd raakt en op dit punt langs een rechte lijn scheurt.Dit is wat mensen vaak het ‘score-effect’ noemen.​

4/Maatregelen

Er zijn veel beschermende maatregelen tegen waterslag, maar er moeten verschillende maatregelen worden genomen, afhankelijk van de mogelijke oorzaken van waterslag.
1. Het verminderen van de stroomsnelheid van waterleidingen kan de waterslagdruk tot op zekere hoogte verminderen, maar het zal de diameter van waterleidingen vergroten en de projectinvesteringen verhogen.Bij het aanleggen van waterleidingen moet rekening worden gehouden met het vermijden van bulten of drastische hellingsveranderingen om de lengte van de waterleiding te verkleinen.Hoe langer de pijpleiding, hoe groter de waterslagwaarde wanneer de pomp wordt gestopt.Van één pompstation naar twee pompstations wordt gebruik gemaakt van een waterzuigput om de twee pompstations met elkaar te verbinden.
Waterslag wanneer de pomp wordt gestopt

De zogenaamde pompstop-waterslag verwijst naar het fenomeen van hydraulische schokken dat wordt veroorzaakt door plotselinge veranderingen in de stroomsnelheid in de waterpomp en drukleidingen wanneer de klep wordt geopend en gestopt vanwege een plotselinge stroomstoring of om andere redenen.Een storing in het voedingssysteem of de elektrische apparatuur, een incidentele storing in de waterpompeenheid enz. kunnen er bijvoorbeeld toe leiden dat de centrifugaalpomp de klep opent en stopt, wat kan leiden tot waterslag wanneer de pomp wordt gestopt.De grootte van de waterslag bij het stoppen van de pomp hangt vooral samen met de geometrische hoogte van de pompkamer.Hoe hoger de geometrische opvoerhoogte, hoe groter de waterslagwaarde wanneer de pomp wordt gestopt.Daarom moet een redelijke pompopvoerhoogte worden geselecteerd op basis van de feitelijke plaatselijke omstandigheden.

De maximale waterslagdruk wanneer een pomp wordt gestopt, kan 200% van de normale werkdruk bereiken, of zelfs hoger, waardoor pijpleidingen en apparatuur kunnen worden vernietigd.Algemene ongevallen veroorzaken “waterlekkage” en wateruitval;Bij ernstige ongelukken loopt de pompkamer onder water, raakt apparatuur beschadigd en raken faciliteiten beschadigd.beschadigen of zelfs persoonlijk letsel of de dood veroorzaken.

Nadat u de pomp vanwege een ongeval hebt uitgeschakeld, wacht u totdat de leiding achter de terugslagklep met water is gevuld voordat u de pomp start.Open de uitlaatklep van de waterpomp niet volledig wanneer u de pomp start, anders zal er een grote waterinslag optreden.Onder dergelijke omstandigheden komen in veel gemalen vaak grote waterslagongevallen voor.

2. Installeer een apparaat voor het elimineren van waterslag
(1) Gebruik van constante spanningsregelingstechnologie
Een automatisch PLC-besturingssysteem wordt gebruikt om de pomp met variabele frequentiesnelheid te regelen en om automatisch de werking van het gehele watertoevoerpompkamersysteem te regelen.Omdat de druk van het waterleidingnetwerk blijft veranderen als gevolg van veranderingen in de werkomstandigheden, treedt er tijdens de werking van het systeem vaak lage druk of overdruk op, wat gemakkelijk waterslag kan veroorzaken, wat kan leiden tot schade aan pijpleidingen en apparatuur.Voor de aansturing van het leidingnetwerk wordt gebruik gemaakt van een PLC automatisch besturingssysteem.Detectie van druk, feedbackcontrole van het starten en stoppen van de waterpomp en snelheidsaanpassing, controle van de stroom, en zo de druk op een bepaald niveau houden.De watertoevoerdruk van de pomp kan worden ingesteld door de microcomputer te besturen om een ​​constante watertoevoerdruk te handhaven en overmatige drukschommelingen te voorkomen.De kans op waterslag wordt verkleind.
(2) Installeer een waterslagdemper
Dit apparaat voorkomt voornamelijk waterslag wanneer de pomp wordt gestopt.Het wordt over het algemeen geïnstalleerd in de buurt van de uitlaatleiding van de waterpomp.Het gebruikt de druk van de buis zelf als kracht om automatische lagedrukwerking te realiseren.Dat wil zeggen dat wanneer de druk in de leiding lager is dan de ingestelde beschermingswaarde, de afvoerpoort automatisch opengaat om water af te voeren.Drukontlasting wordt gebruikt om de druk van lokale pijpleidingen in evenwicht te brengen en de impact van waterslag op apparatuur en pijpleidingen te voorkomen.Eliminators kunnen over het algemeen in twee typen worden verdeeld: mechanisch en hydraulisch.Mechanische eliminators worden na actie handmatig hersteld, terwijl hydraulische eliminators automatisch kunnen worden gereset.
(3) Installeer een langzaam sluitende terugslagklep op de uitlaatleiding van de waterpomp met een grote diameter

