水锤:危险和防止水锤发生的技巧

最近,一家个人护理工厂在记录了一起由水锤引起的安全事故后,向CSI寻求帮助。在一个旋启式止回阀被流经管道的产品迅速关闭后,管道的支架被震裂,甚至有一块从头顶掉落到地上。

这种掉落的管道导致了昂贵的停机时间和安全违规,更不用说设计、重新配置和修复的成本了——所有这些头痛都是由一个很容易预防的问题引起的。

这个问题也不是加工工业独有的。我们所有人都曾在家里突然关掉水龙头时,偶尔听到水管发出砰砰的声音。这个现象叫做"水锤,它可以发生在工艺的管道系统中行业

在这些情况下,t由于流体在管道中流动的体积和压力,这种情况的后果可能是显著的.我们将在以下段落中更详细地讨论水锤问题和解决方案,并提供一些如何避免水锤的提示。

也叫液压冲击,水锤是当流体在管道系统中被迫停止或突然改变方向时产生的压力激增。
水锤的危险

流体的动量突然停止,产生一个压力波,在管道中的流体中传播,使管道系统中的一切都受到巨大的力的作用。

水锤最常发生在在管道的尽头突然关闭。流动的流体猛烈撞击现已关闭的阀门,产生液压激波,在整个管道中产生共鸣。

某些类型的止回阀包括旋启式止回阀、倾斜式阀瓣止回阀和双门止回阀在内的止回阀,由于其设计特点,本质上容易迅速关闭。在管道系统中使用这些类型的阀门,可能会导致水锤问题。

水锤也可能由水泵故障引起。如果一个通过管道系统推动流体突然失效,流动流体的速度也会突然变化。泵下游的流体试图继续流动,在管线中形成真空,从而导致水锤。

水锤的影响

首先,考虑流体是不可压缩的。当流体运动时,在一定速度下,当它们的运动突然停止时,可以产生相当大的力。例如,100加仑的水以每秒10英尺的速度在2英寸的管道中流动。当这种流动被快速关闭的阀门迅速停止时,产生的力相当于一个835磅重的锤子撞击障碍物的力

从另一个角度来看,如果流体在不到半秒的时间内停止流动(这可能是典型阀门的标准关闭速度),t当产生的压力峰值比管道系统的标准工作压力大100psi以上时。

水锤至少会引起管路噪声和振动。然而,更严重的后果是可能的,包括以下:

  • 管道破裂
  • 管件及接头发生泄漏
  • 其他管道组件的故障,如流量计压力表等。
  • 损害管道支撑系统
  • 对正在加工的产品的损害,特别是在食品饮料加工和医药制造应用中
水锤的危险-管道损坏

避免水锤的技巧

1.合理的系统设计

在您的系统开始制造之前,与一个值得信赖的合作伙伴合作是至关重要的,该合作伙伴了解卫生加工,并可以设计一个系统来满足您的工艺的特定需求。该合作伙伴应了解卫生加工的复杂性和水锤的危险,以便开发出消除这些风险的设计。

对于现有的系统,考虑管道系统的运行特性是至关重要的。这可以通过多种方式来实现。例如,管道中的流体速度可能会降低。对于某些应用,管道尺寸图建议工艺流体流量不大于4.9英尺/秒。然而,在设计需要就地清洗(CIP)清洗的管道时,这可能是一个冲突,因为CIP使用的湍流流速大于5英尺/秒。

水锤的危险-适当的管道

以下措施还有助于降低管道中流体的流速,从而减少液压冲击的几率:

  • 使用较短的支管长度
  • 使用较短长度的直管
  • 在工艺管道系统中增加弯头和膨胀环。水锤与流体中的声速有关,弯头减小压力波的影响
  • 将主管布置在提供更短、更小跳动管分支的回路中。对于环形管道,环形管道两侧流速较低的流体可以服务于分支
2.正确的系统编程

每当泵态变化或阀门位置变化导致流体加速或减速时,就会发生压力变化,从而导致水锤。通常,这种压力很小,变化也很缓慢,水锤几乎察觉不到。然而,在加工设施中,产品快速沿着长管道运行,打开或关闭泵产生的压力可能会导致严重的水锤。

您可以通过适当的系统编程来消除这些极端的压力变化,例如编程使泵逐渐上升或下降。这个过程可以将压力变化延长数秒,甚至超过一分钟。雷竞技下载官方版中央国家工业设备(CSI)可以评估您的工艺系统,通过适当的系统设计或编程来帮助最大限度地减少或消除水锤的可能性。

3.适当的系统培训

经过适当培训的加工厂人员对减轻或消除水锤大有帮助。充分的培训使操作人员认识到正确打开和关闭手动或驱动阀门的重要性——最大限度地减少水锤的影响。

建立良好的管道控制实践,例如启动和关闭程序,还可以确保系统正确、高效和安全地运行。CSI提供启动支持,以确保操作人员、管理人员和安全人员对他们安全操作和维护系统的能力感到舒适和自信。

下一个步骤

总而言之,液压冲击,或“水锤”,不仅仅是大型工业管道安装中的烦恼。

在这些应用中,由于移动流体的质量和速度,液压冲击可以损坏或破坏管道、设备和产品

CSI可以帮助您减轻工艺装置中的水锤,与您一起为您的系统选择合适的阀门和辅助设备,并帮助您设计和布局工艺管道,以在第一时间避免问题的发生。联系CSI(800) 654-5635了解更多信息。

关于CSI

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