Novinky a informace

Vodní ráz je tlakový ráz v potrubí naplněném kapalinou, způsobený rychlou změnou průtoku kapaliny.

Vodní ráz vzniká nejčastěji v důsledku uzavření ventilu na konci potrubí. Pohybující se tekutina naráží silou na překážku a vytváří hydraulickou rázovou vlnu, která rezonuje v celém potrubí.

Některé typy zpětných ventilů mají díky své konstrukci tendenci se rychle zavírat. Proto použití těchto typů ventilů v potrubním systému může vést k problémům spojeným s vodním rázem. Vodní ráz může být také způsoben poruchou čerpadla. Pokud čerpadlo, které tlačí kapalinu potrubním systémem, náhle selže, rychlost pohybujícího se produktu se také náhle změní, čímž se zvýší pravděpodobnost výskytu tohoto typu problému.

ÚČINKY VODNÍHO KLADIVA

Když jsou kapaliny v pohybu a určitou rychlostí, mohou generovat značnou sílu v důsledku náhlého zastavení toku. Například 100 galonů vody proteče potrubím o průměru 50 mm rychlostí 3 m/s. Při prudkém zastavení vytvoří uzávěr ventilu sílu rovnající se nárazu 378kilogramového kladiva.

Vodní ráz je příčinou hluku a vibrací v potrubí. Jsou však možné mnohem závažnější důsledky, včetně: • kolapsu potrubí; • netěsnosti v potrubních armaturách a spojích; • poškození nosných systémů potrubí; • poškození přepravovaného produktu (nápoje, léčiva, potraviny).

TIPY, JAK SE VYHNOUT VODNÍMU KLADIVU

1. Návrh správného potrubního systému

Jakýkoli systém musí splňovat specifické požadavky související s oblastí použití potrubí. Dispoziční řešení tedy musí být vypracováno s maximálním zvážením všech možných rizik, včetně výskytu vodního rázu.

U operačních systémů je velmi důležité vzít v úvahu výkonnostní charakteristiky potrubního systému. To lze provést několika způsoby. Například snížit rychlost kapaliny v potrubí. Tabulky velikostí potrubí pro některé aplikace doporučují průtok procesní tekutiny maximálně 1,5 metru za sekundu. U potrubí CIP však existuje potenciál pro některé konstrukční problémy, protože čištění CIP se provádí pomocí turbulentního proudění při rychlostech vyšších než 2 metry za sekundu.

Níže jsou uvedeny některé metody pro snížení rychlosti kapaliny v potrubí. Mezi nimi stojí za zmínku: • Použití zkrácené odbočné trubky. • Použití přímých tlumičů kratší délky. •Zavedení ohybů a expanzních nebo vyrovnávacích smyček do systému procesního potrubí. Vodní ráz souvisí s rychlostí zvuku v kapalině a ohyby mohou snížit dopad tlakových vln. • Umístění primárních smršťovacích dutin v prstencových vedeních.

2. Aplikace systémového programování

Ke změnám tlaku, které mohou vést k vodnímu rázu, dochází vždy, když se kapalina zrychlí nebo zpomalí v důsledku změn stavu čerpadla nebo polohy ventilu. Typicky je tento tlak tak malý a pohyby jsou tak pozvolné, že vodní ráz prakticky není pozorován. Ve výrobních závodech, které pohybují produktem potrubím vysokou rychlostí, však při zapínání nebo vypínání čerpadla existuje riziko značných vodních rázů, včetně náhlých změn tlaku.

Tento jev lze eliminovat správným naprogramováním systému, např. nastavením čerpadel na postupné zvyšování nebo snižování výkonu. Tento proces může prodloužit kolísání tlaku na několik sekund a někdy i minut.

3. Školení personálu

Řádně vyškolený personál zpracovatelského závodu hraje důležitou roli při zmírňování nebo odstraňování vodních rázů. Řádné školení naučí operátory důležitosti správného otevírání a zavírání ručních nebo poháněných ventilů, aby se minimalizovaly účinky vodního rázu.

Implementace nejlepších postupů správy potrubí, jako jsou postupy spouštění a vypínání, také zajistí, že váš systém bude fungovat správně, efektivně a bezpečně.