Гидроудар двигателя последствия: Что такое гидроудар двигателя авто

Содержание

Что такое гидроудар двигателя авто

Если после проезда глубокой лужи машина резко останавливается, возможно двигатель получил гидроудар. Объясним — что это такое, какие бывают последствия и как их избежать.

Что это такое

Гидроудар — ситуация, когда при работающем двигателе внутрь попадает вода. Из курса физики знаем, что вода практически несжимаема. Представьте: Вы едите по луже и создаёте стену воды впереди капота. Она легко может попасть в мотор через воздушный фильтр и тогда поршень не сможет её сжать.

Из-за этого резко происходит остановка и стопор двигателя с характерным ударом. В этот момент на подвижные части мотора передаётся колоссальная кинетическая энергия, которая скрутит и поломает любые металлические конструкции. Чем выше были обороты, тем больше удар нанесёт последствий. Случиться может всё, вплоть до капитального ремонта.

Гидроударом ошибочно называют заполнение надпоршневого пространства в двигателе водой, вследствие чего поршень начинает сжимать жидкость. Это приводит к внезапной остановке и поломке мотора (излому шатуна, обрыву шпилек головки цилиндра, разрыву прокладки). По-научному называется «попадание несжимаемого объекта в рабочий объём двигателя».

Как правило, не имеет значения была это жидкость или твердое тело — урон мотору наносится значительный в любом случае.

Какие последствия

Если силы, действующие на детали двигателя, невелики, то шатун, поршень и палец могут выдержать нагрузку. Но чаще стержень шатуна сжимается и изгибается. Если силы инерции значительны, то шатун деформируется сильно. При этом поршень проходит через верхнюю мертвую точку, коленвал продолжает вращаться и поршень начинает двигаться вниз.

Если шатун изогнулся сильно, то может упереться в стенку цилиндра, и двигатель заклинит. Гораздо хуже, если мотор продолжает работать. При приближении к нижней мертвой точке поршень юбкой садится на противовесы коленчатого вала. Далее следует разрушение поршня, а возможно, обрыв шатуна.

Гидроудар сказывается и на других деталях. Под действием высокого давления деформируется головка блока цилиндров (очень редко). В момент резкой остановки двигателя за счет инерции газораспределительного механизма страдает цепь или ремень привода. Значительные нагрузки испытывает натяжитель цепи (ремня). Поэтому данные детали и узлы тоже могут потребовать замены.

Ремонт двигателя, пережившего гидроудар, мало отличается от обычного капитального ремонта. Хуже, если оборванный шатун пробьет блок цилиндров, но как показывает опыт, блок также можно отремонтировать.

Ложные причины гидроудара

Как показала практика, в 90 процентах случаев, если машина заглохла при проезде лужи виноват не гидроудар. Виной могут быть датчики или проводка. Например, вода попала в датчик положения коленвала — без него машина не заведется и на приборной панели будет гореть значок «чек энджин».

Стоит подождать пять минут, после повторить запуск мотора. Если действительно вода попала на датчик или проводку, то за это время успевает подсохнуть. Если ничего не помогло и автомобиль не заводится, то следует диагностировать двигатель. О явной причине гидроудара говорит низкая компрессия.

В дальнейшем, чтобы избежать гидроудара, следует осторожно проезжать через глубокие лужи. Лучше притормозить заранее, а не проезжать на полной скорости. Ведь у многих машин система забора воздуха находится низко.

Гидроудар двигателя — что это такое? Последствия и решение вопроса

Гидроудар двигателя — это воздействие влаги на поршень мотора при попадании воды из атмосферы в воздушный фильтр. Поскольку жидкость в отличие от воздуха практически не сжимается, то создается эффект удара цилиндра о прослойку воды при движении в крайнюю верхнюю точку к головке блока. Влага может попасть при движении автомобиля по глубокой луже.

  • Последствия гидроудара двигателя: чем это грозит
  • Что делать при гидроударе двигателя
  • Повреждения коленвала
  • Ремонт при гидроударе
  • Гидроудар дизельного двигателя
  • Предупреждение гидроударов двигателя
  • Последствия гидроудара двигателя: чем это грозит

    Последствия гидроудара зависят от того, когда именно произошло попадание воды. Если автомобиль оставался неподвижным, а двигатель работал на холостом ходу, то мотор может просто заглохнуть. При попадании влаги в рабочий объем цилиндра во время движения последствия окажутся более серьезными — деформации и разрушения вкладышей, поршневых колец, шатунов и коленвала.

    Во время движения автомобиля после разрушения деталей, например, колец, шатунов и обратного хода поршня может произойти его заклинивание или пробой. Особенно опасен гидроудар в дизельном двигателе, поскольку компрессия в нем намного больше и, следовательно, разрушение деталей цилиндропоршневой группы произойдет быстрее, чем в случае с бензиновым мотором. В отдельных случаях двигатель после гидроудара восстановлению не подлежит. Также при гидроударе повреждаются детали кривошипно-шатунного механизма и другие детали моторной группы.

    Характер повреждений напрямую зависит от скорости движения автомобиля и объема воды, попадающей в рабочий объем цилиндра. Чем выше скорость, тем больше вероятность серьезных повреждений силового агрегата.

    Что делать при гидроударе двигателя

    Если при езде по глубокой луже мотор заглох, то нельзя пытаться завести двигатель от стартера. Необходимо выключить зажигание, открыть капот и снять кожух воздушный фильтр. Дальнейшие действия зависит от того, есть ли вода в воздушном фильтре. Если присутствует влага, то следует:

    • Снять свечи зажигания.
    • Попробовать прокрутить коленвал вручную.

    Если коленвал проворачивается с трудом или возникает стук при его повороте, то самостоятельно избавиться от последствий гидроудара уже не получится — необходимо вызвать эвакуатор для транспортировки автомобиля до автосервиса.

    Повреждения коленвала

    Обычно при гидроударе коленчатый вал не повреждается. Его деформация возникает, как правило, из-за разрушения поршня и шатунов. Заклинивание колевала больше характерно при перегреве и деформациях шатунов, что при гидроударе не происходит. Определить точную причину заклинивания коленчатого вала мастер смогут при проведении визуальной диагностики деталей моторной группы.

    Ремонт при гидроударе

    В случае гидроудара двигателя производится частичная разборка двигателя и диагностика деталей кривошипно-шатунного механизма. Может потребоваться шлифовка, восстановление или замена отдельных деталей. При попадании влаги в воздушный фильтр на большой скорости движения автомобиля, попытке завести мотор через стартер может потребоваться и капитальный ремонт двигателя.

    Не всегда можно сразу определить факт гидроудара, поскольку нередко серьезные проблемы появляются не сразу. Двигатель удается завести, но водитель не обращает внимание на посторонние шумы и стуки со стороны мотора. Стуки могут свидетельствовать о механических повреждениях деталей кривошипно-шатунного механизма. Дальнейшая эксплуатация транспортного средства, как правило, приводит к серьезным деформациям деталей мотора. Поэтому необходимо как можно раньше обратиться в специализированный автосервис для проведения диагностики двигателя.

    Гидроудар дизельного двигателя

    Более серьезные последствия возникают при гидроударе дизельного двигателя. На месте попытаться удалить влагу из дизеля не получится, поэтому потребуется только буксировка или эвакуация транспортного средства с последующей разборкой мотора и оценкой степени и характера повреждений. Нельзя допускать простоя авто после гидроудара, поскольку вода достаточно быстро приведет к коррозии.

    Предупреждение гидроударов двигателя

    Один из вариантов защиты мотора является установка шноркелей. Это оправдано для внедорожников, на которых часто приходится преодолевать препятствия с глубоким уровнем воды. И, конечно, не стоит допускать погружения автомобиля в воду на уровне воздухозаборников, так как это однозначно приведет к гидроудару, переборке мотора и его капитальному ремонту. Если же гидроудар произошел, то нужно заглушить двигатель, выключить зажигание и отбуксировать автомобиль в СТО. Мастера проведут диагностику и выполнят необходимые восстановительные работы. Помните, что гидроудар проще предупредить или устранить его последствия сразу же, чем потом выполнять капитальный ремонт двигателя.

    Гидроудар дизельного двигателя: причины и последствия

    Категория: Полезная информация.

    В чем главная опасность продолжительных дождей? Поднявшийся уровень воды топит двигатель, когда в результате гидравлического удара мотор «напивается» воды и выходит из строя.

    Что такое гидроудар

    Гидравлический удар —  резкое увеличение давления внутри цилиндров ДВС из-за попадания в них жидкости: не только воды, но и технической — антифриза или моторного масла из-за неисправностей.

    Когда жидкость попадает в часть камеру сгорания мотора, она мешает поршню при его движении вверх завершить цикл работы, потому что в отличие от топлива, жидкость не сжимается.

    Последствия гидроудара

    Когда поршень пытается сжать жидкость, происходит катастрофа: слом или изгиб шатуна или штока, обрыв шпильки головки цилиндра, разрыв прокладки головки блока цилиндров и т.п.

    Удачей можно считать, если гидравлический удар пришелся на момент, когда двигатель работал на холостых или очень малых оборотах. В этом случае мотор обычно заклинивает и завести его нельзя, тем самым удается избежать необратимых повреждений.

    А вот если работающий на оборотах, особенно высоких, дизельный двигатель «напился» воды, тяжесть последствий будет определяться стечением обстоятельств (масштаб повреждений, сколько воды попало в цилиндр, на каких оборотах и т.п.).

    Наиболее часто вода заливает один или несколько цилиндров, а под силой удара гнутся шатуны и пальцы, разрушается поршень.

    Бывает, что оборванный шатун пробивает стенку блока цилиндров (при попытке завести двигатель слышен мини-взрыв), или головка блока разрушается, вплоть до полного разрыва блока двигателя вместе с разломом коленвала.

    .

    Тяжесть последствий — до полной замены двигателя.

    В отличие от бензинового двигателя, у дизельных шансов выжить после гидроудара практически нет. Это связано с меньшим объемом камеры сгорания и высоким давлением, которым сжимается топливная смесь.  

    При этом необратимые повреждения двигателю наносит не только и не столько сам гидроудар, сколько ошибки водителя после случившегося.

    Как не допустить гидроудар

    • не стоит управлять автомобилем в условиях грозы и наводнений
    • лужи, особенно глубокие, стоит объезжать. Если объехать нельзя — проезжать на скорости до 10 км/ч, не допускать образования брызг.
    • если уровень воды высокий и никак нельзя избежать погружения автомобиля в воду (объехать, запарковать на возвышенности, изменить маршрут) — выключите двигатель, пока вода не попала в воздухозаборник.

    При проезде через лужу, двигатель заглох
    • Вероятно,
      это и есть гидроудар. Вместо того, чтобы пытаться завести мотор (убивая его окончательно), успокойтесь и выйдите из автомобиля.
    • Откройте крышку воздушного фильтра и пощупайте его. Если он влажный, скорее всего вода попала и в цилиндры.
    • Открутите дизельные форсунки, после этого аккуратно крутните двигатель стартером. Если удалось прокрутить стартер, двигатель «выплюнет» воду из цилиндров.
    • Если стартер не крутит, или появляются какие-то посторонние звуки, не пытайтесь что-то делать, вызывайте эвакуатор.
    • Вызвать эвакуатор и отправиться на СТО придется в любом случае. И сделать это нужно быстро: если двигатель не прикончил гидроудар, спустя месяц это сделает образовавшаяся на цилиндрах и поршневых кольцах коррозия.

     

    О том, что еще наносит непоправимый вред дизельному двигателю, мы писали здесь.

    Качественные запчасти для своего дизельного двигателя вы найдете в нашем каталоге

    ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ

    Причины и последствия гидроудара двигателя

    Гидроудар двигателя — это попадание воды в надпоршневое пространство цилиндров двигателя, что вызывает резкое повышение давление и разрушение элементов цилиндропоршневой группы двигателя (ЦПГ).

    Причины гидроудара

    В двигатель автомобиля  вода чаще всего попадает через  систему впуска, обеспечивающую подачу воздуха в цилиндры. Несмотря на то, что воздушный фильтр располагается над двигателем, нередко бывают ситуации, когда при преодолении глубокой лужи на большой скорости вода, как волна, перетекает по капоту и через воздухозаборники попадает в подкапотное пространство. А эти воздухозаборники находятся возле корпуса воздушного фильтра. А далее вода вместе с воздухом засасывается и через впускной коллектор попадает в цилиндры.

    Отметим, что жидкость попадает в цилиндры не только через систему впуска. Пробой прокладки ГБЦ, при котором трещина соединяет между собой канал системы охлаждения и цилиндр, тоже вызовет попадание воды в цилиндр.

    Пока трещина маленькая, особой опасности она не представляет. То небольшое количество охлаждающей жидкости, которая попадает в камеру сгорания, будет выводиться. Но если прокладку не заменить и продолжать эксплуатировать авто, трещина со временем разрастется, поэтому количество жидкости, проникающей в цилиндр, увеличится. В конечном итоге произойдет гидроудар, поскольку ОЖ уже не сможет вывестись из цилиндра через систему отвода выхлопных газов.

