מהו פטיש מים?

פטיש מים מתייחס לעלייה או ירידה פתאומית בלחץ כתוצאה מהאצה או האטה פתאומית של זרימת הנוזל בתוך מערכת סגורה. תופעת הלם הידראולי זו יוצרת גלי לחץ רבי עוצמה שיכולים לעלות על לחצי ההפעלה הרגילים.

כאשר שסתום נסגר במהירות או משאבה עוצרת בפתאומיות, הנוזל הנע במהירות גבוהה נאלץ לעצור, ויוצר גל לחץ שעובר חזרה דרך המערכת. עוצמת הגל הזה יכולה להוביל לרעידות, רעש או אפילו כשל מבני.

בעוד שתופעות דומות נצפות לרוב בצינורות מים, הן מתרחשות גם במערכות קיטור, שם הן מכונה לעתים קרובות פטיש קיטור .

תופעת פטיש הקיטור במערכות צנרת תעשייתיות

הבנת הסכנות של פטיש מים

נזקי פטיש מים כוללים:

עבור מפעלים המסתמכים על מדי זרימת מערבולת , מדי זרימת מסה מסוג קוריוליס או מדי זרימה אלקטרומגנטיים , פטיש מים עלול לעוות קשות את הקריאות או לגרום נזק קבוע לגוף החיישן.

גורמים בסיסיים לפטיש מים

פטיש מים נובע בדרך כלל משינויים פתאומיים במהירות הזרימה. הבנת הסיבות הללו היא המפתח למניעה יעילה:

(1) פעולת שסתום מהירה

כאשר שסתום נפתח או נסגר מהר מדי, זרימת הנוזל נעצרת או מתחילה בפתאומיות, ויוצרת גל הלם דרך רשת הצינורות. זוהי אחת הסיבות הנפוצות ביותר להלם הידראולי.

(2) הפעלה או עצירה פתאומית של המשאבה

כאשר משאבה נעצרת באופן בלתי צפוי - למשל עקב הפסקת חשמל - המומנטום של הנוזל דוחף חזרה כנגד המשאבה והשסתומים, ויוצר עלייה חדה בלחץ.

(3) עיבוי במהירות גבוהה בקווי קיטור

במערכות קיטור, מעובה יכולה להצטבר ולנוע במהירות גבוהה. כאשר מעובה זו מתנגשת בדפנות צינורות או באביזרים, היא מייצרת פטיש מים חזק, המכונה לעיתים פטיש מעובה קיטור .

High-speed condensate produces water hammer	The condensation of steam suddenly causes water hammer
High-speed condensate creates water hammer when it collides with the pipe	Water hammer occurs when steam condenses rapidly and collides

(4) תכנון צינורות ושטח

צינורות בעלי שיפועים תלולים או שינויי גובה פתאומיים רגישים יותר. כאשר מים נשאבים לגובה העולה על 20 מטרים, אנרגיה פוטנציאלית כבידה מגבירה את לחץ הנחשול.

(5) מהירות זרימה מוגזמת

אם מהירות הזרימה בקו האספקה גבוהה מדי, אפילו הפרעות קטנות עלולות לגרום לשינויים דינמיים גדולים בלחץ, מה שמגדיל את הסיכון לפטיש מים.

(6) מערכות צינורות ארוכות ומורכבות

ככל שהצינור ארוך יותר וככל שהשינוי בשטח גדול יותר, כך גדל הסיכוי שגלי לחץ ישקפו ויתגברו, ויגרמו לאפקטים חוזרים ונשנים של פטיש.

פתרונות למניעת פטישי מים

פתרונות מקיפים למניעת פטישי מים

קשה למנוע לחלוטין את השפעת פטיש המים, אך מספר אמצעים הנדסיים יכולים להפחית או למנוע ביעילות את השפעתו:

(1) התקנת מנגנון נגד פטישי מים

(2) הוספת מצבר או תא אוויר

במערכות המשתמשות במשאבות בוכנה או פלונגר, מצבר במעלה הזרם למד הזרימה יכול לבלום פעימות ולייצב את הזרימה.

(3) שימוש בפעולת שסתום מבוקרת

הימנעו מתנועות מהירות של שסתומים. השתמשו בשסתומים בעלי פתיחה וסגירה איטית או בשסתומי בקרה אוטומטיים עם מהירויות פתיחה מתכווננות כדי להפחית את קצב שינוי הזרימה.

(4) אופטימיזציה של בקרת המשאבה

השתמש בבקרי הפעלה רכה או במנועי תדר משתנה (VFD) במשאבות כדי להעלות או להאט בהדרגה את מהירות המשאבה, תוך מזעור האצה או האטה פתאומית של הזרימה.

(5) פריסת צנרת נכונה

תכנן את הצינור עם הפרשי גובה מינימליים והימנע מכיפופים חדים במידת האפשר. התקן את מד הזרימה במקומות פחות רגישים לתנודות לחץ.

(6) התקנת שסתומי אל-חזור

שסתומי אל-חזור או שסתומי אל-חזור יכולים למנוע זרימה הפוכה ולהפחית את הסבירות לעליות לחץ חוזר.

(7) השתמשו במדדי זרימה איכותיים עם תכונות הגנה

בחרו מדי זרימה המיועדים לעמוד בפני עליות לחץ חולפות. לדוגמה, Silver Automation Instruments מציעה מדי זרימה מסוג מערבולת וקוריוליס עם גופי נירוסטה חזקים ואביזרים אופציונליים לבלימת פטישי מים, מה שמבטיח חיי שירות ארוכים יותר בסביבות הידראוליות מאתגרות.

מתי להתקין מסיר פטישי מים

יישום אמצעי מניעה אלה מבטיח את הדיוק לטווח ארוך של מדי הזרימה, מפחית את עלויות התחזוקה ומגן על ציוד תהליך יקר ערך.

סיכום: הגנה על הצינור שלך מפני פטיש מים

פטיש מים הוא בעיה חמורה שיכולה לאיים על הבטיחות והאמינות של כל מערכת הולכת נוזלים. על ידי הבנת הגורמים לה ויישום פתרונות מונעים - כגון התקנת מעצורי פטיש מים , מצברים ובקרת שסתומים נכונה - תעשיות יכולות להפחית משמעותית את הסיכון לכשל בציוד.

הגנה על מכשירים כמו מדי זרימה , משאבות ושסתומים מפני זעזועים הידראוליים אינה רק עניין של תחזוקה; זהו שלב קריטי בשמירה על יעילות המערכת, דיוק המדידה והבטיחות התפעולית.