Martelo de água no sistema de abastecimento de água e aquecimento: razões + medidas preventivas

Um dos principais problemas na operação de sistemas de aquecimento autônomos e no suprimento de água é a queda de pressão. O golpe de aríete no sistema de abastecimento de água e aquecimento de água, resultante dessa queda acentuada, pode causar sérios danos. Precisa ser avisado, concorda?

Diremos a você como prevenir o fenômeno e neutralizar suas conseqüências negativas, garantindo a operação ininterrupta dos circuitos. Aqui você aprenderá quais métodos são usados ​​para eliminar o golpe de aríete em sistemas que transportam água para torneiras e aparelhos de aquecimento.

No artigo apresentado para familiarização, a natureza do golpe de aríete é descrita em detalhes. As medidas preventivas que excluem a ocorrência de uma situação perigosa são listadas. Para uma clara percepção de um tópico difícil, anexamos diagramas, ilustrações fotográficas e vídeos.

O que é um golpe de aríete?

Um golpe de aríete é um aumento de pressão de curto prazo, mas significativo, em um sistema cheio de fluido. Esse fenômeno ocorre quando uma corrente de fluido colide com um obstáculo em seu caminho. Exemplos típicos da ocorrência de tais barreiras incluem uma sobreposição acentuada de válvulas de fechamento, uma parada repentina da bomba, um bujão de ar, etc.

Diante de um obstáculo, o fluxo de água por inércia continua o fluxo na velocidade com que ele se moveu até o obstáculo aparecer. As primeiras camadas em contato com o obstáculo são compactadas na mesma velocidade devido à chegada das seguintes camadas.

Devido à injeção constante de novas camadas do fluxo, a pressão aumenta rapidamente e o líquido “procura” uma maneira de despejar sua parte para descarregá-la.

Uma situação semelhante ocorre quase sempre quando o fluxo quebra. válvula de esfera ou válvula de gaveta. À primeira vista, o fenômeno pode parecer inofensivo. E muitos proprietários não lhe dão muita atenção.

Mas, de fato, se você encontrar os pré-requisitos para um defeito de fabricação de cerveja em tubos e conexões, vale a pena eliminá-lo o mais rápido possível. De fato, devido ao golpe de aríete no sistema de aquecimento, aparecem fendas e rachaduras, além de danos ao equipamento.

Esse sério problema pode ser precedido por cliques e batidas, além de ruídos estranhos nos canos de abastecimento de água, acompanhados por um "rosnado" característico.

O clique ocorre predominantemente nos locais em que tubos maiores são conectados a seções menores. A água que flui ao longo de suas paredes internas encontra um obstáculo, embora inferior, mas imóvel.

A ocorrência regular de golpe de aríete afeta negativamente a operação do sistema, reduzindo significativamente sua vida útil

Em caso de emergência, os efeitos do golpe de aríete podem afetar:

• equipamento (o aperto dos gasodutos é quebrado e os dispositivos de aquecimento são destruídos);
• propriedade (a água que sai de uma rede danificada inundará a habitação e causará danos nos móveis);
• membros da família (se a violação ocorreu no sistema de aquecimento, existe o risco de queimaduras térmicas graves).

Segundo as estatísticas, a “maior parte” de acidentes em dutos, no valor de cerca de 60%, ocorre devido a golpe de ariete. Mais frequentemente, as consequências negativas desse efeito podem ser observadas em tubos desgastados que estão corroídos.

As consequências de choques hidrodinâmicos regulares podem ser imprevisíveis, e o mais comum entre eles é um avanço.

A maioria dos problemas que ele entrega a tubulações longas, por exemplo, ao organizar "Chão quente", ao longo dos contornos dos quais um líquido é aquecido até uma certa temperatura.

O grau de dano depende em grande parte do local de ocorrência da barreira: se estiver no início de uma tubulação estendida, a magnitude do aumento da pressão será insignificante, mas se, no final, for muito maior.

Na maioria das vezes, o efeito se manifesta quando tubos de diâmetros diferentes estão envolvidos na instalação do sistema de aquecimento.Se os tubos "mistos" que usam adaptadores não são levados a um "denominador" comum, é inevitável um aumento da pressão no sistema de aquecimento. Nesta situação, para proteger o sistema, o circuito está equipado com uma válvula especial - o termostato.

Causas de golpe de aríete

A natureza física desse fenômeno reside em uma perda completa ou uma diminuição significativa na vazão dos canos de água, como resultado do qual a pressão do líquido no sistema aumenta.

Nas casas em que as comunicações de engenharia eram analfabetas projetadas e equipadas, muitas vezes é possível ouvir toques característicos e cliques no pipeline.

Eles são uma manifestação externa do golpe de aríete e surgem quando a circulação de um líquido para de repente em um sistema fechado e, em seguida, seu movimento é retomado.

Os bujões naturais da tubulação geralmente são bujões de ar, adaptadores de diâmetro maior para menor ou válvulas de corte instaladas

Se surgir um obstáculo no caminho de uma água se mover a uma determinada velocidade, sua velocidade diminuirá e o volume continuará aumentando. Não encontrando uma saída, forma uma onda para trás que, colidindo com o corpo principal de água, aumenta a pressão do sistema. Às vezes, pode atingir um limite de 20 Atm.