    Что происходит в цилиндре при попадании воды?

    Топливо – тоже жидкость, но оно подается в цилиндры в небольших количествах, и к тому же оно – легкоиспаримое. В цилиндрах бензин переходит в газообразное состояние. А газ запросто сжимается под давлением, чего не скажешь о воде.
    Любая жидкость – несжимаема. Если много воды попадет в цилиндр, то на такте сжатия поршень поднимет ее вверх, и как только она заполнит все свободное пространство камеры сгорания, она начнет выполнять роль упора для поршня.
    В результате, в камере сгорания резко повышается давление, причем настолько сильно, что элементы ЦПГ не выдерживают нагрузки, поэтому деформируются и разрушаются.

    Последствия попадания воды

    Для водителя гидроудар проявляется в виде резкой остановки мотора, в некоторых случаях сопровождаемой ощутимым ударом. Сила гидроудара зависит от двух условий:

    • оборотов двигателя;
    • количества проникшей в цилиндр жидкости.

    Чем выше обороты, тем разрушительней последствия. То же касается и объема жидкости.
    При несильном гидроударе особых негативных последствий может и не быть. Но это не значит, что можно сразу же продолжать эксплуатацию авто, поскольку требуется проведение мероприятий для устранения последствий.

    Последствиями среднего по силе гидроудара являются изогнутые шатуны. Основная нагрузка при сжатии жидкости приходится именно на них. При этом деформация нередко сопровождается столкновениями изогнутого штока со стенками цилиндра.

    Самый большой урон получается при сильном гидроударе. При нем повреждения получают не только шатуны. Из-за сильного изгиба штока разрушается поршень, а сам шатун либо срывает с коленчатого вала, либо он пробивает стенку блока цилиндров.

    Бывает и так, что возникающее высокое давление приводит к разрыву шпилек или болтов крепления головки блока, ее изгибу, повреждению прокладки ГБЦ.

    Помимо ЦПГ от гидроудара повреждения получает и газораспределительный механизм, точнее его привод. При попадании жидкости кривошипно-шатунный механизм резко «стопорится», но инерцию никто не отменял, поэтому привод ГРМ еще продолжает небольшое движение. В результате ременной привод обрывается, цепной же – растягивается. Возникшая нагрузка воздействует и на натяжные механизмы привода, повреждая их.

    В общем, при сильном гидроударе двигатель получится восстановить, если блок «выдержал». Но определить это можно только после тщательной диагностики.

    Но даже средний по силе удар приводит к дорогостоящему и трудоемкому ремонту, поскольку приходится менять поршни с кольцами, шатуны, цилиндры же нужно протачивать.

    Ещё кое-что полезное для Вас:

    Диагностика и ремонт

    Видео: Гидроудар и последствия на Приоре

    После остановки авто посреди лужи водители пытаются запустить мотор и выбраться из лужи. Эта ошибка приводит к повышению степени повреждения.
    Если появилась вероятность, что в двигатель попала вода, нужно сначала провести ряд процедур, чтобы точно установить, что стало причиной остановки мотора. Конечно, стоя посреди лужи что-либо предпринимать сложно, но и двигатель крутить стартером в надежде, что он заведется – нельзя. Поэтому просим кого-то взять машину на буксир или же вызываем эвакуатор, чтобы отправить автомобиль на СТО, где проводится осмотр.

    Можно попробовать провести диагностику самому.

    Процедура проверки мотора  несложная и проводится она так:

    1. Открываем капот.
    2. Снимаем крышку корпуса воздушного фильтра, осматриваем корпус изнутри, а также проверяем рукой состояние фильтрующего элемента. Если корпус и фильтр  сухие, то гидроудара не было, а двигатель заглох по другой причине (обычно она кроется в промокании проводки). Если же корпус и фильтр  мокрые, то остановка вызвана гидроударом.
    3. Удаляем остатки воды из корпуса фильтра.
    4. Выкручиваем свечи.
    5. Аккуратно и плавно ключом прокручиваем коленчатый вал, прислушиваясь, нет ли скрежета или сторонних звуков при вращении.
    6. Сделав несколько оборотов и убедившись, что вал крутится легко,  приступаем к просушке цилиндров.
    7. Просушка делается стартером. Раскручиваем двигатель, чтобы поршни вытолкали воду из цилиндров через свечные отверстия.
    8. Проверяем компрессию в цилиндрах. Если на одном из цилиндров погнут шатун, то компрессия на нем сильно упадет.
    9. Для заключительного этапа проверки двигателя после гидроудара применяется технический фонендоскоп. Им следует воспользоваться даже если во всех цилиндрах компрессия соответствует норме.

    Для проверки фонендоскопом ставим на место свечи и запускаем мотор, но нагрузку давать на него не стоит. Сразу же после запуска прослушиваем двигатель фонендоскопом, особенно в районе шатунов. Никаких сторонних звуков при прослушивании мотора быть не должно, если же они есть, лучше сразу же заглушить мотор.

    В случае, когда в двигателе никаких признаков повреждения от гидроудара не обнаружено, то можно продолжить эксплуатацию авто, но воздушный фильтр меняется.
    Если проявляются признаки повреждения силовой установки, то снимается и полностью разбирается двигатель,  делается дефектовка и замена поврежденных составляющих.

    Чтобы избежать гидроудара или минимизировать последствия, глубокие лужи следует преодолевать на очень малой скорости. При этом, если впереди идет другая машина, лучше остановиться и подождать, пока не успокоится поверхность воды, что снизит вероятность накатывания ее на капот. А еще лучше постараться объехать водное препятствие, ведь лучше потратить немного больше бензина на объезд, чем ремонтировать двигатель.

    Гидроудар двигателя в авто: что делать, если это случилось

    Многие водители узнают значение этого слова только после того, как им сообщат о полном выходе двигателя из строя. Поэтому лучше познакомиться с этим явлением в теории – чтобы ни при каких обстоятельствах не дать мотору “хлебнуть воды”.

    Двигатель автомобиля при работе забирает в свои цилиндры тысячи литров воздуха в минуту – цилиндры мотора работают как высокоэффективный насос. А если случится попасть во впускной тракт воде, мощная тяга на впуске засасывает и ее.

    Тяжесть последствий гидроудара зависит от количества попавшей в мотор воды и типа двигателя: дизели переносят эту беду хуже.

    Но жидкость, в отличие от воздуха, не сжимается, поэтому присутствие в цилиндре хотя бы пары капель воды приводит к такому нарастанию давления, что поршень при ходе вверх почти ударяется о “стену” водно-газовой смеси.

    Читайте також: Як перевіряти двигун при купівлі б/в авто

    Отсюда и термин – гидроудар. Ну а поскольку удар, то соответственно имеют место и механические повреждения: погнутые шатуны, сломанные пальцы, раскрошенные поршни и т.п. Одним словом, полной разборки двигателя и серьезного ремонта не избежать.

    Основные признаки гидроудара таковы:

    • — Несколько секунд назад вы заезжали в глубокую лужу и/или поднятая перед капотом волна достигала верха облицовки радиатора.
    • — Двигатель работает с перебоями, вибрациями, сотрясениями.
    • — Мокрый сменный элемент воздушного фильтра.
    • — Капли воды в корпусе воздушного фильтра и каналах воздуховода.

    Детали при гидроударе могут и не сломаться, однако потерять геометрию так, что нормальная работа агрегата будет невозможной.

    Что делать, если случился гидроудар

    Если после форсирования водной преграды машина ведет себя необычно, порядок действий должен быть такой:

    • Немедленно заглушите двигатель. В некоторых случаях переживший гидроудар мотор не останавливается сам, а самые тяжелые повреждения детали получают из-за работы после гидроудара.
    • Откройте корпус воздушного фильтра и осмотрите его сменный элемент. Если фильтр мокрый, значит, вероятность полновесного гидроудара велика. Запускать двигатель нельзя. Бумажный фильтр может быть деформирован – это тоже признак того, что он был намочен.
    • Осмотрите внутреннюю полость воздушного фильтра и воздуховода от него к дроссельной заслонке. Если в ней есть капли влаги, значит, скорее всего вода попала и в цилиндры.

    Читайте також: Чим небезпечний потопельник: проблеми з електрикою

    • Всю воду до мельчайшей капельки нужно убрать из корпуса фильтра и воздуховодов. Хорошо использовать для этого бумажные полотенца или салфетки.
    • Выкрутите свечи и покрутите мотор стартером. Если получилось – уже неплохо, значит, двигатель не заклинило. Если у вас есть помощник, попросите его во время прокрутки мотора стартером посмотреть, не вылетает ли из свечных отверстий вода. Ее, кстати, не всегда можно заметить и отличить от топлива, так что главное в этой процедуре – не диагностика, а “изгнание” воды из цилиндров.

    Прежде всего при гидроударе страдают шатуны. Внешне на работе мотора это может и не отражаться, но через время шатун ломается и разрушает цилиндр.

    В принципе, отчаянные водители после всех вышеуказанных этапов просушки могли бы пытаться запустить мотор. Но в идеале для полной гарантии безопасности двигателя нужно разобрать весь впускной тракт, чтобы убедиться в отсутствии в нем воды и удалить найденную влагу. Поскольку, увы, известны случаи, когда вроде как удачно искупанный в реке двигатель не выявлял поначалу проблем, но во время утреннего запуска после стоянки вдруг начинал грохотать и трястись, возвещая о необходимости капремонта.

    Если фильтр мокрый, а под ним в корпусе есть капли воды, нужно тщательно проверить на наличие воды весь впускной тракт.

    Потому что за ночь вода, попавшая через фильтр во впускной тракт, собралась вся разом с верхних стенок вниз воздуховода, в место, где ее утром легко подхватил засасываемый в цилиндры воздух – чем и был вызван гидроудар.
    Так что запуск мотора, хлебнувшего воды, стоит делать только после консультации квалифицированного специалиста.

    Рекомендация Авто24

    Гидроудар не просто старая водительская фобия, его в самом деле стоит бояться, ведь получить его при наличии глубоких луж на дороге – пара пустяков. Последствия могут быть самыми неприятными, и даже “капиталка” тут покажется удачным вариантом. Поэтому перед каждой глубокой лужей внимательно оцените обстановку и при малейших сомнениях отказывайтесь от форсирования. Лучше подождать пару часов, пока вода спадет, или выбрать другой маршрут, чем менять двигатель из-за разрушения цилиндро-поршневой группы и повреждения блока.

    Читайте також: Що краще – бензин чи дизель: який вибрати двигун

    что это такое Симптомы, причины и последствия гидроудара

    Многие опытные водители знакомы с непредвиденным обстоятельством, которое возникает во время скоростного прохождения луж. Влага проникает в камеру сгорания через элемент очищения воздуха. Целостности системы наносится вполне ощутимый урон, так как это происходит в момент такта сжатия горючей смеси. Неправильно обычно действует сам человек, но исключение составляют случаи, когда на дороге складывается аварийная ситуация, и приходится идти на определенный риск. Ниже подробно о том, от чего бывает гидроудар и как проверить.

    Признаки гидроудара

    Вот как происходит гидроудар двигателя — транспортное средство резко глохнет. Почти всегда в фильтре или зоне ГБЦ собирается жидкость, а работа агрегата сопровождается характерными звуками. В зависимости от обстановки, силовая установка получает лёгкие или значительные повреждения.

    Однако по одним лишь симптомам определить последствия гидроудара удаётся редко. Потребуется окончательная диагностика с замером компрессии, «вскрыванием» движка и другими манипуляциями.

    Больше всех страдает дизельный мотор, так как здесь создаётся очень высокое давление внутри цилиндров.

    Кроме того, частыми «гостями» ремонтных центров по причине гидроударов становятся автомобили с низким дорожным просветом. Особенно это касается спортивных машин.

    Последствия гидроудара

    Чаще всего такой удар вызывает следующее:

    • деформацию шатунов — если повезёт, то изогнётся только стержень;
    • разрушение поршней;
    • загиб пальцев;
    • обрыв цепи или ремня привода — также возможны другие проблемы газораспределения;
    • разрыв блока цилиндров — редкая, но тяжёлая неисправность;
    • поломку валов ДВС.

    Деформированные шатуны

    Нередко двигатель после этого уже нормально работать не может. Тогда приходится искать мотор на замену.

    Что делать при гидроударе двигателя

    Как понять, был ли гидроудар, и какое решение принять? Первый и достаточно опасный признак — это вода, стоящая в корпусе. Безусловно, водителю транспортного средства паниковать не стоит, ведь такое случается сплошь и рядом. Любая спешка только усугубляет ситуацию. Желательно сразу переставить машину на нейтральной скорости в сухое место и проверить воздушный фильтр. Заводить двигатель повторно не стоит, лучше сразу вызвать эвакуатор.

    Нередко водителю везёт. Мотор глохнет до того, как колесо автомобиля попадает в яму и влага проникает в цилиндры. Но она не причиняет существенного вреда, так как сопротивления не возникает. Мокрый воздушный фильтр в этом случае разрешается изъять и выбросить, а корпус тщательно протереть. Также надо выкрутить свечи зажигания, и поработать стартером. Всё эти действия позволят вытолкнуть оставшуюся часть влаги. Однако рекомендуется всё же напоследок заехать в сервисный центр, чтобы исключить отложенный гидроудар. Здесь тщательно проверят двигатель и проведут качественную просушку цилиндров посредством специального оборудования.

