Ułożenie przewodów rurowych a ochrona przed uderzeniem hydraulicznym w systemach pompowych

Uderzenie hydrauliczne, czyli niespodziewany wzrost ciśnienia w układzie rurowym, to poważne zagrożenie dla każdej instalacji pompowej. Nawet chwilowe zamknięcie zaworu może spowodować gwałtowny wzrost ciśnienia, prowadząc do uszkodzeń pomp, uszczelek czy rur. Właściwe projektowanie przewodów ssawnych i tłocznych, dobrane zabezpieczenia oraz odpowiednie akcesoria to klucz do trwałości i sprawności systemu.

Co to jest uderzenie hydrauliczne i jak się objawia?

Zjawisko znane, jako water hammer powstaje (uderzenie hydrauliczne), gdy przepływ zostaje nagle zatrzymany. Energia kinetyczna cieczy przekształca się w falę ciśnienia, która może wielokrotnie przewyższyć nominalne parametry rurowe. Skutkiem może być pęknięcie rurociągu, uszkodzenie zaworów, a poważnych awarii można uniknąć tylko przez świadome projektowanie instalacji i dobór sprzętu.

Objawem może być charakterystyczny huk lub wibracje w sieci, nagły skok ciśnienia na manometrze, a także zwiększone drgania łożysk i łączeń mechanicznych pompy. Jeśli takie sygnały występują, należy jak najszybciej sprawdzić konstrukcję układu i zabezpieczenia.

Jak zapobiegać zjawisku – projekt przewodów i dobór akcesoriów?

W układach pompowych właściwie dobrane przewody ssawne i tłoczne są podstawą ochrony przed water hammer. StrefaPomp podkreśla, że należy unikać nadmiernych spadków ciśnienia na ssaniu i minimalizować straty przepływowe. Ważna jest średnica przewodów, gładkość wewnętrzna rur, unikanie ostrych łuków i zbędnych połączeń oraz zapewnienie odpowiedniego NPSH (Net Positive Suction Head).

Dokładność projektowania obejmuje także długość odcinków przed i za pompą, tak by wyrównać przepływ przed zaworami oraz zminimalizować turbulencje. W systemach kanalizacyjnych lub ściekowych istotna jest odporność rur na korozję i abrazję, ale również dobrze dobrana geometria pozwala ograniczyć wibracje wywołane zmianami ciśnienia.

Zabezpieczenia układu – zawory i amortyzatory ciśnienia

Aby zapewnić długowieczność instalacji, warto stosować zawory zwrotne, ograniczniki ciśnienia oraz kompensatory hydrauliczne. Zawór zwrotny zabezpiecza przed przepływem wstecznym, a zawór ciśnieniowy umożliwia stopniowe rozpraszanie nadciśnienia bez nagłego zatrzymania cieczy. W niektórych systemach wykorzystuje się również akumulatory membranowe, które pochłaniają nagły skok ciśnienia.

W pompowniach projektowanych z podnośnikami ślimakowymi czy pompami wirowymi, stosuje się zabezpieczenia zgodnie z normami technicznymi, projektując instalacje z uwzględnieniem współczynników tłumienia i odpowiedniej lokalizacji zaworów.

Dlaczego właściwy dobór pomp to podstawa stabilności?

Pompy o zbyt niskiej zdolności ssania mogą powodować kawitację, co dodatkowo obciąża instalację i nasila ryzyko uderzeń hydraulicznych. Z drugiej strony przewymiarowana pompa może generować niepotrzebne turbulencje. Dlatego ważna jest znajomość wskaźnika NPSH danego modelu i porównanie go z warunkami instalacji na etapie projektowania.

Analiza parametrów mechanicznych pompy, charakterystyki pracy przy zmiennej wydajności i odporności na zmienne ciśnienie stanowi fundament przy doborze urządzenia. Wartość minimalnego NPSH (NPSHmin) powinna być niższa od dostępnego wskaźnika instalacyjnego (NPSHa), by zapobiec kawitacji i spadkom wydajności.

Podsumowanie i praktyczne zalecenia

Projektowanie układu pompowego z myślą o ochronie przed uderzeniem hydraulicznym wymaga spójności między doborem pompą, układem rurowym i zabezpieczeniami. Poprzez właściwe rozmieszczenie stref przepływu i zaworów, dobranie materiałów (rury stalowe, żeliwne, gładkie powłoki) i odpowiednie systemy amortyzujące zmiany ciśnienia, można znacząco przedłużyć trwałość instalacji.

Ścisła współpraca projektanta, producenta pomp i wykonawcy instalacji daje największą gwarancję bezpieczeństwa. Warto korzystać z rekomendacji takich jak te oferowane przez StrefaPomp czy firmę Klaudia, które łączą wiedzę techniczną z praktycznym wsparciem przy wdrażaniu systemów odpornych na uderzenie hydrauliczne.

Dobrze zaprojektowany system nie tylko chroni instalację, ale przede wszystkim zwiększa niezawodność eksploatacji, zmniejsza koszty serwisowania i poprawia efektywność energetyczną.