Het kan waterslag effectief elimineren wanneer de pomp wordt gestopt, maar omdat er een bepaalde hoeveelheid water terugstroomt wanneer de pomp wordt gestoptAPI 609klep wordt geactiveerd, moet de wateraanzuigput een overloopleiding hebben.Er zijn twee soorten langzaam sluitende terugslagkleppen: het hamertype en het energieopslagtype.Dit soort klep kan de sluittijd van de klep indien nodig binnen een bepaald bereik aanpassen (welkom om te volgen: Pump Butler).Over het algemeen sluit de klep binnen 3 tot 7 seconden na een stroomstoring 70% tot 80%.De resterende 20% tot 30% sluitingstijd wordt aangepast aan de omstandigheden van de waterpomp en pijpleiding, doorgaans in het bereik van 10 tot 30 seconden.Het is vermeldenswaard dat wanneer er een bult in de pijpleiding zit en er waterslag optreedt, de rol van de langzaam sluitende terugslagklep zeer beperkt is.
(4) Zet ​​een eenrichtingsdrukregeltoren op
Deze wordt vlakbij het pompstation of op een geschikte locatie aan de leiding gebouwd en de hoogte van de eenrichtingstoren is lager dan de leidingdruk daar.Wanneer de druk in de pijpleiding lager is dan het waterniveau in de toren, vult de drukregeltoren water aan de pijpleiding aan om te voorkomen dat de waterkolom breekt en de waterslag overbrugt.Het drukverlagende effect op andere waterslag dan pompstop-waterslag, zoals klepsluitende waterslag, is echter beperkt.Bovendien moeten de prestaties van de eenrichtingsklep die in de eenrichtingsdrukregeltoren wordt gebruikt absoluut betrouwbaar zijn.Zodra de klep defect raakt, kan dit een grote waterslag veroorzaken.
(5) Installeer een bypassleiding (klep) in het pompstation
Wanneer het pompsysteem normaal werkt, is de terugslagklep gesloten omdat de waterdruk aan de drukzijde van de pomp hoger is dan de waterdruk aan de zuigzijde.Wanneer door een accidentele stroomuitval de pomp plotseling stopt, daalt de druk aan de uitlaat van het waterpompstation scherp, terwijl de druk aan de zuigzijde sterk stijgt.Onder dit drukverschil duwt het tijdelijke hogedrukwater in de wateraanzuigleiding de klepplaat van de terugslagklep open en stroomt naar het tijdelijke lagedrukwater in de drukwaterhoofdleiding, waardoor de lage waterdruk daar toeneemt;aan de andere kant de waterpomp. Ook de waterslagdrukstijging aan de zuigzijde wordt verminderd.Op deze manier worden de waterslagstijging en de drukval aan beide zijden van het waterpompstation gecontroleerd, waardoor waterslaggevaren effectief worden verminderd en voorkomen.
(6) Installeer een meertrapsterugslagklep
Voeg in een lange waterleiding een of meer toeterugslagkleppenVerdeel de waterleiding in verschillende secties en installeer op elke sectie een terugslagklep.Wanneer het water in de waterleiding tijdens waterslag terugstroomt, wordt elke terugslagklep één voor één gesloten om de terugspoelstroom in verschillende secties te verdelen.Omdat het hydrostatische verval in elke sectie van de waterleiding (of terugspoelstroomsectie) vrij klein is, wordt de waterstroomsnelheid verminderd.Hamer-boost.Deze beschermende maatregel kan effectief worden toegepast in situaties waarin het geometrische hoogteverschil van de watertoevoer groot is;maar het kan de mogelijkheid van scheiding van de waterkolom niet uitsluiten.Het grootste nadeel is: een hoger energieverbruik van de waterpomp tijdens normaal bedrijf en hogere watervoorzieningskosten.