    Случается, что свечи выкрутить не удаётся. Тогда приходится запастись терпением и ждать, пока вода не стечёт в картер. После этого аккуратно завести мотор и оставить его работать на холостых оборотах.

    Ещё одна удачная развязка — заклин ДВС происходит из-за попадания воды на катушку, проводку или датчики. К примеру — на регулятор положения коленвала. Он должен быть сухим, чтобы автомобиль нормально заводился, а на приборку не выводился значок Chek Engine. Поэтому надо подождать 5 минут и повторить запуск.

    В сервисах для устранения влаги из силовой установки ремонт после гидроудара проводят только с диагностикой.

    Классический способ такой: двигатель разбирается, затем оценивается степень внутреннего разрушения и осуществляются все необходимые работы. Почти всегда внутренние элементы ДВС повреждаются на 30% или более. На вскрытом агрегате бывает хорошо видно следующее:

    • в цилиндрах образовался ступенчатый нагар;
    • поршень покрылся сажей, опустился ниже требуемого уровня;
    • на вкладышах появились блестящие полосы износа;
    • коленвал не крутися вручную;
    • из свечных колодцев вытекает вода.

    Более простой вариант оценки подразумевает демонтаж ГБЦ, выкручивание свечей зажигания и несколько часов (лучше сутки) паузы. Этого времени вполне достаточно, чтобы агрегат подсох.

    Сушка двигателя после гидроудара

    Затем шприцем в каждое гнездо вливают по 15-20 граммов автола и прокручивают коленвал. При удачной попытке, это будет означать, что никаких серьёзных повреждений нет — шатуны не деформировались, а мотору нужна была лишь качественная просушка. В противном случае, если наблюдаются проблемы с вращением вала, разборка движка неизбежна.

    Также крайне важно замерять компрессию силовой установки. При её низких значениях, даже при целостности шатунов, надо разбирать ДВС.

    Не исключено, что поломаны другие элементы, не выдержавшие большой нагрузки. Замеряется компрессия так: наконечник компрессометра плотно вставляется в свечное отверстие. Включается стартер и движок прокручивается до тех пор, пока показания манометра не перестанут расти. Обычно на это уходит 2-3 секунды. Крайне важно при проверке, чтобы аккумулятор был заряжён на 70% и выше.

    Если мотор в норме, то просушить его можно самостоятельно. Сначала кратковременно прокручивается стартер, после чего машину оставляют сушиться на 24 часа.

    Однако такой вариант действий очень рискованный. Водитель может ошибиться, решив, что никаких повреждений нет. Поэтому диагностику лучше доверить специалистам.

    К тому же, в центрах обслуживания имеется стационарное оборудование, помогающее выявить разрушения не только по компрессии, но и по другим признакам. После этого движок разбирают, оценивают его состояние и проводят ремонт.

    Таким образом, краткий алгоритм действий для водителя, машина которого испытала гидравлический удар:

    • остановить автомобиль, включить аварийку;
    • выкрутить свечу зажигания и проверить, мокрая ли она;
    • разобрать кожух, осмотреть воздушный фильтр на влажность;
    • прокрутить коленвал со снятой свечой — если из колодца вытекает вода, а вал не крутится, это подтвердит попадание влаги;
    • если вал поддаётся, то кратковременно провернуть стартер.

    В заключении можно попробовать продуть цилиндры, вкрутить свечи и заново попытаться запустить движок авто.

    Как избежать гидроудара двигателя

    Желательно вообще не допускать гидроудара. Особых сложностей для проведения профилактики нет, ведь зачастую достаточно избегать луж или ездить по ним на первой скорости. Важно также своевременно обслуживать двигатель на предмет сохранности манжеты головки и уплотнителей системы охлаждения. К тому же, надо постараться доработать подкапотное пространство, а именно — вынести воздушный фильтр как можно дальше от днища, организуя максимальную защиту от попадания туда воды.

    От попадания автомобиля в глубокую лужу никто не застрахован

    Ошибочно считать, что гидроудар происходит только на загородных трассах и бездорожье. На самом деле в городе даже больше шансов попасть в лужу. Например, после сильного дождя. Водитель увидел преграду, повернул руль и одним колесом попал в забитый ливнесток. Если скорость передвижения при этом будет высокой, то вода попадёт внутрь движка.

    Гидроудар можно и нужно предотвращать. Сделать это просто, если придерживаться следующих рекомендаций:

    • избегать водных преград на своём пути — глубоких луж, ям, стоков;
    • всегда соблюдать скоростной режим, особенно на мокрой дороге — водитель успевает среагировать.

    Если лужу проехать никак не удаётся, надо двигаться в воде максимально плавно, чтобы не допустить образования волн.

    Узнавать гидроудар и точно определять, почему заглох мотор, должен научиться каждый автолюбитель. Это нужно для того чтобы своевременно отвезти машину на диагностику в сервис. Тянуть с этим не стоит — повторная попытка запуска агрегата может полностью разрушить двигатель.

    Последствия гидроудара двигателя, кто виноват и что делать?

    Последствия гидроудара двигателя в большинстве случаев – это полная неисправность мотора. Если повезет, движок просто на время заглохнет. Примечательно, что попадание воды в двигатель – это полбеды, другая половина несчастья кроется в неграмотных действиях водителя в случае гидроудара. Почему возможен гидроудар, как его избежать и какие меры принимать, если неприятность уже произошла – читаем дальше.

    Если вы счастливый обладатель спорткара или другого «низкого» авто, не стоит увлекаться ездой по мокрым дорогам, поскольку для таких авто попадание даже в небольшую лужу может стать большой проблемой. Для всех остальных также есть правило – вода не должна достигать верхнего уровня колес.


    Вода в моторе: как распознать проблему

    Вовремя распознать признаки гидроудара двигателя и начать действовать правильно увеличивает шансы на его спасение. Перечислим некоторые типичные ситуации:

    • Мотор резко заглох посреди лужи или сразу после того, как вы через нее проехали, при этом вы услышали резкий хлопающий звук. Не пытайтесь завести двигатель. Выкрутите все свечи и разберите кожух воздушного фильтра. «Прокрутите» мотор, чтобы из него вышла вода, а затем вызовите эвакуатор для транспортировки авто на СТО.
    • После того, как вы вынули свечи и разобрали кожух, двигатель не заводится. Это говорит о разрыве блока цилиндров, а значит, о необходимости капитального ремонта двигателя.
    • Машина простояла некоторое время в гараже после того, как в мотор попала вода. Это самое худшее, что может быть, поскольку коррозия уже наверняка успела «съесть» поршневые кольца и цилиндры. Единственный выход – менять двигатель.

    А вот и нетипичная ситуация: из-за заводского брака или еще по какой-то причине из строя резко вышла турбина. Из-за этого моторное масло попадает в цилиндры, что также провоцирует гидроудар.

    Теперь, когда ясно, что делать при гидроударе двигателя, выясняем, что делать, чтобы этого гидроудара избежать. Во-первых, нельзя ездить по лужам на высокой скорости, а лучшее вообще постараться их объезжать. Во-вторых, не выезжайте на машине в сильный ливень или бурю. Если уж другого выхода нет – то ли климат такой, то ли дорог нет вообще – значит, надо покупать внедорожник.

    В противном случае, если в двигатель попадает объем воды, который больше объема камеры сгорания, он просто не сможет сжать воду в цилиндрах (вода в принципе несжимаемое вещество) и получит роковой гидроудар. Последствия гидроудара двигателя более чем неприятны: погнутый шатун, поломанный кулак, разорванные поршни или вообще все разом.

    Тяжесть повреждений определяется количеством проникшей в мотор жидкости и количеством неправильных действий водителя после гидроудара. Так что не надо испытывать судьбу и заводить мотор с толкача. Вызывайте эвакуатор и прямиком на СТО – это единственный способ спасти «сердце» вашего авто.


    Что это такое и как это влияет на пожаротушение?

    Небольшие действия могут вызвать внезапные скачки давления, которые угрожают водным системам и людям, которые работают вокруг них

    Большинство водопроводных систем — от бытового водопровода до городского водоснабжения — построены так, чтобы выдерживать аномально высокие уровни давления. Но иногда такая простая вещь, как закрытие крана, может вызвать внезапное и даже опасное повышение давления, с которым эти системы не могут справиться: гидравлический удар.

    В этой статье мы объясняем явление увеличения давления, известное как гидравлический удар, описывая, что это такое, как оно работает и как оно влияет на пожаротушение и конструкцию систем противопожарной защиты.

    Столкновения между движущейся водой и твердыми объектами быстро превращают движение в резкое повышение давления

    Закон сохранения энергии, фундаментальный принцип физики, гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, а только преобразована. Ваша духовка преобразует электрическую энергию в тепло.Автомобили превращают химическую энергию бензина в движение. Итак, когда вода сталкивается с твердой поверхностью, эта энергия должна куда-то уходить.

    Но, в отличие от некоторых веществ, воду нельзя раздавить, и она не может отскочить назад, когда она внезапно ударяется о стену. Если клапан внезапно закрывается, вызывая столкновение с быстро движущейся водой, движение воды превращается в давление.

    В замедленной съемке гидравлический удар выглядит примерно так: передняя кромка воды — часть, которая сталкивается с клапаном — останавливается. Вода за ним начинает сжиматься, в результате чего в трубу попадает больше воды. В результате давление в трубе увеличивается, создавая быструю и мощную ударную волну, которая распространяется примерно со скоростью звука.

    Событие такого рода называется гидравлическим ударом, скачком давления после внезапного изменения расхода воды. Чаще всего гидроудар случается, когда клапаны внезапно закрываются или открываются. Если давление превышает пределы труб, муфт, клапанов или подключенных устройств, вода может повредить компоненты системы или выбросить из трубы со значительной силой.

    Некоторые из самых впечатляющих примеров разрушительной способности гидравлических ударов исходят от гидроэлектростанций. Почти 70 лет назад на электростанции в Оигаве, Япония, захлопнулся огромный клапан. В результате скачок давления откололся от секции трубопровода, создав огромный вакуум, который разрушил почти 200 футов трубы. Отдельные участки станции были засыпаны водой, прилегающая территория была затоплена, а в результате наводнения погибли три сотрудника электростанции.

    Трубопроводы, по которым вода подается к турбинам, называемые водозаборниками, обрушились после крупного гидроудара в Оигаве, Япония.Источник: ResearchGate

    .

    Факторы, включая скорость воды и время, затраченное на закрытие клапана, способствуют гидроудару

    На самом базовом уровне интенсивность гидроудара во многом зависит от скорости воды (или, грубо говоря, скорости). Короче говоря, более быстро движущаяся вода создает большие ударные волны.

    В трубопроводных системах гидравлический удар рассчитывается по формуле…

    P = 0,07 (Вл / т)

    … где P — увеличение давления, V — скорость воды в футах в секунду, L — длина трубы, а t — время закрытия клапана.Эта формула означает, что определенные изменения могут снизить интенсивность гидроудара:

    • Медленное закрытие клапана снизит интенсивность помпажа
    • Более короткие трубы менее подвержены гидравлическому удару, чем более длинные
    • Медленнее движущаяся вода вызывает меньшие скачки давления

    Два других фактора действуют в системах на водной основе: диаметр трубы и эластичность материалов трубопровода. Трубы большего диаметра и трубы из более гибких материалов могут поглощать больше энергии давления, создаваемой гидроударами.

    Большой диаметр этой водопроводной магистрали позволяет перекачивать большое количество воды и защищает от гидроудара. Источник: Suffolk Water Connections

    .

    Удивительно, но существующее давление воды не является фактором гидроудара. Например, система трубопроводов с давлением 50 фунтов на квадратный дюйм (PSI) и система трубопроводов с давлением 500 PSI испытают такое же увеличение давления от гидроудара. Это означает, что в некоторых случаях системы низкого давления даже более уязвимы для гидроудара, чем системы высокого давления.Хотя эта система на 500 фунтов на квадратный дюйм может легко выдержать повышение давления на 50 фунтов на квадратный дюйм, это увеличение удвоит давление, которое в настоящее время в системе 50 фунтов на квадратный дюйм.

    Специалисты по пожарной безопасности должны опасаться гидроудара, особенно в чрезвычайной ситуации

    В отрасли противопожарной защиты спринклерные системы пожаротушения, пожарные гидранты, пожарные рукава и сети трубопроводов, снабжающих их водой, уязвимы к внезапным изменениям давления. Пожарные должны сбалансировать срочность своих жизненно важных задач с постоянным пониманием того, насколько хрупкими могут быть системы трубопроводов.Разрыв трубы может вывести из строя спринклерную систему пожаротушения или пожарный гидрант, оставив здания и находящихся в них людей беззащитными.