Devido à rigidez da linha, o volume acumulado não tem para onde ir, mas a energia poderosa ainda procura encontrar uma saída para o ambiente externo. A força de impacto resultante dessa colisão cria o perigo de uma ruptura do tubo, que não possui uma margem de segurança adequada.

Por esse motivo, para a organização do sistema, é necessário usar tubos de gás de água sem costura adaptados a redes de água que estejam em conformidade com GOST 3262-75, ou análogos de plástico e metal estanques à pressão produzidos de acordo com GOST 18599.

Devido ao impacto permanente da energia da água, a tubulação em si e os elementos rígidos do sistema serão gradual ou rapidamente destruídos

Os principais fatores que provocam a ocorrência de golpe de aríete em tubulações são:

• mau funcionamento ou falha da bomba de circulação;
• a presença de ar no circuito fechado do sistema;
• quedas de energia;
• no fechamento repentino das válvulas de fechamento.

Um aumento de curto prazo na pressão em um circuito fechado devido à injeção de líquido acima da norma definida pode ocorrer se o impulsor iniciar seu movimento em alta velocidade quando a bomba for ligada.

Recentemente no arranjo sistema de aquecimento autônomo em vez de válvulas e válvulas antigas, as válvulas de esfera são cada vez mais usadas, cujo dispositivo não proporciona um funcionamento suave.

Sua capacidade de ter um efeito de ação rápida tem um lado oposto, sendo uma das causas mais comuns de golpe de aríete.

Se o ar não foi liberado do sistema quando iniciado, no momento da abertura da válvula esférica, o ar colide com um fluido praticamente incompressível

Em termos de segurança, as torneiras de rosca são preferíveis, pois, devido ao desenrolamento em fases das caixas de eixos, elas proporcionam abertura / fechamento suave das válvulas de corte.

Uma situação semelhante ocorre quando o ar não é liberado do circuito antes de iniciar o sistema. No momento da abertura da torneira, a água colide com um bujão de ar, que em um sistema fechado atua como uma espécie de amortecedor pneumático.

Como evitar um problema?

A proteção competente do sistema de tubulação de abastecimento de água ajudará a reduzir a intensidade e neutralizar o efeito do excesso de pressão.

Os mecanismos de proteção para sistemas autônomos contra golpes de aríete na maioria dos casos visam suavizar o fluxo de massa de água

Para impedir a criação de excesso de pressão de natureza única e permanente, tanto em uma seção separada do circuito quanto em todo o sistema como um todo, são utilizadas várias medidas básicas.

Opção # 1. Sistema de sobreposição suave

Esse é um dos requisitos básicos para iniciar e desligar os sistemas de tubulação, claramente explicitado nos documentos regulamentares.

O fato é que a energia do choque hidráulico devido à elasticidade das paredes do tubo não atua simultaneamente com toda a sua força. Devido à compensação de deformações elásticas, é dividido em vários intervalos de tempo.

E, portanto, com a mesma força total de impacto, o poder de impacto em um determinado momento diminuirá significativamente. Por meio de uma partida suave, o processo de aumento de pressão pode ser estendido no tempo, minimizando danos significativos ao sistema.

Ao escolher válvulas de corte, deve-se dar preferência a produtos com um intervalo relativamente grande de sobreposição de água

Guindastes, cujo design oferece uma grande lacuna até que a água seja cortada, são instalados no estágio de instalação do equipamento.

Opção # 2. O uso de dispositivos automáticos

A automação deve ser configurada para corrigir suavemente a pressão estática no sistema. Para atingir o efeito desejado, ajuda a instalar bombas com alteração automática no número de rotações ou unidades com controle eletrônico, equipadas com conversores de frequência integrados.

O uso de sistemas automáticos permitirá controlar o fluxo de fluido, bem como ler as leituras de sua pressão na tubulação

Bombas equipadas com controle automático de velocidade do motor elétrico são capazes de aumentar / diminuir suavemente a pressão no sistema. Ao mesmo tempo, o software executa simultaneamente duas tarefas: monitora a mudança de pressão no sistema de abastecimento de água e ajusta automaticamente a pressão.

Maneiras de atualizar de forma abrangente o sistema

Uma modernização abrangente do sistema envolve a instalação de equipamentos destinados a neutralizar os efeitos da pressão excessiva.

Método # 1. O uso de juntas de dilatação e amortecedores

Amortecedores e acumuladores simultaneamente, execute três funções: coletar o líquido, eliminando o excesso de volume do sistema e também ajudar a evitar um fenômeno indesejável.

O dispositivo de compensação, cuja função é o acumulador, é instalado na direção do movimento da água nos intervalos do circuito de aquecimento em que existe uma alta probabilidade de flutuações de pressão no sistema.

O acumulador ou extintor hidráulico é um balão de aço com um volume de até 30 litros, incluindo duas seções separadas por uma borracha ou membrana de borracha.

