Napaka zaradi eksplozije vodnega kladiva se nanaša na hitro preklapljanje ventila, zaustavitev črpalke v sili in takojšnjo zaustavitev pretoka v cevovodu. Tekočina z visoko{1}}hitrostjo nenadoma stagnira in ustvari trenutni udarni tlačni val, ki močno presega nazivni konstrukcijski tlak. Tlačni impulz večkrat zadene notranjo steno grelne cevi iz nerjavečega jekla 316. Koncentracija napetosti se pojavi na mestih prehoda zvarov, kolen in premera cevi. Po večkratnih udarnih obremenitvah se začnejo in hitro širijo utrujenostne razpoke, kar vodi do nenadnega zloma -stene in izmeta medija. Ta okvara ima močno nenadno destruktivnost, ki zlahka povzroči poškodbe opreme in osebne varnostne nesreče v ogrevalnih obtočnih cevovodih s pogostim delovanjem ventila.
1. Nastajanje udarnih valov in mehanizem širjenja razpok zaradi utrujenosti
Ko je pretok tekočine nenadoma blokiran, se kinetična energija takoj pretvori v tlačno energijo, da nastane tlačni val vodnega kladiva, ki se širi vzdolž cevovoda. Trenutna udarna napetost daleč presega dovoljeno napetost materiala cevi. Vsak udarec povzroči mikro plastične deformacije in drobne vire razpok na mestih strukturnih mutacij. Pri ponavljajočem udarjanju se razpoke raztezajo vzdolž smeri debeline stene do preboja in eksplozije cevi. Za razliko od poškodb zaradi počasne utrujenosti, ki jih povzroči dolgotrajno-tlačno nihanje, vodni udar spada med visoko-energijske trenutne udarne obremenitve, ki lahko privedejo- do enkratnega neposrednega zloma šibkih delov brez več ciklov.
2. Tipični položaji, nagnjeni k poškodbam zaradi vodnega kladiva
Priključki za kolena in T-priključke, kjer se smer toka spreminja in je udarna sila koncentrirana;
Varjeni spoji z neenakomerno strukturo in slabo odpornostjo na udarce;
Odseki reduktorja z nenadno spremembo premera cevi in superpozicijo tlačnega vala;
Odseki cevovoda neposredno za-zapornimi ventili in izhodi črpalke;
Fiksne podporne vpenjalne točke, kjer ni mogoče sprostiti napetosti med udarnimi vibracijami.
3. Glavni indukcijski dejavniki, ki pospešujejo odpoved rupture
Ročno hitro zapiranje ali odpiranje ventilov velikega-premera brez počasne preklopne blokade;
Na izhodu črpalke ni vgrajenega vmesnega rezervoarja ali dušilnika prenapetosti, ki bi ublažil vpliv tlaka;
Zasnova cevovoda nima dilatacijskih spojev in prožnih delov za sprostitev trenutne udarne napetosti;
Logika zaustavitve sistema ni optimizirana, kar vodi do hkratnega izpada električne energije in nenadne ustavitve črpalke;
Prekomerna togost cevovoda brez podpor za dušenje vibracij, udarna napetost neposredno deluje na telo cevi.
4. Popolni-tehnični ukrepi za preprečevanje in nadzor povezav
① Spremenite krmilni program ventila, da sprejme način počasnega odpiranja in počasnega zapiranja s časovno zakasnitvijo
Izogibajte se takojšnjemu izklopu-tekočine, da popolnoma odpravite vir vodnega udara.
② Namestite eliminator vodnega udara in tlačni vmesni rezervoar na glavni izstopni cevovod črpalke
Absorbira prehodni tlačni val in omeji najvišji udarni tlak.
③ Namestite fleksibilne dilatacijske spoje in vzmetne dušilne podpore na ranljive cevne priključke
Sprostite udarno obremenitev in zmanjšajte koncentrirano obremenitev zvarov in kolen.
④ Konfigurirajte neprekinjeno napajanje in logiko zaustavitve pretvorbe frekvence črpalke
Izvedite postopno zaustavitev pojemka, da preprečite nenadno prekinitev pretoka.
⑤ Redno izvajajte simulacijo tlačnega udarca in ne-destruktivno odkrivanje napak zvara
Vnaprej odstranite mikrorazpoke, ki so nastale zaradi zgodovinskega udarca vodnega kladiva.
5. Primerjalna tabela preventivnih učinkov
表格
| Način delovanja in konfiguracije cevovoda | Nevarnost razpoka vodnega kladiva | Predlog za aplikacijo |
|---|---|---|
| Hitro delovanje ventila + brez tlačnega blažilnika + tog fiksni cevovod | En hud udarec z vodnim kladivom lahko povzroči počeno puščanje cevovoda | Dodajte opremo za absorpcijo tlaka in optimizirajte postopek delovanja ventila |
| Regulacija ventila z zakasnitvijo + zatiranje prenapetosti na sprednjem- koncu + prilagodljiva struktura za razbremenitev | Učinkovito oslabi prehodni vrh tlaka in prepreči nastanek udarne razpoke | Standardna varnostna konstrukcijska specifikacija za obtočne cevovode industrijskega ogrevanja |
| Spletno spremljanje-tlaka v realnem času + samodejno razbremenitev nadtlaka + četrtletni pregled napak na zvarih | Izjemno nizka nevarnost nenadnega izbruha in srednja nevarnost puščanja | Prednostna shema za visoko{0}}omrežje neprekinjenih ogrevalnih cevi s pogostim preklapljanjem |
Zaključek
Raztrganje grelne cevi iz nerjavečega jekla 316 zaradi vodnega kladiva povzroči trenutni tlačni udarni val, ki nastane zaradi nenadne prekinitve toka, kar povzroči koncentracijo napetosti in prodor razpok na strukturnih šibkih točkah. Glavni preventivni ukrepi vključujejo omejevanje hitrosti preklapljanja ventilov, konfiguriranje tlačnega blažilnika in naprav za izločanje, dodajanje prilagodljivih komponent za razbremenitev napetosti, optimizacijo nadzora zaustavitve opreme in okrepitev rednega ne-destruktivnega pregleda. Upravljanje celotnega-procesa-z zaprto zanko samodejne krmilne logike, konfiguracije dodatne opreme cevovoda in varnostnega pregleda lahko prepreči eksplozijo cevovoda in varnostne nesreče, ki jih povzroči vodni udar grelnih cevi.