    При тушении пожара отказ от гидроудара может привести к серьезным травмам. В статье, опубликованной в журнале Fire Rescue Magazine, помощник начальника пожарной охраны Мэтью Тобиа из Департамента пожарно-спасательной службы округа Лоудун Вирджинии объяснил, как ошибка одного пожарного с насосной системой пожарной машины сделала бесполезным часто используемое устройство защиты от гидроудара:

    «Мой друг управлял двигателем на пожаре, у него была отключена одна линия атаки, и линии подачи входили в его насос.У него не было возможности установить предохранительный клапан (рециркуляционный), и он был обеспокоен тем, что его неспособность сделать это привела к травмам пожарного, который ударился о стену после того, как двигатель подачи нагрел трубопроводы до 300 фунтов на квадратный дюйм и послал гидравлический удар через его двигатель. »

    Установка — или не установка — предохранительного клапана пожарной машины может иметь большое значение между безопасными, эффективными операциями и катастрофой. Источник: Брэд Маккой через YouTube.

    Гидранты, закрытые слишком быстро, могут вызвать гидроудар в городской водопроводной сети, вызывая прорывы в сетях подземных трубопроводов.Слишком быстрое открытие шланговых клапанов может передать ударную волну пожарным, атакующим пожар. А внезапное закрытие сопла пожарного рукава может повредить соединения пожарного рукава или сломать насосы пожарных машин. Короче говоря, гидравлический удар может повредить почти все элементы систем на водной основе, используемых при пожаротушении.

    С помощью правильного оборудования и здравого смысла можно предотвратить гидравлический удар в системах противопожарной защиты

    В системах пожаротушения регулирующие клапаны запускают или останавливают поток воды.Те системы, которые соответствуют стандартам, установленным Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA), следуют инструкциям, разработанным для предотвращения гидроударов регулирующих клапанов.

    С этой целью в стандарте NFPA 13: Стандарт для установки спринклерных систем указано минимальное время закрытия регулирующих клапанов в спринклерных системах пожаротушения. Практически идентичное положение также регулирует регулирующие клапаны, используемые в стояках — сетях трубопроводов, которые действуют как внутренние пожарные гидранты (NFPA 14: 4.5.2).

    Из NFPA 13 издания 2019 г.

    7.6.1 Время закрытия клапана. Перечисленные индикаторные клапаны не должны закрываться менее чем за 5 секунд при работе на максимально возможной скорости из полностью открытого положения.

    Маховик этого регулирующего клапана медленно закрывает диск, чтобы предотвратить гидравлический удар в системе противопожарной защиты здания.

    Пожарные машины

    также оснащены устройствами, предназначенными для управления или сброса давления в насосе.Многие пожарные машины включают механические предохранительные клапаны, подобные упомянутым ранее, которые сбрасывают воду, когда давление становится слишком высоким. А новые пожарные машины могут иметь регуляторы давления, которые регулируют скорость пожарной машины для повышения или понижения давления, подаваемого в шланг.

    Хотя имеется оборудование для защиты от многих источников гидроудара при тушении пожаров, другие, как правило, предотвращаются с помощью передовых методов работы специалистов по пожарной безопасности. Курсы обучения пожарных предупреждают об опасности гидравлического удара, советуют медленно открывать и закрывать пожарные гидранты, клапаны, хомуты для шлангов и другие устройства, прерывающие поток.

    Но даже на гидранте есть оборудование, предотвращающее гидравлический удар. Компания Fyrelane USA, производитель клапанов гидрантов и другого противопожарного оборудования из Техаса, выпустила специальный клапан, называемый клапаном Carlin, который позволяет операторам гидрантов быстро и полностью открывать гидрант без риска гидравлического удара.

    Клапан модели CV45A Carlin компании Fyrelane USA использует давление воды для автоматического открытия, предотвращая гидравлический удар между гидрантом и насосным оборудованием.

    Клапан Fyrelane модели CV45A Carlin, расположенный между муфтой пожарного рукава и гидрантом, ограничивает поток воды с помощью скользящего затвора, работающего под давлением. Эта заслонка остается частично закрытой, постепенно сбрасывая воду, пока шланг не будет полностью заряжен. Как только другой конец шланга подсоединяется к закрытому клапану на насосе или иным образом герметизируется, давление внутри шланга повышается, и клапан автоматически открывается, позволяя пожарным использовать полный поток гидранта.

    QRFS поставляет необходимое оборудование для предотвращения гидроудара

    Если вам нужны регулирующие клапаны, устойчивые к гидроударам, для спринклерных систем пожаротушения, обратите внимание на наш выбор поворотных дисковых затворов.Эти клапаны, внесенные в списки UL и одобренные FM, являются медленно закрывающимися и предназначены для безопасной и продолжительной работы в системах пожаротушения и стояках, соответствующих требованиям NFPA.

    QRFS содержит регулирующие клапаны для труб с пазами, фланцами и резьбой, обслуживающих системы пожаротушения и стояки.

    Щелкните здесь, чтобы просмотреть нашу подборку регулирующих клапанов.

    QRFS также является гордым дистрибьютором продукции Fyrelane USA, включая клапан модели CV45A Carlin. Ассортимент Fyrelane включает клапаны Carlin для гидрантов с резьбой по национальному стандарту (NST) 4 и 4 1/2 дюйма, а также насадки для гидрантов Storz на 4 и 5 дюймов.Эти клапаны Carlin американского производства обеспечивают безопасный и стабильный поток из пожарных гидрантов, позволяя персоналу меньше сосредотачиваться на гидравлических ударах и больше на тушении пожаров.

    Чтобы заказать или узнать больше о наших клапанах Carlin, позвоните в QRFS по телефону +1 (888) 361-6662 или по электронной почте [электронная почта защищена].

    Этот блог изначально был размещен на QRFS.com/blog. Если эта статья помогла вам разобраться в гидравлическом ударе и его влиянии на противопожарную защиту, узнайте о нас на Facebook.com/QuickResponseFireSupply или в Twitter @QuickResponseFS.

    Материалы, представленные на сайтах «Мысли о пожаре» и QRFS.com, включая весь текст, изображения, графику и другую информацию, представлены только в рекламных и информационных целях. Каждое обстоятельство имеет свой уникальный профиль риска и требует индивидуальной оценки. Содержание этого веб-сайта никоим образом не исключает необходимости в оценке и совете специалиста по безопасности жизнедеятельности, услуги которого следует использовать во всех ситуациях. Кроме того, всегда консультируйтесь со специалистом, таким как инженер по безопасности жизнедеятельности, подрядчик или местный орган власти, имеющий юрисдикцию (AHJ; начальник пожарной охраны или другое государственное должностное лицо), прежде чем вносить какие-либо изменения в вашу систему противопожарной защиты или безопасности жизни.

    Как исправить гидравлический удар в гидравлических контурах

    Большинство читателей этой колонки хорошо осведомлены о том, что вязкость гидравлической жидкости на углеводородной основе обратно пропорциональна температуре. При повышении температуры вязкость жидкости уменьшается, и наоборот. Это не идеальная ситуация по нескольким причинам. Фактически, идеальная гидравлическая жидкость должна иметь индекс вязкости (изменение вязкости жидкости относительно температуры), представленный горизонтальной линией, пересекающей ось Y на расстоянии 25 сантистокс.

    Эта температура-вязкость показывает, что идеальная гидравлическая жидкость не будет показывать изменения вязкости независимо от температуры.

    К сожалению, такой жидкости для повышения эффективности и долговечности гидравлических машин не существует. И вряд ли такая жидкость будет разработана при моей жизни. Но если бы такая жидкость была разработана и запатентована , ее создатель стал бы ключом к золотому руднику. На данный момент у нас есть всесезонное гидравлическое масло. Эти жидкости имеют высокий индекс вязкости, поэтому их вязкость менее чувствительна к изменениям температуры, чем у однотипных масел.

    Непредвиденные последствия

    Вязкость жидкости является одним из факторов, определяющих, будет ли достигнута и сохранена пленочная смазка. Если нагрузка и поверхностная скорость остаются постоянными, но повышенная рабочая температура приводит к падению вязкости ниже той, которая требуется для поддержания гидродинамической пленки, происходит граничная смазка; это создает возможность трения и адгезионного износа.

    С другой стороны, существует диапазон вязкости, в котором трение жидкости, механическое трение и объемные потери оптимальны для работы гидравлической системы.Это диапазон вязкости, в котором гидравлическая система будет работать наиболее эффективно: самое высокое отношение выходной мощности к входной.

    Чтобы проиллюстрировать вышесказанное, рассмотрим следующий пример: В поисках снижения расхода топлива производитель мобильной гидравлической машины с приводом от двигателя заменил свой насос фиксированного рабочего объема, приводящий в действие навесное оборудование машины, на агрегат переменного рабочего объема. Ходовой привод машины уже использовал поршневой насос переменной производительности (гидростатическая трансмиссия), поэтому модернизация гидравлического контура навесного оборудования до более эффективной конфигурации казалась инженерам-разработчикам машины логическим продолжением.

    При испытании этой модификации инженеры были шокированы, обнаружив, что на самом деле расход топлива увеличился на от 12 до 15%! По результатам анализа увеличение расхода топлива было объяснено увеличением вязкости масла, вызванным падением рабочей температуры масла на 30 ° C. Другими словами, «более густое» масло привело к дополнительному сопротивлению гидростатической трансмиссии, приводящей ходовой привод, в результате чего машина потребляла больше топлива.

    В машине использовался двухсекционный комбинированный теплообменник для гидравлического масла и охлаждающей жидкости двигателя.Охлаждение двигателя было улучшено за счет термостатического гидравлического привода вентилятора в зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя. Секция маслоохладителя была рассчитана на оригинальный гидравлический насос с фиксированным рабочим объемом.

    Недостатком такой конструкции является то, что охлаждение двигателя регулируется термостатически, а гидравлическая система нет, поток воздуха через комбинированный теплообменник полностью зависит от температуры двигателя. Это означает, что снижение тепловой нагрузки за счет замены насоса с постоянным рабочим объемом агрегатом с регулируемым рабочим объемом привело к значительному снижению температуры гидравлического масла, что обычно хорошо!

    Инженеры заблокировали большую часть секции гидравлического масла охладителя и снова провели испытание.Это вернуло расход топлива к исходному уровню, но значительного улучшения не произошло.

    Был сделан вывод, что испытанная модификация может дать небольшую экономию средств за счет уменьшения размера маслоохладителя. Но с учетом того, что расход топлива важнее любой скромной экономии охлаждающей способности, идея платить больше за насос, в результате которого масло поддерживалось при более низкой рабочей температуре, но при этом увеличивался расход топлива, была непримирима для инженеров машины.

    Усвоенный урок

    Этот рассказ иллюстрирует влияние температуры гидравлического масла (и, следовательно, вязкости) на расход топлива. Подытоживая ключевые моменты:

    • Уменьшена тепловая нагрузка на гидросистему (увеличен КПД) путем замены стационарного насоса на агрегат переменного рабочего объема;
    • Это привело к значительному падению рабочей температуры гидравлического масла;
    • Возникшее в результате увеличение вязкости гидравлического масла привело к значительному увеличению расхода топлива.

    Другими словами, если ваше гидравлическое масло слишком густое, вы заплатите за него через топливный насос или счетчик электроэнергии. Однако предостерегающий оборот здесь заключается в том, что если ваше масло слишком жидкое, вы заплатите за него в ремонтной мастерской.

    Если предположить, что это испытание проводилось при одинаковой температуре окружающей среды для обоих вариантов насоса, падение температуры гидравлического масла на 30 ° C (54 ° F) является весьма значительным. Частично это можно объяснить комбинированным теплообменником, установленным на машине.По мере увеличения вязкости гидравлического масла двигатель работает активнее (сжигает больше топлива), поэтому вентилятор охлаждения (контролируемый температурой двигателя) работает сильнее. Это означает, что гидравлическое масло отводит больше тепла и, следовательно, вязкость гидравлического масла увеличивается. Это вязкий круг.

    Еще один вывод из этой истории, который имеет отношение к проектировщикам машин и людям, которые покупают их машины, заключается в том, что большинство конструкторов не рассматривают масло как ключевой компонент гидравлической системы, которой оно является.Вязкость гидравлического масла, индекс вязкости или оптимальное число вязкости для гидравлических компонентов системы, по-видимому, не учитывались во время испытания. Это говорит о том, что базовый, нормальный расход топлива машины был просто счастливым совпадением.

    Даже после того, как было обнаружено, что расход топлива возрастает с увеличением вязкости масла, и хотя возможность снижения установленной охлаждающей способности была признана и рассматривалась, очевидно, что не рассматривалось изменение вязкости масла до , соответствующей , более высокой эффективности (следовательно, более низкой рабочая температура) системы. Если бы более эффективный насос с существующей охлаждающей способностью сочетался с жидкостью подходящей вязкости, вероятно, экономия топлива машины была бы выше, чем у исходной системы.

    Другими словами, конструкторы машин не смогли должным образом учесть всех четырех сторон того, что я называю бриллиантом энергоэффективности гидравлической машины.