Se ocorrer pressão excessiva no sistema, a coluna de água da primeira seção começa a pressionar a membrana de separação, devido à qual ela se dobra na direção da câmara de ar

Com o aumento da pressão, os choques hidráulicos "arrancam" no tanque.Devido à flexão da membrana de borracha em direção à câmara de ar no momento da elevação da coluna de água, é alcançado o efeito de aumentar artificialmente o volume do circuito.

Como dispositivos de absorção de choques, use tubos de borracha reforçada resistente ao calor ou plástico elástico.

O material elástico dos amortecedores extingue espontaneamente a energia do golpe de aríete no ponto em que a pressão atingiu um valor crítico

Para obter o efeito desejado, basta usar um produto com um comprimento de 20 a 30 cm Se a tubulação tiver um comprimento grande, a seção do amortecedor será aumentada em mais 10 cm.

Método # 2. Instalação de uma válvula de segurança do tipo diafragma

A válvula de segurança do tipo diafragma é colocada na saída do tubo ao lado da bomba para descarregar uma quantidade predeterminada de água com excesso de pressão.

A válvula de segurança, equipada com uma vedação rígida, que executa a função de alívio rápido da pressão, é um fusível confiável do sistema autônomo

Dependendo do fabricante e do tipo de modelo, a válvula de segurança é acionada pelo comando elétrico do controlador ou pelo uso de um dispositivo piloto de ação rápida.

O dispositivo é acionado quando a pressão excede um nível seguro, protegendo estação de bombeamento quando o equipamento parar repentinamente. No momento de um aumento perigoso da pressão, ela se abre completamente e, quando cai para um nível normal, o regulador se fecha lentamente.

Método # 3. Equipar a válvula termostática com uma derivação

A derivação é um tubo estreito com uma folga de 0,2-0,4 mm, que é instalado no sentido de circulação do líquido de refrigeração. A principal tarefa do elemento é que quando as sobrecargas aparecem gradualmente despressurizar.

Um tubo estreito, cuja faixa de seção transversal não excede 0,2-0,4 mm, é colocado no lado de onde o líquido entra no termostato

O método de desvio é usado quando arranjo de sistemas autônomoscujo gasoduto é constituído apenas por tubos novos. Isso se deve ao fato de que a presença de ferrugem e sedimentos em tubos antigos pode reduzir a eficiência do desvio para "não". Por esse motivo, ao usar uma derivação na entrada do circuito de aquecimento, é recomendável instalar filtros de água eficientes.

Método # 4. Usando um termostato com super proteção

Esse é um tipo de fusível que monitora a pressão no sistema e não permite que ele funcione após o indicador atingir um ponto crítico. O dispositivo está equipado com um mecanismo de mola localizado entre a cabeça térmica e a válvula. O mecanismo da mola opera sob pressão excessiva, impedindo que a válvula se feche completamente.

Esses termostatos são instalados estritamente na direção indicada na carcaça.

Trabalhos de manutenção

Além de observar estritamente as regras para a operação de dutos, medidas preventivas oportunas ajudam a evitar um acidente. Afinal, todos os processos no sistema de abastecimento de água ou no circuito de aquecimento estão interconectados. E o golpe de aríete é apenas a "gota" destrutiva final que pode levar a consequências negativas no contexto de condições técnicas insatisfatórias do abastecimento de água.

As vibrações dos dutos e as mudanças de pressão contribuem para a formação de microfissuras na estrutura metálica. Defeitos que se formam ao longo do tempo durante o início do golpe de aríete aparecem instantaneamente em áreas de maior estresse interno: juntas mecânicas, dobras e soldas.

A prevenção consiste em equilibrar o sistema de aquecimento, que é realizado após a instalação ser concluída ou o aquecimento ser reparado em uma casa particular

O principal complexo de trabalho realizado durante a prevenção:

• verificação de integridade do grupo de segurança: válvula de segurança, ventilação e manômetro;
• verificação periódica da pressão atrás da membrana do tanque de expansão, e após a detecção de resultados insatisfatórios e sua correção;
• teste de vazamento do sistema e verificar o grau de desgaste dos tubos;
• rastreamento de posição da válvulath válvulas de bloqueio e regulação para vazamento;
• verificação regular do status do filtro, atraso na escala, partículas de areia e ferrugem, se necessário - elementos de limpeza e lavagem;

Prevenção destinada a manter as condições de trabalho do encanamento e sistema de aquecimento, inclui tipos simples de trabalho. Mas ignorá-los não vale a pena. Afinal, isso pode levar a um desperdício significativo de dinheiro e tempo para a realização de trabalhos de reparo completos.

As medidas de proteção listadas são mais eficazes se aplicadas de maneira abrangente. Mas, graças a uma abordagem integrada para resolver o problema, você pode neutralizar as consequências negativas e, assim, prolongar a vida útil do sistema.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo nº 1. Martelo de água, como isso acontece:

Vídeo # 2. Teste de eficiência do extintor:

O golpe de aríete em um sistema de abastecimento de água é uma ocorrência comum que pode causar danos graves. E sua tarefa é corrigir o problema o mais rápido possível. De fato, quando a situação se repete, os elementos do sistema logo falharão. E o reparo depois disso custará muito mais.

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