ウォーターハンマーは水圧衝撃とも呼ばれ、水輸送システムにおいて最も一般的であるにもかかわらず過小評価されている問題の 1 つです。これは、水を運ぶパイプラインで速度や流れの方向が突然変化したときによく発生します。結果として生じる衝撃波はパイプライン内でハンマーのような衝撃を引き起こし、それがこの現象の名前の由来です。-
通常、ウォーター ハンマーはほんの数秒しか続きませんが、深刻な圧力変動、機器の故障、さらにはシステム全体の故障を引き起こす可能性があります。{0}}この記事では、ウォーター ハンマーとは何なのか、なぜ発生するのか、それが引き起こす可能性のある損害、そして-最も重要な-ウォーター ハンマーを防ぐ方法について説明します。
ウォーターハンマーの原因は何ですか?
ウォーターハンマーはランダムに発生するものではありません。通常、これは次のような特定の動作条件または設計上の欠陥によって引き起こされます。
- バルブの突然の開閉 – 速作動バルブが主な原因の 1 つです。{0}}
- ポンプの突然の停止または起動 – 停電またはポンプ制御の問題により、瞬間的な衝撃波が発生する可能性があります。
- 高所でのポンプ – ポンプの供給源と送り先との高低差が大きい (20 メートル以上) ため、システムはより脆弱になります。
- 過剰なポンプヘッドまたはシステム圧力 – 過大なポンプは不必要なリスクを生み出します。
- 高流速 – 液体の移動が速すぎると、小さな中断でも有害なサージが発生する可能性があります。
- 不適切なパイプライン設計 – 不適切なパイプ直径、不必要な曲がり、または長いパイプラインの実行により、影響が増幅されます。
- 不適切な設置方法 – 一貫性のない施工品質や設置時のショートカットは、ウォーターハンマーの原因となることがよくあります。
ウォーターハンマーはなぜ危険なのですか?
ウォーターハンマーに関連するリスクは過小評価されがちです。この影響によって生じる圧力スパイクは、パイプラインの通常の動作圧力の数倍に達する可能性があります。極端な場合には、圧力が数十倍に達し、壊滅的な損傷につながる可能性があります。潜在的な危険には次のようなものがあります。
- パイプラインの破裂 – 強い圧力波により、パイプに亀裂が入ったり、破裂したりする可能性があります。
- バルブとジョイントの損傷 - シール、カップリング、接続部は特に脆弱です。
- ポンプの逆流 – 逆流によりポンプが損傷したり、ポンプ室が浸水したり、怪我をする可能性があります。
- つまり、ウォーターハンマーは単なるメンテナンスの問題ではありません。それはインフラや人員に影響を及ぼす可能性のある安全上の問題です。
ウォーターハンマーを防ぐには
幸いなことに、エンジニアとオペレーターはウォーターハンマーを軽減または排除するために複数の手順を実行できます。以下に実証済みの 7 つの方法を示します。
流速の低下
より低い流量で動作するようにパイプラインを設計すると、サージ圧力を大幅に低減できます。ただし、これにはより大きなパイプが必要になる可能性があり、初期費用が増加します。
パイプラインの長さを短縮する
パイプラインが長くなるほど、ウォーターハンマー効果は強くなります。システムを複数のポンプ場に分割し、それらを吸引井に接続すると、リスクを軽減できます。
適切なポンプヘッドを選択してください
ポンプヘッドは実際の現場条件に応じて選択する必要があります。ポンプが大きすぎると、停止時に深刻な圧力サージが発生する可能性が高くなります。
ポンプを再起動する前にパイプラインを満たしてください
ポンプが停止した後、再起動する前に、下流のパイプラインが液体で完全に満たされていることを確認してください。空のパイプで再始動すると、激しいハンマリングが引き起こされる可能性があります。
始動時に出口バルブを全開にしないでください
ポンプ出口バルブを一度に完全に開くのではなく、衝撃を最小限に抑えるために徐々に開く必要があります。多くの大きな事故は、この段階が見落とされているために発生します。
サージ保護装置の設置
ウォーターハンマー防止装置、ダンパー、エアチャンバーなどの特殊な装置は、ショックアブソーバーのように機能します。圧力スパイクを分散し、騒音を低減し、パイプラインと機器を保護します。
パイプライン設計の改善
新しいシステムを計画するときは、不必要な曲がり、急な傾斜、または直径の不一致を避けてください。適切に設計されたパイプラインは、油圧ショックを受けにくくなります。-
ウォーターハンマー保護における圧力センサーの役割
リアルタイムで圧力を監視することは、ウォーター ハンマーを検出して制御するための最も効果的な戦略の 1 つです。-ただし、重大な課題があります。圧力サージがセンサーの過負荷容量を超えると、センサー自体が故障する可能性があります。
ここがマックセンサーですP10シリーズ圧力センサー独自の利点を提供します。積層構造のセラミック検出素子を使用して設計されたこれらのセンサーは、従来の設計よりもはるかに効果的に突然の圧力ピークに耐えることができます。保護を強化するために、ステンレス-鋼の減衰アクセサリを感知ダイヤフラムの前に取り付けることができます。これにより、圧力スパイクがセンサーに直接影響を与えなくなり、センサーの寿命が延び、コストのかかるダウンタイムが防止されます。
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