    Алмаз энергоэффективности

    Энергоэффективность означает отношение выходной мощности к входящей.Девяносто кВт из 100 кВт — это эффективность 90%. Девяносто кВт из 110 кВт — это эффективность 82%. А 90 кВт из 120 кВт — это эффективность 75%. Обратите внимание, что во всех трех случаях выходная мощность остается прежней: 90 кВт. Просто потребляемая мощность — следовательно, потребление топлива или электроэнергии первичного двигателя, необходимое для его получения, — продолжает расти!

    Квадранты алмаза энергоэффективности гидравлической машины взаимосвязаны. Изменение любого из них влияет на симметрию алмаза.

    Четыре стороны алмаза энергоэффективности гидравлической машины взаимосвязаны; измените любой, и это повлияет на симметрию алмаза.

    Расчетная эффективность отражает «естественную» эффективность оборудования, выбранного для системы. Это оборудование включает в себя ряд имеющихся устройств, расходующих энергию, таких как пропорциональные клапаны, регуляторы потока и редукционные клапаны. Он также включает потери, «рассчитанные» по размерам и конфигурации всех необходимых проводников: труб, шлангов, фитингов и коллекторов.

    На противоположной стороне ромба, Установленная холодопроизводительность , в процентах от постоянной потребляемой мощности, должно отражать проектный или собственный КПД гидравлической системы. Другими словами, чем ниже собственный КПД, тем выше установленная холодопроизводительность.

    Рядом с установленной холодопроизводительностью находится температура окружающего воздуха , в которой работает гидравлическая машина. Это напрямую влияет на рабочую температуру масла в гидравлической системе, которая в значительной степени определяет вязкость масла , что составляет бриллиант энергоэффективности.

    Разработчик машины не может контролировать температуру окружающего воздуха, хотя ей необходимо знать, каков этот диапазон. Но она определяет (или, по крайней мере, должна) определять другие три переменные; расчетная эффективность, установленная холодопроизводительность и вязкость масла. Как показано на графическом изображении бриллианта энергоэффективности (и демонстрируется приведенное выше тематическое исследование), ни одну из этих переменных нельзя рассматривать изолированно.

    Глядя на алмаз энергоэффективности с точки зрения владельца машины, полезно понимать, что даже после того, как машина была спроектирована, изготовлена ​​и залита маслом, ее эффективность, установленная мощность охлаждения и температура окружающего воздуха являются движущимися целями — движущимися целями. которые влияют на вязкость рабочего масла и, как следствие, на энергопотребление.

    Возможность изменения температуры окружающего воздуха, особенно если машина перемещается между местами с разными климатическими условиями, довольно очевидна. И хотя конструкция КПД не меняется, реальный КПД обычно снижается со временем из-за износа. Точно так же, хотя установленная холодопроизводительность не меняется со временем в процентах от потребляемой мощности, эффективность может быть снижена из-за износа компонентов контура охлаждения и — в случае воздушно-дутьевых теплообменников — колебания температуры окружающего воздуха и высоты над уровнем моря.

    Таким образом, чтобы достичь оптимального уровня энергоэффективности гидравлической машины, требуется продуманный дизайн. Для его сохранения необходимо, чтобы изменение зависимых переменных было минимальным. В обоих случаях алмаз энергоэффективности может быть полезен как разработчикам машин, так и владельцам гидравлического оборудования в понимании поставленной задачи.

    Брендан Кейси имеет более чем 26-летний опыт обслуживания, ремонта и капитального ремонта мобильного и промышленного гидравлического оборудования. Для получения дополнительной информации о снижении эксплуатационных расходов и увеличении времени безотказной работы вашего гидравлического оборудования посетите его веб-сайт: www.HydraulicSupermarket.com .

    Гидравлический удар: что и почему

    Примечание редактора : эта статья изначально была опубликована в виде серии из двух частей в выпусках журнала Pumps & Systems за август и сентябрь 2008 г.

    Гидравлический удар (также гидравлический удар) — это скачок давления, который может возникнуть в любой насосной системе, которая претерпевает резкое изменение скорости потока и обычно возникает в результате запуска и остановки насоса, открытия и закрытия клапанов или отделения и закрытия водяного столба. .Эти резкие изменения могут привести к изменению импульса всего или части столба текущей воды. Это может вызвать ударную волну, которая движется вперед и назад между создавшим ее барьером и вторичным барьером. Если интенсивность ударной волны высока, может произойти физическое повреждение системы. Как ни странно, это может быть более серьезной проблемой в приложениях с низким давлением.

    Гидравлический удар — еще один пример сохранения энергии, возникающий в результате преобразования энергии скорости в энергию давления.Поскольку жидкости обладают низкой сжимаемостью, результирующая энергия давления имеет тенденцию быть высокой.

    Рисунок 1. Пример системы (Предоставлено автором)

    Возможно, лучший способ визуализировать это действие — начать с гипотетического примера. На рисунке 1 показан насос, перекачивающий воду в трубу, которая была пуста при запуске насоса. Два клапана, расположенные на выходе насоса и на дальнем конце трубы, полностью открыты и могут закрываться мгновенно. Труба, клапаны и другие фитинги полностью неэластичны, и изменение объема не может произойти независимо от давления.Столб воды, протекающий по трубе, также имеет идеально ровную переднюю кромку, которая соответствует внутреннему диаметру (ID) поперечного сечения трубы. Когда передний край водяного столба достигает нижнего по потоку клапана, он закрывается почти со скоростью света и не захватывает воздух перед водяным столбом.

    Даже если передняя кромка задела закрытый клапан, поток в трубу продолжается в течение следующих нескольких миллисекунд. Как только поток прекращается, входной клапан закрывается (на этот раз с истинной скоростью света), и столб воды полностью изолирован между двумя клапанами.Какие события происходят, когда колонна ударяется о закрытый клапан, расположенный ниже по потоку, и почему вода продолжает поступать в трубу, даже если клапан закрыт?

    Если бы эта движущаяся колонна была металлической колонной, а не водой (конечно, гипотетически), могло бы произойти несколько вещей. В зависимости от его коэффициента восстановления (его способности избегать необратимых повреждений) кинетическая энергия потока (движения) может быть преобразована в механическую энергию, поскольку передняя кромка металлической колонны прижимается к закрытому клапану.Если это произойдет, колонка остановится и останется неподвижной у клапана. Если его восстановление достаточно велико, чтобы предотвратить раздавливание, та же кинетическая энергия может быть использована для изменения его направления в форме отскока. Независимо от результата, «вся» металлическая колонна либо остановится, либо отскочит в противоположном направлении. Ни одно из этих событий не происходит, когда участвует вода.

    Вода — это почти несжимаемая жидкость, что предполагает ее слабую сжимаемость.При температуре окружающей среды 1 фунт на квадратный дюйм (psi) уменьшит его объем примерно на 0,0000034 процента. Это кажется маленьким, но чем больше громкость, тем легче увидеть эффект. Например, если бы вода не сжималась, уровень моря был бы примерно на 100 футов выше, чем его нынешний уровень! При очень высоких давлениях, скажем, 40 000 фунтов на квадратный дюйм, его сжимаемость увеличивается примерно до 10 процентов. Но большая часть воды — это не просто вода — она ​​содержит воздух, в основном азот (78 процентов) и кислород (21 процент).Растворенный воздух составляет около 2 процентов данного объема необработанной воды и существенно увеличивает ее сжимаемость.

    Почему

    Сжимаемость воды (и растворенного воздуха) заставляет воду действовать иначе, чем металлический столб. Если бы он не был сжимаемым, его передняя кромка была бы постоянно раздавлена ​​или вся колонна отскочила бы назад. Когда передний край водяного столба ударяется о закрытый клапан, он резко останавливается. Поскольку вода за передней кромкой все еще находится в движении, она начинает сжиматься.Это позволяет небольшому количеству воды продолжать течь в трубу, даже если передняя кромка остановилась. Когда поток прекращается, вся кинетическая энергия движения, а также энергия сжатия преобразуется в энергию давления.

    Сжатие начинается на переднем крае водяного столба, и, поскольку дополнительная энергия, которую оно производит, не может продолжаться после закрытого клапана, создается волна давления или ударная волна, которая распространяется по пути наименьшего сопротивления, который в этом примере — назад вверх по течению.Его возникновение похоже на эхо, возникающее при столкновении звуковой волны, проходящей через воздух, с аналогичным барьером. Когда волна попадает в клапан, расположенный выше по потоку, она отражается обратно вниз по потоку, но с меньшей интенсивностью. Это возвратно-поступательное движение продолжается до тех пор, пока из-за потерь на трение и отражение волна не исчезнет. Скорость, с которой распространяется волна, и энергия, которую она теряет во время движения, зависят от плотности и сжимаемости среды, в которой она движется. Плотность и сжимаемость воды делают ее хорошей средой для генерации и передачи ударных волн.

    Волны давления, создаваемые гидравлическим ударом, имеют характеристики, аналогичные характеристикам звуковых волн, и распространяются с такой же скоростью. Время, необходимое для того, чтобы волна давления гидравлического удара преодолела длину трубы, просто равна длине трубы, деленной на скорость звука в воде (приблизительно 4860 футов в секунду [фут / сек]). При анализе гидроудара часто используется постоянная времени, описывающая распространение волны от ее начала до вторичного барьера, а затем обратно.Он имеет вид Tc = 2L / a (где L — длина трубы, а a — скорость волны, которая является скоростью звука). В трубе длиной 1000 футов волна может совершить полный обход менее чем за полсекунды.


    P (дополнительный) = aV / 2.31g
    Уравнение 1

    P = дополнительное давление, создаваемое ударной волной
    a = скорость волны
    V = скорость текущей воды в трубе в футах в секунду
    g = универсальная гравитационная постоянная 32 фут / сек 2
    2.31 = постоянная преобразования давления.


    Давление, создаваемое этой ударной волной, прямо пропорционально скорости волны и скорости воды, текущей в трубе. Хотя уравнение 1 не учитывает влияние длины, диаметра и упругости трубы, оно дает некоторое представление о дополнительном давлении, создаваемом волной давления гидроудара.

    При скорости трубопровода 5 футов / сек дополнительное давление, создаваемое ударной волной, составляет приблизительно 328 фунтов на квадратный дюйм.Увеличение этой скорости до 10 футов / сек увеличивает дополнительное давление примерно до 657 фунтов на квадратный дюйм. Очевидно, что системы, не рассчитанные на такое повышенное давление, часто повреждаются или даже разрушаются.

    Рисунок 2. Магистральный трубопровод с ответвлением.

    Закрытие и открытие клапана

    Одна из основных причин гидроудара — резкое закрытие клапана. На рисунке 2 показан магистральный трубопровод с ответвленной цепью, питаемой от тройника. В конце ответвления — вентиль.Черные стрелки показывают направление потока в основной и ответвительной линиях, а фиолетовая стрелка — это длина ответвления. Как и в системе на Рисунке 1, клапан действует как первичный барьер, но на этот раз вторичным барьером является «тройник».

    Если вода течет в ответвлении и клапан быстро закрывается, разовьется ударная волна. Его начало следует той же последовательности событий, что и в нашем гипотетическом примере. Одно небольшое отличие состоит в том, что часть интенсивности волн будет потеряна в «тройнике», поскольку он открыт для основного трубопровода с обеих сторон.Тем не менее, значительная часть будет отражаться обратно к клапану.


    P = 0,07 (VL / t)
    Уравнение 2

    P = дополнительное давление, создаваемое ударной волной
    V = скорость потока в футах / сек
    L = длина трубы между барьерами в футах
    t = время закрытия клапана в секундах.
    0,07 = производная константа.


    Отличие в этом примере состоит в том, что у нас есть некоторый контроль над временем закрытия клапана. В нашем гипотетическом примере клапаны закрываются почти со скоростью света.Время закрытия существенно влияет на возникновение и интенсивность гидроудара. Две другие переменные, скорость потока и длина трубопровода, также являются основными факторами. Уравнение 2 показывает взаимосвязь этих трех переменных. Дополнительное давление, создаваемое ударной волной, прямо пропорционально скорости потока и длине трубопровода и обратно пропорционально времени закрытия. Другими словами, более высокие значения V или L увеличивают давление, тогда как более высокие значения t приводят к снижению давления.В таблице 1 показаны результаты этого уравнения при использовании различных скоростей, длин труб и времени закрытия. Значения V составляют 5 и 10 футов / сек, значения L — 100 и 1000 футов, а значения t — 1 и 2 секунды. В каждом примере две переменные постоянны.

    Таблица 1. Дополнительное давление, создаваемое разными скоростями, длинами труб и временем закрытия.

    Оба столбца таблицы иллюстрируют пропорциональное влияние скорости и длины — давление увеличивается по мере их увеличения. Нижние значения в правом столбце иллюстрируют обратную зависимость времени; это давление вдвое меньше, чем в левом столбце, потому что время закрытия увеличилось вдвое.Значение L часто фиксировано и зависит от приложения, но мы можем осуществлять существенный контроль над двумя другими переменными. Таким образом мы можем исключить или значительно уменьшить эффект гидроудара.

    Диаметр трубы и эластичность ее материала также влияют на создаваемое давление. Более крупные диаметры и более эластичные материалы поглощают часть интенсивности ударных волн и, следовательно, уменьшают создаваемое давление. Некоторые производители труб публикуют кривые или таблицы, которые показывают возможное увеличение давления гидравлического удара для труб различного диаметра и материалов.

    Предположим, что клапан ответвления закрыт. Если его открыть быстро, эффект будет аналогичен быстрому закрытию. Когда клапан открывается быстро, в отводной линии происходит немедленное падение давления, а поступающая из магистральной магистрали вода ускоряет ранее статический столб. Поскольку трение и другие факторы ограничивают его поток, передняя часть колонны может действовать как начальный барьер и вызывать гидравлический удар. Обычно его эффект намного меньше, чем эффект закрытия клапана, и его часто называют «помпажем».Тем не менее, при определенных условиях этот всплеск может быть разрушительным.

    Насос запускает и останавливает

    Воздействие гидроудара может быть более значительным в системах низкого давления. Дополнительное давление, создаваемое ударной волной, пропорционально длине трубы и скорости протекающей в ней воды и полностью не зависит от ее рабочего давления. Следовательно, ударная волна, создаваемая в трубе длиной 1000 футов, протекающей со скоростью 5 футов / сек, будет одинаковой, независимо от того, составляет ли рабочее давление 50 фунтов на квадратный дюйм или 200 фунтов на квадратный дюйм.Разница в том, что отношение ударного давления к расчетному давлению может быть значительно выше в системе низкого давления, поэтому вероятность повреждения выше.

    Во многих крупных системах запуск насоса при закрытом нагнетательном клапане является нормальной процедурой. Когда насос начинает работать на полной скорости, клапан открывается медленно. Начинается поток, который затем увеличивается до максимума по мере того, как клапан продолжает открываться. Эта процедура меняется на противоположную, когда насос останавливается. Запуск и остановка против клапана, который открывается или закрывается медленно, препятствует возникновению гидроудара.

    Нагнетательный клапан может приводиться в действие вручную или каким-либо автоматическим механизмом. Один недостаток клапанов с ручным управлением возникает во время отключения электроэнергии. Когда двигатель насоса теряет мощность, скорость и расход насоса снижаются быстро. В результате изменение кинетической энергии на энергию давления может вызвать гидроудар в линии нагнетания. Когда столб воды меняет направление, крыльчатка будет ускоряться назад. Когда он достигает максимальной обратной скорости, обратный поток уменьшается и создается дополнительный скачок давления.

    В большинстве случаев применения повышения давления «подпружиненный» обратный клапан устанавливается на выходе насоса или рядом с ним и остается закрытым, когда насос не работает. Когда насос запускается, поток не начинается до тех пор, пока создаваемое им давление не превысит давление на стороне выхода закрытого клапана. Если давление ниже по потоку не может упасть ниже определенного уровня, поток увеличивается медленно, и возникновение гидроудара предотвращается или уменьшается.

    Когда насос останавливается, происходит непредвиденное событие — быстро закрывающийся клапан фактически предотвращает, а не инициирует гидроудар.В этом конкретном случае пружина обеспечивает быстрое закрытие клапана, что предотвращает изменение направления водяного столба из-за более высокого давления на выходе. Несмотря на то, что поток резко меняется, давление остается относительно постоянным во всей колонне ниже по потоку. Если бы был установлен стандартный обратный клапан, водяной столб ускорился бы назад, захлопнул бы чек и вызвал ударную волну.

    Сегодня управление частотно-регулируемым приводом (VFD) используется во многих приложениях, чтобы исключить возникновение гидравлического удара во время запуска и остановки насоса.Этот метод, известный как плавный пуск и остановка, достигается путем увеличения или уменьшения скорости двигателя в течение нескольких секунд. Это позволяет скорости потока увеличиваться или уменьшаться намного медленнее, чем при включении и остановке линии.

    До сих пор наше обсуждение гидравлического удара касалось однофазных систем. В этих системах вода остается в одном состоянии (в наших примерах — в жидкости) независимо от изменений гидравлических условий. Ударные волны, генерируемые однофазными системами, возникают из-за резкого изменения потока и, как следствие, преобразования кинетической энергии.

    Гидравлический удар, возникающий при разделении и закрытии водяного столба, представляет собой двухфазный процесс. В двухфазной системе вода меняет состояние и может существовать как в жидкости, так и в виде пара в одном и том же ограниченном объеме. Это изменение может происходить всякий раз, когда давление в трубопроводе снижается до давления водяного пара. Когда происходит падение давления, водяной столб может быть отделен в одном или нескольких местах карманом водяного пара. Когда давление поднимается выше давления пара, колонна присоединяется или закрывается и может создать волну высокого давления.Разделение водяного столба само по себе может вызвать проблемы с трубами очень большого диаметра или с тонкостенными трубами (которые могут разрушиться), но гидравлический удар во время закрытия является более распространенной проблемой.

    Разделение водяного столба может происходить, когда насос останавливается и водяной столб меняет направление, или в конденсатопроводах, где высокие температуры могут уменьшить необходимость большого перепада давления. Хотя обе формы могут быть чрезвычайно опасными, трубопроводы конденсата гораздо более опасны. Ударные волны, генерируемые закрытием колонны, могут распространяться в противоположных направлениях, и если они сталкиваются со второстепенными препятствиями, они могут быть перенаправлены обратно друг к другу.Нет ничего необычного в том, что эти отраженные волны увеличивают интенсивность при столкновении. Это, безусловно, относится к воде и волнам напряжения и может быть причиной часто более значительных повреждений в результате гидроудара, вызванного закрытием.

    В ближайшие месяцы мы опубликуем статьи, которые восполнят пробел в нашей отрасли: основная информация для новых пользователей помп. Мы возьмем их из классических статей «Насосы и системы », а также из нового контента. Если у вас есть полезная статья для обучения новых сотрудников или освежения знаний основам, расскажите нам об этом на странице pumpeditors @ cahabamedia.com.

    Water Hammer — обзор

    1.4.3 УДАРНЫЕ ВОЛНЫ В ЖИДКОСТИ

    Жидкости долгое время считались несжимаемыми веществами, пока Кантон (1762) впервые не продемонстрировал их очень низкую сжимаемость. В физике ударных волн жидкости и газы рассматриваются как сжимаемые жидкости. Жидкости, однако, гораздо труднее сжимать, чем газы, и, как следствие, типичные свойства ударных волн, такие как эффект увеличения крутизны волны и сверхзвуковое распространение, четко наблюдаются только при значительно более высоких ударных давлениях.Кроме того, ударно-сжатые жидкости могут проявлять необычные свойства (высокая вязкость, фазовые превращения) и вызывать сложные побочные эффекты (кавитация). Ударные волны в жидкостях, особенно в воде, практически не рассматривались до начала Первой мировой войны. Однако здесь следует выделить несколько замечательных вкладов, более подробно описанных в «Хронологии».

    Гидравлический удар, крутая волна давления, которая ощущается как резкий удар, подобный молотку, вызывается внезапным замедлением или ускорением потока в длинной трубе, например, когда клапан закрывается достаточно быстро.Монгольфье и Арган (1796) успешно применили это явление при создании гидравлического насоса, который они назвали «гидроцилиндром» [ bélier hydraulique ]. Однако, как правило, этот эффект вреден для трубопроводных систем, потому что импульс давления может распространяться в отдаленные районы и разрушать трубы, клапаны и другие установки. Карелькич и Жуковский (1898–1900) в Москве первыми с научной точки зрения рассмотрели проблему гидроудара или гидравлических ударов в водопроводных сетях. На рубеже 20-го века эта проблема стала важной и в других странах, когда пришлось строить большие водопроводные системы, чтобы удовлетворить растущие потребности в воде быстрорастущих городских сообществ.Гидравлический удар также может быть вызван ударом объекта и проникновением в жидкость, и в этой модификации, вероятно, это был самый ранний наблюдаемый эффект ударной волны в жидкости. Карре (1705) наблюдал любопытный феномен: пуля, выпущенная в деревянный ящик, наполненный водой, взорвалась. Ударная пуля, передавая воде большой импульс, генерирует ударную волну, которая разрывает стены. Начиная с первых воздушных сражений Первой мировой войны этот эффект был постоянной угрозой для военных самолетов, чьи топливные баки не могут быть полностью защищены от выстрелов. 9 В военных приложениях наблюдались и другие эффекты ударных волн в жидкостях. Например, Эббот в Соединенных Штатах (1881 г.) и Блохманн (1898 г.) в Германии изучали явления подводного взрыва подводных мин, которые стали предметом растущего интереса военно-морского флота с момента изобретения торпеды в 1860-х годах. Во время Второй мировой войны Соединенные Штаты и Англия активно продвигали исследования подводных взрывов. Их отчеты UNDEX, опубликованные вскоре после окончания войны, включают множество данных о явлениях подводных взрывов и их аналитическую трактовку, и даже сегодня являются богатым источником информации. 10

    Водные рикошеты, теперь хорошо известное явление перкуссии, было изучено Марси (1639), который бросил камень на поверхность пруда под небольшим углом и объяснил эффект законом отражения. Это явление вызвало новый интерес с появлением гидросамолетов и необходимостью их посадки на высокой скорости или в неспокойном море. Исследования проводились в разных странах, таких как Соединенные Штаты (Фон Карман и Ваттендорф, 1929), Германия (Вагнер, 1932) и бывший Советский Союз.(Седов и Владимиров, 1942), показали, что этот эффект перескока представляет собой сложную комбинацию скольжения и периодических подпрыгиваний, которые также генерируют волны конечной амплитуды в воде.

    Кавитационные повреждения были впервые обнаружены вскоре после первого использования паровых турбин. Центральное схлопывание кавитационных пузырьков, сопровождающееся выбросом ударных волн, приводит к разрушению материала. В начале эры паровых турбин в 1880-х годах эффекты эрозии, вызванные кавитацией, наблюдались не только на концах лопастей турбинных колес, но также и на морских гребных винтах, которые первоначально приводились в действие на очень высоких оборотах, чтобы избежать потерь, связанных с высоким редуктором между турбина и пропеллер.Исследования явлений кавитации были начаты как с инженерной (Торникрофт и Барнаби, 1895; Кук, 1928), так и с научной точки зрения (Лорд Рэлей, 1917; Прандтль, 1925; Жуге, 1927; Акерет, 1938). Кавитация и связанные с ней эффекты ударного давления теперь могут возникать в очень широком пространственно-временном диапазоне, от метров / миллисекунд до нанометров / фемтосекунд. Примером верхнего предела является газовая сфера подводного взрыва, которую можно рассматривать как один огромный пузырь.Примером нижнего предела или микрокавитации является облучение биологической ткани фемтосекундными лазерными импульсами, что приводит к ультракоротким ударным импульсам (эффект фоторазрушения ). Эта процедура была применена в фемтосекундной лазерной нанохирургии в качестве «наноскальпеля» для вырезания частиц нанометрового размера, таких как хромосомы в живой клетке. 11

    Электрогидравлический эффект , впервые обнаруженный в Англии Сингером и Кроссом (1815 г.), а затем вновь открытый в бывшем Советском Союзе, 12 использует мощный электрический разряд, подаваемый в тонкую проволоку или искровой разрядник, погруженный в воду. для генерации ударных волн.Этот эффект получил известность благодаря латвийскому урологу Голдбергу, 13 , который первым успешно применил его для дезинтеграции камней в мочевом пузыре у человека (шоковая литотрипсия). Позже электрогидравлический эффект стал применяться и в технологии производства листового металла.

    Контроль повреждений: предотвращение разрушительных условий гидроудара

    Аллан Р. Будрис, П.Е.

    Введение

    Гидравлический удар — это очень разрушительная сила, которая может существовать в любой насосной установке, где скорость потока резко изменяется по разным причинам.Большинство инженеров признают существование гидроудара, но немногие осознают его разрушительную силу. Фактически, на ремонт трубопроводов и насосов, поврежденных гидравлическим ударом, было потрачено много времени и средств. Таким образом, инженеру важно знать, когда ожидать гидроудара, как оценить возможное максимальное повышение давления и, если возможно, как обеспечить средства для снижения максимального повышения давления до безопасного предела.

    Система водоснабжения подвергается гидравлическому удару всякий раз, когда происходит изменение установившегося состояния, такое как остановка насоса, запуск насоса или закрытие клапана.Когда система переходит из одного установившегося состояния в другое, происходит переходное изменение потоков и давления, когда система переходит в окончательное установившееся состояние. Величина переходного давления (или гидравлического удара) и продолжительность переходного состояния зависят от скорости потока, материала трубопровода и граничных условий системы, таких как резервуары, насосы, воздушные клапаны, регулирующие клапаны, а также изменения диаметра трубопровода. .

    Гидравлический удар (гидравлическая инерционная головка)

    Если в системе содержится значительное количество жидкости, инерция жидкой массы может оказать значительное сопротивление любому внезапному изменению скорости.Гидравлический удар — это повышение давления из-за быстрых изменений скорости жидкости, протекающей по трубопроводу, и это может вызвать разрыв или повреждение насоса, трубопровода или фитингов.

    Это динамическое изменение давления является результатом преобразования кинетической энергии движущейся массы жидкости в энергию давления. Когда поток жидкости внезапно останавливается, жидкость пытается продолжить движение в том же направлении. В области изменения скорости давление жидкости резко возрастает из-за импульсной силы.Когда он отскакивает, он увеличивает давление в области рядом с ним и формирует волну акустического давления. Эта волна давления распространяется по трубе со скоростью звука в жидкости. Если предположить, что жидкостью является вода, жесткая труба и температура окружающей среды, скорость волны составит 4720 футов / сек. Кроме того, акустическая волна будет отражаться, когда она встречает препятствие, такое как насос, фитинг или клапан.

    Действия системы, которые могут вызвать гидравлический удар, включают:

    • Быстрый запуск или останов насосов
    • Быстрое закрытие / открытие клапанов
    • Перебои в подаче электроэнергии
    • Обратные клапаны, закрывающиеся при обратном потоке
    • Отделение водяного столба
    Оценка Величина скачков энергии гидроудара

    Импульсная сила от гидроудара зависит от скорости закрытия клапана, скорости жидкости в трубе до начала закрытия клапана и скорости волны давления вдоль трубы .Величина этой волны давления также зависит от отношения толщины стенки к внутреннему диаметру трубы, модуля материала трубы и модуля упругости жидкости.

    Скачки давления при останове могут варьироваться от давления отключения насоса до ударных напоров, в пять или шесть раз превышающих нормальное статическое давление, или даже больше. Подобные скачки давления встречаются при запуске. Фактически возникшие в результате повреждения включали деформированные диски обратных клапанов, изогнутые или сломанные валы насосов, поврежденные рабочие колеса и треснувшие или сломанные сети.Менее очевидные или легко объяснимые эффекты могут включать сокращение срока службы трубопроводных систем и увеличение частоты утечек.

    Если время закрытия клапана в секундах превышает общую длину трубы (L) в футах, деленную на 1000, применяется теория импульса (второй закон движения Ньютона):

    Fm = (p / g) Q (V 1 — V 2 )
    Где:
    F м = Импульсная сила (фунты на )
    p = плотность жидкости (фунты) / фут 3 )
    g = Ускорение свободного падения (32.2 фута / сек 2 )
    Q = Скорость потока (футы 3 / сек)
    V1 = Начальная скорость (фут / сек)
    V2 = Конечная скорость (фут / сек )

    С другой стороны, если время закрытия клапана меньше L / 1000, то применима теория акустической ударной волны / упругого столба. В данном случае:

    P = px A x V / (gx 144 дюйм 2 / фут 2 )
    Где:
    P = Повышение давления (psi)
    p = плотность жидкости (фунты / фут 3 )
    A = скорость звука в воде (фут / сек)
    V = скорость жидкости в трубе (фут / сек)
    g = ускорение свободного падения (32.2 фута / сек 2 )

    Например, если насос работает под давлением 200 фунтов на кв. Дюйм, а жидкость движется со скоростью 13 футов / сек (максимальная рекомендуемая скорость нагнетания), мгновенное давление внутри корпуса подскочит до 1158 фунтов на кв. дюйм. Это предполагает, что жидкость представляет собой воду из окружающей среды, а время закрытия клапана достаточно короткое для применения теории упругого столба. Корпуса насосов обычно не рассчитаны на такую ​​величину давления, особенно если корпус сделан из хрупкого материала, например чугуна.Даже если корпус изготовлен из более пластичного материала, ударная волна все равно может вызвать необратимую деформацию и окончательный отказ.

    Насос — не единственный компонент, на который влияет это явление. Клапаны и трубопроводная арматура подвержены риску катастрофического повреждения. Гидравлический удар также может негативно повлиять на подвесы для труб и фундамент насосов. Трубы и фитинги из ПВХ весьма подвержены повреждениям от гидроудара.

    Смягчение последствий гидравлического удара

    Гидравлическим ударом можно управлять с помощью надлежащей скорости закрытия клапана (с медленно закрывающимися клапанами), добавления мембранных баков (уравнительные камеры, см. Рис.1) или аналогичные аккумуляторы для поглощения скачков давления и предохранительные клапаны для сброса давления. В частности, подавление помпажа может быть достигнуто с помощью:

    • Замедления колебаний расхода в сети
    • Расширительные баки с дросселированием (водяного столба)
    • Воздушные камеры с дроссельным отверстием
    • Быстро открывающиеся / медленно закрывающиеся клапаны
    • Обратные трещотки
    • Обратные клапаны с дроссельной заслонкой
    • Обратные клапаны: они часто используются на круто поднимающихся насосных линиях.Они помогают предотвратить обратное попадание воды из трубопровода на обратный клапан насоса после его остановки.
    • Предохранительные клапаны: они устанавливаются на нагнетательный насос. Это регулирующие клапаны с гидравлическим приводом, которые открываются при остановке насоса и начинают закрываться, когда давление начинает расти, когда помпаж достигает насоса. Медленное закрытие клапана сводит к минимуму давление гидравлического удара.
    • Приводы с регулируемой скоростью: один из лучших способов минимизировать давление (гидравлический удар) и силовые нагрузки во время запуска и останова — это установка частотно-регулируемого привода (который имеет много дополнительных преимуществ, см. «Советы по насосам», март 2008 г.).Приводы с регулируемой частотой / скоростью исключают пусковой ток в дополнение к скачкам давления при запуске.
    Заключение

    Целью расследования гидравлического удара должно быть снижение переходных давлений до приемлемых пределов и предотвращение разрывов трубопроводов, утечек и / или повреждения оборудования, такого как насосы и клапаны. Проведение анализа гидравлического удара и выбор мер защиты должны быть неотъемлемой частью этапа проектирования. В настоящее время доступны соответствующие программы гидравлического удара, которые могут помочь проектировщикам в выявлении потенциальных проблем с гидравлическим ударом и выбрать соответствующие меры защиты.

    Об авторе: Аллан Р. Будрис, P.E., независимый инженер-консультант, специализирующийся на обучении, анализе отказов, устранении неисправностей, надежности, проверке эффективности и поддержке судебных разбирательств по насосам и насосным системам. С ним можно связаться по электронной почте [email protected]

    Ссылки

    1. Блох, Хайнц П. и Аллан Р. Будрис. Руководство пользователя насоса: продление срока службы, 4-е издание, Fairmont Press, Inc., 2014.

    2.Карасик, Игорь Дж., Виллиан К. Крутч, Уоррен Х. Фрейзер и Джозеф П. Мессина. Руководство по насосу, 2-е издание, McGraw-Hill Book Company, 1986

    3. Гугич, Дж. «Гидравлический молот — опыт консультантов». ООО «Гугич энд Ассошиэйтс»

    Завод по проектированию | Четыре причины гидроудара и способы предотвращения повреждений

    Гидравлический удар никогда не бывает нормальным в пароконденсатной системе и всегда должен рассматриваться как крайне ненормальный и совершенно неприемлемый в сегодняшней эксплуатации предприятия.Гидравлический удар — это не только проблема системы; это прежде всего вопрос безопасности. Понимание природы и силы гидроудара в пароконденсатной системе позволит растениям избежать проблем с безопасностью и разрушительных сил.

    Более глубокое понимание гидравлического удара паровой системы поможет предприятию внести необходимые изменения в конструкцию паровой системы, запуск, техническое обслуживание, эксплуатацию и установку для устранения гидравлического удара. Это дополнительно поможет обеспечить максимальную безопасность персонала предприятия, снизить затраты на техническое обслуживание и сократить время простоя системы.

    В самой тяжелой форме гидравлический удар может травмировать или даже привести к гибели персонала предприятия.

    К сожалению, 82% паровых систем в Северной Америке испытывают гидравлический удар. Многие ошибочно полагают, что гидравлический удар неизбежен и является естественной частью пароконденсатных систем, но это утверждение полностью ложно. Если система правильно спроектирована и правильно эксплуатируется, гидравлических ударов в любой форме не произойдет. Паровые системы высокого давления могут работать без гидроудара и иметь длительный срок службы паровых компонентов.

    На Рисунке 1 красные кружки показывают неправильное подключение к коллектору конденсата, которое вызывает тепловой удар типа гидроудара. Вместо того, чтобы подключаться к боковой стороне коллектора конденсата, возврат должен входить в верхнюю часть коллектора (сборник конденсата).

    Где происходит гидроудар

    Гидравлический удар может возникнуть в любой линии пара или конденсата. Паровая система подвергается значительному риску гидравлического удара во время запуска паровой системы, когда самый высокий уровень конденсата образуется во время прогрева паропровода.Если в паропровод подается слишком быстро без надлежащего времени для прогрева, и если конденсат, образовавшийся во время запуска, не удаляется должным образом, это может привести к гидроудару.

    Другой риск гидравлического удара в паровой системе связан с неправильным удалением конденсата из паропровода во время работы.

    Его эффекты могут быть еще более выраженными в гетерогенных или конденсатных двухфазных системах (пар мгновенного испарения и жидкий конденсат). Конденсатные двухфазные системы содержат два состояния: жидкое (конденсат) и пар (мгновенный или генерируемый пар).Двухфазный режим существует в паровой системе, где конденсат сосуществует с генерируемым мгновенным паром.

    Типичными примерами являются теплообменники, трассирующие линии, паропроводы, линии возврата конденсата и иногда линии нагнетания насосов.

    Результаты гидроудара

    Эффект гидроудара нельзя недооценивать, поскольку документально подтверждено, что его сила дает следующие результаты:

    • Фитинги для разрывов
    • Причина отказа клапана
    • Причина отказа теплообменного оборудования
    • Разрыв сварных швов труб и даже разрыв трубопроводных систем
    • Причина выхода из строя опор и направляющих труб
    • Гибка механизмов внутренней системы
    • Отказ фланца
    • Манометры перенапряжения
    • Крекинг корпусов конденсатоотводчиков.

    Сильный гидроудар может привести не только к повреждению оборудования, но и к серьезным травмам персонала предприятия.

    Гидравлический удар может происходить, но персонал не слышит. Это означает, что гидравлический удар не всегда сопровождается звуком, который может слышать человеческое ухо. Например, пузырек пара от мгновенного пара, который подается в линию конденсата ниже уровня конденсата в системе трубопроводов, может быть небольшим, но схлопывающийся пузырь создает тепловой удар, который находится за пределами досягаемости человеческого слуха.Однако повреждение пароконденсатной системы все еще происходит.

    Продолжающийся стук или слышимый звук, сопровождающий гидравлический удар, следует интерпретировать как способ, которым паровая система пытается связаться с персоналом завода. Этот слышимый шум должен быть сигналом тревоги, означающим «пожалуйста, исправьте системные ошибки, чтобы устранить проблему гидравлического удара, иначе произойдет повреждение». Этот звук гидроудара означает, что что-то в системе не так и требует исправления.

    Свидетельства, собранные при проведении анализа основных причин отказа компонентов пара, позволяют предположить, что гидравлический удар является причиной 67% преждевременных отказов компонентов.

    Гидравлический удар: четыре причины

    Есть четыре типичных условия, которые были определены как причины бурной реакции, известной как гидравлический удар. Эти условия таковы:

    • Гидравлический амортизатор
    • Термический шок
    • Ударная волна
    • Дифференциальный амортизатор.

    Вот взгляните на каждого из них.

    Гидравлический амортизатор

    Небольшой процент проблем, связанных с гидравлическим ударом в паровой системе, вызван гидравлическим ударом.Этот тип легко описать на примере домашнего смесителя. Когда кран в доме открывается, по трубам движется сплошной поток воды от точки, где она попадает в дом, к выпускному отверстию крана. Это может быть 200 фунтов воды, движущихся со скоростью 10 футов / с или около 7 миль в час. Когда кран внезапно закрывается, это можно сравнить с остановкой 200-фунтового молотка. При закрытии крана в системе слышен заметный «треск». Этот звук ударной волны похож на удар молотка по куску стали.Волна ударного давления около 300 фунтов на квадратный дюйм отражается назад и вперед из конца в конец до тех пор, пока энергия не рассеется в системе трубопроводов.

    Это то же действие, которое может происходить в нагнетательном трубопроводе в системе конденсатного насоса, когда насосы (электрические или паровые) используются в режиме включения / выключения с большими возможностями откачки конденсата. В насосной системе обычно есть обратные клапаны, установленные на выходе насоса. Когда насос запускается и останавливается, может возникнуть гидравлический удар, поскольку поток конденсата быстро прекращается, а обратные клапаны ограничивают поток в одном направлении.

    Решения:

    1. Производительность по конденсату выше 12 000 фунтов / ч используйте систему перекачки с непрерывным потоком, которая включает в себя приводной двигатель с регулируемой скоростью или клапан контроля уровня в линии нагнетания конденсатного насоса (насос работает постоянно).

    2. Используйте обратные клапаны дискового типа на выходе насоса вместо обычных поворотных клапанов.

    Термический шок

    Один фунт пара при давлении 0 фунтов на квадратный дюйм занимает 1600 раз больше фунта воды при атмосферных условиях.Это соотношение уменьшается пропорционально увеличению давления в конденсатопроводе. Когда пар сжимается, вода с большой скоростью ускоряется в образовавшийся вакуум со всех сторон.

    В двухфазных конденсатных системах пузырьки пара могут попадать ниже уровня конденсата в конденсатопроводе. Например, ответвление от станции конденсатоотводчика может быть проложено к нижней части главного коллектора конденсата, как показано на Рисунке 2.

    Например: пар вводится в теплообменник (P2) при давлении 100 фунтов на кв. Дюйм или 338 F, а конденсат на P3 будет 338 F.Когда конденсат проходит через конденсатоотводчик на P4, который при более низком давлении, процент жидкости превращается в пар из-за низкого отношения давления к температуре. Когда пузырь мгновенного пара течет к P5 и вводится ниже уровня конденсата в конденсатопроводе, разница температур вызывает схлопывание пузырька пара мгновенного испарения. Во время схлопывания вода ускоряется с чрезвычайно высокой скоростью из-за вакуума, возникающего при схлопывании пузыря. В результате возникает свистящий звук или очень резкий стук при появлении большого количества пара (большие пузыри).

    Решения: Подключение к коллектору конденсата Все ответвления системы конденсата должны быть подключены к верхней части главного коллектора конденсата: исключений нет. Патрубок для конденсата находится вверху на горизонтальном коллекторе конденсата, а не в вертикальном коллекторе конденсата.

    Удар потока

    Шок потока чаще всего вызван отсутствием надлежащего дренажа перед запорным клапаном паропровода или парорегулирующим клапаном.Например, рассмотрим запорный клапан паропровода (обычно используется с трубой 3 дюйма или больше), открытый без использования подогрева. Когда большой клапан открывается, пар устремляется вниз по холодной трубе, образуя большое количество конденсата с высокой скоростью. Этот конденсат будет продолжать накапливаться в массе по мере продвижения по трубе, и образуется большая волна конденсата. Волна будет распространяться с высокой скоростью, пока не произойдет резкое изменение направления, возможно, изгиб или клапан на линии.Когда конденсат меняет направление, резкая остановка вызывает гидроудар.

    При открытии парорегулирующего клапана в оборудование с большой скоростью попадает порция конденсата. Гидравлический удар возникает при попадании конденсата на трубы или стенки теплообменника.

    Решения:

    1. Установка и использование клапана прогрева, показанного на рисунке 3.

    2. Установка перед запорной арматурой отводного кармана паропровода с конденсатоотводчиком.Эти рекомендации предотвратят гидроудар во время запуска, но также продлят срок службы клапана.

    Дифференциальный амортизатор

    Подобно скачку потока, дифференциальный удар возникает в двухфазных системах или конденсатной системе. Это происходит всякий раз, когда пар и конденсат текут в конденсатопроводе, но с разной скоростью. В двухфазных системах скорость пара часто в 10 раз превышает скорость жидкости. Если волны конденсата поднимаются и заполняют трубу, между входной и выходной сторонами волны конденсата временно образуется уплотнение.Поскольку пар не может проходить через уплотнение конденсата, давление на выходе падает. Теперь перепад давления приводит в движение уплотнение конденсата с высокой скоростью ниже по потоку, ускоряя его, как поршень. Когда он движется вниз по потоку, он набирает больше жидкости, что увеличивает существующую массу снаряда, и скорость увеличивается.

    Как и в приведенном выше примере, пробка конденсата получает высокий импульс и будет вынуждена изменить направление из-за колена или клапана в линии.Обычно в результате происходит серьезное повреждение, когда пробка конденсата ударяется о стенку клапана или фитинга при изменении направления.

    Поскольку наличие двухфазной смеси возможно в большинстве линий возврата конденсата, правильное определение размеров линий возврата конденсата становится важным. Конденсат обычно течет по дну возвратной линии под действием силы тяжести. Конденсат течет естественным образом из-за пека в трубе, а также потому, что пар с более высокой скоростью над ним тянет его за собой.Пар мгновенного испарения движется с более высокой скоростью, поскольку он движется за счет перепада давления.

    Вспышка пара возникает в линиях возврата конденсата, когда конденсат выходит в эти линии, которые работают при более низком давлении. При более низком давлении часть конденсата снова превращается в пар при заданном давлении насыщения. Если линии также имеют меньший размер, в линии создается дополнительное давление. Это давление толкает пар мгновенного испарения с относительно более высокими скоростями к приемнику конденсата, где он сбрасывается в атмосферу.

    Тепловые потери пара мгновенного испарения при движении по линии вызывают конденсацию части пара мгновенного испарения, что способствует возникновению этой разницы давлений и увеличивает скорость. Поскольку пар мгновенного испарения движется быстрее, чем конденсат, он создает волны. Пока эти волны недостаточно высоки, чтобы коснуться верхней части трубы и не перекрывают проход пара мгновенного испарения, проблем нет. Вот почему предпочтительны более крупные линии возврата конденсата. Чтобы контролировать дифференциальный удар, необходимо предотвратить образование конденсатного уплотнения в двухфазной системе.

    Скорость конденсата в трубопроводе (двухфазный поток) никогда не должна превышать 4500 футов в минуту. Если конденсатная линия имеет надлежащий размер для жидкости и пара мгновенного испарения, но на заводе нет надлежащей программы управления конденсатоотводчиком, а конденсатоотводчики выходят из строя и вдувается пар в конденсатопровод, это будет способствовать увеличению скоростей выше 4500 футов в минуту и ​​воды. молоток произойдет в системе.

    Решения:

    1. Конденсатные линии, рассчитанные на 4500 футов в минуту или менее

    2.Программа управления конденсатоотводчиком для исключения ненужного попадания пара в конденсатопровод.

    — Келли Паффел (Kelly Paffel) — технический менеджер в Inveno Engineering, Inc. Он является признанным специалистом в области паровых и конденсатных систем и часто выступает с лекциями и инструкторами по техническим аспектам паровых систем. Кроме того, Паффель опубликовал множество статей по вопросам проектирования и эксплуатации паровых систем.

    Устранение гидроудара: это необходимо

    Шейла Кеннеди, CMRP, управляющий директор по аддитивным коммуникациям, и Брайан Стрейт, менеджер по развитию бизнеса, Check-All Valve Mfg.Ко.

    Гидравлический удар может быть настолько разрушительным для оборудования и опасен для здоровья человека, что необходимо приложить все усилия для предотвращения этой опасности. Гидравлический удар, также называемый гидравлическим ударом, звучит как механический шум и иногда воспринимается как хлопок закрывающегося клапана. На самом деле это явление возникает в трубопроводных системах, когда быстро движущаяся жидкость мгновенно останавливается или начинается обратный поток. Внезапное изменение импульса или направления вызывает гидравлическую ударную волну, которая звучит как громкий хлопок.

    Резкий шум гидравлического удара — это узнаваемый симптом серьезной проблемы. Несмотря на то, что волна давления или ударная волна непродолжительна, она будет отражаться на всем протяжении всей системы обработки жидкости, пока в конечном итоге не рассеется. Стук или стук возникает в результате скачка давления, проходящего через среду, отскакивающего назад и вперед от стенок труб, клапанов и других препятствий на своем пути, что подвергает их риску повреждения или разрушения. Отчеты OSHA об авариях с подробным описанием инцидентов, связанных с гидроударом, иллюстрируют потенциально мучительный характер его последствий.

    Из-за рисков для надежности оборудования, рабочих характеристик и безопасности важно уделять первоочередное внимание устранению гидравлического удара и его дорогостоящих последствий. Правильный выбор клапана и его размер могут помочь предотвратить разрушительное воздействие гидроудара. Подпружиненные обратные клапаны, разработанные в первую очередь для предотвращения обратного потока среды, уникально эффективны для минимизации, если не устранения этого явления.

    Понимание проблема

    По сравнению с промышленными системами, гидроудар, слышимый в бытовой сантехнике, вероятно, не нанесет большого ущерба.Когда смеситель для кухонной раковины, работающий на полную мощность, внезапно перекрывается или стиральная машина заканчивает наполнение, резкая остановка вызывает удары воды по трубам. Повторения с течением времени могут привести к ослаблению соединений или стыков труб, что может вызвать утечку воды. Для смягчения дальнейшего гидравлического удара трубы могут быть затянуты и закреплены, а также могут быть установлены такие устройства, как редукторы давления или гасители гидравлических ударов.

    В промышленных жидкостных процессах, где гидравлический удар более мощный, система более обширная, а компоненты более чувствительны, риски гидравлического удара выше.Обычно речь идет о жидкости, но это также может происходить с газом, паром, суспензией или многофазной текучей средой. Когда принудительная остановка жидкости или резкое изменение направления жидкости создает гидравлический удар, скачок давления и эффекты сотрясения могут разрушить все, от датчиков давления и расходомеров до насосов, котлов и целых трубопроводных систем. Например, скачки давления могут попасть в насос и повредить его рабочее колесо и привод.

    Гидравлический удар может разрушить оборудование, даже насосы могут быть сбиты с места их причалов.Степень повреждения, вызванного мгновенным скачком давления жидкости, зависит от интенсивности ударной волны. Но даже легкий гидроудар может постепенно вывести систему из строя. Лучше всего предположить, что «безопасного» уровня гидроудара не существует, и работать над его устранением.

    Операционные и человеческие расходы

    Отказы, возникающие в результате гидроудара, являются чрезвычайно дорогостоящими не только с точки зрения ремонта, замены и простоя технологического процесса, но также из-за серьезных последствий для здоровья, безопасности и нормативных требований.

    Значительные эксплуатационные эффекты могут включать трещины, разрыв или разрыв труб; выдувные прокладки; сломанная арматура; поврежденные клапаны; протекающие стыки; скомпрометированные опоры и трубные эстакады; разрушенные деформационные швы; рухнувшие конструкции; и отключенное технологическое оборудование, такое как насосы, котлы и паровые системы.

    Люди, находящиеся поблизости, могут получить тяжелые травмы или смерть, если произойдет сильный выход пара или горячего конденсата, выброс опасных химикатов, несущих жидкость, или осколки оборудования, которые будут с силой выброшены в воздух.

    Устранение проблемы Причина

    Правильно спроектированные трубопроводные системы не будут испытывать гидравлических ударов. Выбор правильного типа клапана и компонентов для данной среды и области применения имеет важное значение для создания эффективной, действенной системы подачи жидкости с минимальным уровнем шума. Типы клапанов, которые останавливают обратный поток или обратный поток до изменения направления потока, значительно минимизируют, если не устраняют гидравлический удар.

    Обратные клапаны более ранней конструкции подвергались гидравлическому удару.Например, традиционные поворотные обратные клапаны зависят от реверсирования потока и силы тяжести от веса диска до полного закрытия. Диск поворотного обратного клапана, подвижная заслонка, сидит на шарнирном штифте, и прямой поток жидкости толкает его. Обратный поток заставляет его захлопнуться, возвращая его на свое место, хотя он не всегда закрывается достаточно быстро, чтобы полностью предотвратить обратный поток; или, когда он приближается, он может сделать это очень быстро. Оба условия вызывают разрушительное давление и ударную волну гидроудара.

    С другой стороны, современные подпружиненные обратные клапаны устраняют причину гидроудара по своей конструкции. Встроенные обратные клапаны с подпружиненной пружиной позволяют среде (обычно жидкости, газы и пар) течь в одном направлении. Поток среды и падение давления вызывают сжатие пружины, позволяя клапану открыться. Пружина закрывает клапан быстро и плавно, поскольку скорость движения жидкости замедляется или останавливается, предотвращая реверсирование потока.

    Самый эффективный тип обратного клапана сочетает в себе три характеристики.Во-первых, подпружиненные обратные клапаны включают в себя пружину, которая помогает закрывать обратный клапан перед изменением направления потока жидкости, что позволяет избежать гидравлического удара. Они одинаково хорошо работают как в вертикальном, так и в горизонтальном положении при правильном выборе пружины.

    Во-вторых, обратные клапаны тарельчатого типа подпружинены, чтобы помочь закрыть клапан до реверсирования потока жидкости, предотвращая гидравлический удар. Они включают в себя диск в качестве проверочного механизма, обычно на конце втулки или штока. Посадочные поверхности, разработанные для снижения затрат на техническое обслуживание, параллельны друг другу, что предотвращает чрезмерный износ седел плунжера, конуса и шара.

    Наконец, бесшумные обратные клапаны спроектированы так, чтобы работать бесшумно, быстро и плавно закрываясь. В них используется пружина, которая помогает тарелке закрывать обратный клапан перед изменением направления потока жидкости.

    При выборе подпружиненного обратного клапана следует учитывать его тип, размер, коэффициент расхода, давление срабатывания, материал седла и номинальную температуру. Идеальная конструкция гарантирует, что среда течет по гладким, контурным поверхностям с минимальным изменением направления, чтобы минимизировать падение давления.Размер отверстия будет спроектирован таким образом, чтобы обеспечить минимальное падение давления во всем диапазоне расхода клапана. Кроме того, клапан обеспечивает надежное уплотнение, создавая турбулентность на посадочных поверхностях непосредственно перед закрытием клапана, помогая удалять любые мельчайшие посторонние частицы, взвешенные в жидкости.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *