Защита манометров от гидроударов и повышенного давления
В технологических установках для измерения давления широко применяют механические манометры из-за их конструктивной простоты, надежности и низкой стоимости. Основными элементами механического манометра являются манометрическая трубка и механизм передачи ее перемещения к стрелке.
Самой уязвимой частью манометра является манометрическая трубка (трубка Бурдона) так как она непосредственно контактирует с измеряемой средой и именно она, в большей степени, подвержена влиянию таких негативных факторов как коррозийность и загрязненность измеряемой среды, высокая температура среды и периодические гидроудары. Из-за воздействия указанных негативных факторов либо возрастает погрешность измерения манометра, либо манометр полностью выходит из строя и требует ремонта или замены. Причем зачастую стоимость работ по замене манометра существенно превышает стоимость самого манометра.
Защита манометров от воздействия высоких и низких температур
При использовании механических манометров для измерения давления высокотемпературных сред зачастую происходят необратимые качественные изменения в упругих чувствительных элементах (манометрических трубках). В результате этих изменений критически возрастает неточность и нелинейность измерения и такие манометры, как правило, впоследствии не проходят поверку и бракуются. Традиционный способ защиты манометров от перегрева — установка дополнительных вспомогательных устройств. Как правило, это сифонные трубки различной геометрической конфигурации и металлоемкости и так называемые «холодильники» — короткие вертикальные отводы с оребрением.
Конструкция простого «холодильника» предусматривает пропускание измеряемой среды прямотоком и ее охлаждение за счет пластин, расположенных на определенном расстоянии друг от друга на внешней стороне устройства. Примером такого «холодильника» может служить отвод-охладитель модели ОС100/ОХ28 компании НПО «ЮМАС». Температура измеряемой среды на выходе данного отвода-охладителя в 2-3 раза ниже, чем температура среды на его входе.
Более эффективными являются отводы-охладители с внутренним петлевым гидрозатвором (модель ОС100/ОХ50) и внешним трубчатым гидрозатвором (ОС100/ОХ4) от НПО «ЮМАС». Температура измеряемой среды на выходе этих отводов-охладителей в 5-10 раза ниже, чем температура среды на его входе.
Неотъемлемым условием эффективной работы охладительных сифонных трубок и отводов-охладителей является полная герметичность соединения «выход охладителя — вход (штуцер) манометра». Подтеков на выходе охладителя быть не должно.
Для предотвращения выхода из строя манометров из-за воздействия низких температур используют принудительный обогрев отборов давления перед манометром и корпусов самих манометров. Чаще всего обогрев осуществляется с помощью греющего электрического кабеля. Для повышения эффективности обогрева манометры помещают в утепляющие термочехлы или укрывают теплоизоляционным материалом.
Защита манометров от гидроударов и повышенного давления
Если повышенная температура среды приводит к постепенному ухудшению характеристик манометра, то воздействие повышенного давления, в том числе кратковременное (гидроудар) может мгновенно вывести манометр из строя.
Наиболее распространенным способом защиты манометров от небольших скачков давления является применение изогнутых сифонных трубок (трубок Перкинса), которые одновременно служит и для охлаждения измеряемой среды. Угловые или прямые трубки Перкинса с петлей (пример обозначения в каталоге НПО «ЮМАС» — отборное устройство давления ОС100в, ОС100-02 и т.п.) немного демпфируют незначительные колебания давления, например, вызванные работой насосных установок, но не защищают от значительных резких скачков давления (гидроударов). Для защиты манометров от гидроударов предназначены специальные демпферные устройства.
Демпферные устройства обеспечивают снижение пульсаций измеряемой среды и предохраняют таким образом измерительный прибор от гидравлических ударов. Демпфер гидроударов работает на многокамерном принципе. Гашение гидроударов осуществляется так называемым глушителем. Например, демпфер TTR фирмы «BDSensors RUS» показал способность эффективно демпфировать удары давления продолжительностью до 20 мс. С ростом длительности импульса давления эффективность работы демпфера понижается.
Аналогичные по своему назначению амортизирующие фитинги Swagelok демпфируют давление за счет применения пористого спеченного элемента из нержавеющей стали марки 316. Установка амортизирующего фитинга Swagelok (пример обозначения SS-4-SA-EW) перед манометром уменьшает скорость реакции последнего. Скорость срабатывания обычно меняется с первым падением давления в пористом элементе амортизирующего фитинга и позволяет манометру плавно набирать рабочее давление.
Эффективным методом защиты измерительных приборов от гидроударов является подключение их к процессу только в моменты съема показаний, например, с помощью кнопочных кранов. В исходном состоянии кнопочный кран (например, VE-2-2 НПО «ЮМАС») имеет нормально закрытое состояние — манометр отключен от процесса и сообщается с атмосферой, что позволяет контролировать нулевые показания манометра. При нажатии оператором кнопки на кране, манометр соединяется с процессом и показывает действующее избыточное давление в системе. При отпускании кнопки манометр вновь автоматически отключается от процесса и «садится» на ноль.
Для уменьшения тремора (дрожания) стрелки манометра, вызванного незначительными колебаниями давления, применяют манометры с глицериновым или силиконовым наполнением. Но необходимо помнить, что использование манометров с глицериновым или силиконовым наполнением не допускается в системах, содержащих сильные окислители. Демпферы гидроударов и амортизирующие фитинги следует применять только для защиты от резких изменений, импульсов и скачков давления. Демпфирующие устройства с глушителем и амортизирующие фитинги требуют периодического техобслуживания и очистки от загрязнений.
Защита манометров от загрязненных, коррозийных и вязких сред
Конструкция чувствительных элементов манометров не позволяет применять их для измерения давления коррозийных, загрязненных, вязких и кристаллизующихся сред без применения мембранных разделителей. Как правило, манометры комплектуются мембранными разделителями сред непосредственно на заводе изготовителе, так как заполнение внутренней полости чувствительного элемента манометра (манометрической трубки) и верхней камеры мембранного разделителя веществом-наполнителем требует применения специального оборудования для вакуумирования. В зависимости от параметров измеряемой среды для заполнения мембранных разделителей используют различные вещества-наполнители.
| Наполнитель | Температурный диапазон |
| Вода | +5…+90 °С |
| Этиленгликоль | -20…+140 °С |
| Масло трансформаторное | -30…+100 °С |
| Гидравлическая жидкость АМГ-10 | -60…+100 °С |
| Силиконовые масла с добавками | -20…+200 °С -90…+100 °С |
| Глицерин | +17…+230 °С |
| Смесь глицерина и воды | -10…+120 °С |
| Масло растительных культур | -10…+250 °С |
| Специальные высокотемпературные масла | -10…+300 °С -10…+400 °С |
| Галокарбон | -40…+175 °С |
| Жидкости полиметилсилоксановые | -60…+180 °С |
Рассмотренные средства защиты пригодны для применения не только с механическими показывающими манометрами, но и с другими приборами измерения давления — реле давления, ЭКМ и датчиками давления с аналоговым выходом при условии соблюдения соответствующих рекомендаций заводов изготовителей. данного оборудования.
При подготовке публикации использованы информационные материалы НПО «ЮМАС».
Источник
Защита от гидроудара
Чтобы защитить трубопровод от гидравлических ударов, нужно:
- Плавно открывать/закрывать запорные элементы
При плавном закрывании крана давление в трубопроводе будет постепенно выравниваться. При этом ударная волна будет иметь незначительную силу, а следовательно, мощность гидравлического удара будет минимальной. Но не во всех случаях возможно обеспечить плавное закрывание крана. Далеко не у всех моделей вентильная конструкция, многие современные краны имеют шаровую систему – достаточно одного неосторожного резкого поворота и кран придёт в положение «закрыто».
- Использовать трубы большого диаметра
В трубопроводах большого диаметра рабочая среда движется с меньшей скоростью, чем в системах с более маленьким диаметром. А чем скорость перемещения потока жидкости меньше, тем слабее сила гидроудара. Однако данный способ гораздо затратнее. Расходы увеличиваются за счёт более высокой стоимости труб и теплоизоляции.
- Установить амортизирующее устройство
Данное устройство располагается по направлению движения рабочей жидкости. В качестве амортизатора используется отрезок трубы из эластичного пластик либо каучука, которым заменяется часть жёсткой трубы перед термостатом. При возникновении гидравлического удара происходит растяжение эластичного отрезка и частичное гашение силы удара.
- Использовать компенсаторное оборудование
Для сбрасывания лишней жидкости до момента нормализации давления в трубопроводе используется гидравлический аккумулятор. Данное оборудование выполнено в виде герметичного бака, оснащённого мембраной и воздушным клапаном. Мембрана изготавливается из эластичного материала, бак – из стали.
- Использовать автоматику насосов
Одной из причин появления гидравлических ударов в трубопроводе является насосное оборудование. Движение рабочей среды зависит от того, насколько быстро вращаются насосные валы. Следовательно, плавное снижение/увеличение скорости вращения позволяет уменьшить силу воздействия и снизить риск появления гидроударов.
На производствах для управления насосным оборудованием используются специальные регуляторы, частотные преобразователи и прочие подобные приборы. Данное оборудование также подходит для использования в бытовых условиях.
Гидравлические удары в коммуникациях появляются при остановке насосного оборудования, например, при исчезновении сети питания. На производствах и в сфере коммунального хозяйства резервные источники используются давно и не раз доказали свою эффективность. Предупреждение аварийных ситуаций и сокращение расходов на ремонтные работы приводят к существенной экономии средств. Включение домашнего насосного оборудования через устройство защиты от гидроударов (стабилизаторы и источники резервного питания) поможет обезопасить внутренние коммуникационные системы.
- Использовать байпас
Байпас представляет собой дополнительный участок трубопровода, который используется в качестве обходного канала и служит для регулирования пропускной способности сети отопления. Такие устройства можно монтировать, как в новые системы, так и в уже существующие.
- Гаситель гидроударов
Это простое, но эффективное изобретение, работающее по принципу расширительного бака отопительных коммуникаций. При резком перепаде давления жидкость перемещается в мембранный гаситель. После того, как давление в трубопроводе упадёт до рабочей величины, произойдёт выталкивание жидкости обратно в систему. Возвращение воды обеспечивается благодаря избыточному давлению воздуха, находящегося с противоположной стороны мембраны.
- Защитный клапан
Клапан защиты от гидроудара располагается в трубопроводной системе рядом с наносом. Он реагирует на скачки давления, принимая обратную волну и предотвращая гидравлические удары. Клапан оснащён специальным регулятором, который при перепаде давления плавно открывает его. Таким образом, когда обратный поток рабочей среды доходит до насосного агрегата, клапан уже находится в открытом состоянии. В результате этого происходит сбрасывание воды, а следовательно, снижение давления до допустимой величины. После нормализации давления регулятор закрывает клапан, чтобы предотвратить опустошение системы.
Источник
В последнее время все чаще появляются сообщения о разрушении некоторых элементов системы отопления или водопровода. Причина поломки — гидроудар. Спасает от подобных неприятностей компенсатор (гаситель) гидроудара. Что это за устройство такое, как и где его устанавливать — читайте в этой статье.
Что такое гидроудар в трубопроводе, причины возникновения
Гидроудар — это резкое повышение давления в системах транспортирующих жидкость, которое возникает при резком изменении скорости движения жидкости. Скачок давления может стать причиной разрушения некоторых элементов системы. Разрушения происходят, если превышен предел прочности соединения или материала.
Если говорить о наших домах и квартирах, гидроудары возникают в системах отопления и водоснабжения. В системах отопления частных домов — при старте или остановке циркуляционного насоса. Да, сам по себе он давления не создает. Но резкое ускорение или останов теплоносителя и является той нагрузкой, которая действует на стенки труб и близлежащие устройства. В системах отопления закрытого типа стоит расширительный бак. Он компенсирует гидроудар, если насос находится рядом. В этом случае дополнительные устройства могут и не понадобиться. Проверить необходимость установки компенсатора можно по манометру. Если стрелка не движется или движется едва заметно, все нормально.
Наиболее распространенная причина появления гидроудара — резкое закрытие крана
В централизованных системах отопления, гидроудар возникает при резком закрытии заслонки, когда быстро открывают краны для заполнения системы после ремонта/профилактики. По правилам надо делать это медленно и постепенно, но на практике случается иначе…
В водоснабжении гидроудар возникает даже при резком закрытии крана или другой запорной арматуры. Более выраженные «эффекты» получаем в завоздушенных системах. Вода при движении ударяется в воздушные пробки, что создает дополнительные ударные нагрузки. Мы можем при этом слышать щелчки или потрескивание. А если водопровод разведен пластиковыми трубами, во время эксплуатации можно заметить, как эти трубы сотрясаются. Так они реагируют на гидроудары. Вы, наверное, замечали, как дергается шланг в металлической оплетке. Причина та же — скачки давления. Рано или поздно они приведут к тому, что либо труба лопнет в самом слабом месте, либо соединение потечет (что более вероятно и чаще встречается).
Гидроудар может нанести серьезный ущерб
Почему же раньше это явление не отмечалось? Потому что сейчас большая часть кранов имеют шаровую заслонку и поток перекрывается/открывается очень резко. Раньше краны были вентильного типа и заслонка опускалась медленно и постепенно.
Как же бороться с гидроударами в отоплении и водоснабжении? Можно, конечно, приучить обитателей квартиры или дома не крутить резко краны. Но стиральную или посудомоечную машину не научишь бережному отношению к трубам. И циркуляционный насос не замедлишь в процессе старта и останова. Поэтому в систему отопления или водоснабжения добавляют компенсаторы гидроударов. Их же называют гасителями, амортизаторами.
Что такое компенсатор гидроудара: виды, конструкция, принцип работы
Компенсатор гидроудара есть двух типов: мембранный и с подпружиненным клапаном. Они выполняют одну и ту же функцию: принимают излишки жидкости, снижая тем самым нагрузку на другие элементы системы. Так как эти устройства имеют небольшие размеры, защищают они те приборы, которые расположены в непосредственной близости.
Компенсатор гидроудара — небольшое устройство, но картину меняет значительно
Как устроен и работает мембранный компенсатор
Мембранный компенсатор гидроудара — это емкость, которую делит на две части эластичная мембрана. Одна из частей заполнена воздухом, вторая, в нормальном состоянии пуста. Воздух в заполненной части закачивается под определенным давлением. Для проверки/подкачки давления в этой части корпуса имеется золотник (ниппель). С завода изделия поставляются с исходным давлением в 3 Бар. Это «стандартное» значение для большинства систем отопления одноэтажных частных домов. Если давление требуется изменить, к ниппелю подсоединяют насос и доводят его до требуемого значения. Это значение — на 20-30% выше рабочего в конкретной системе. Но оно должно быть значительно ниже предела работоспособности самого компенсатора.
Мембранный амортизатор гидравлических ударов в системах отопления и водоснабжения
Пока давление в системе не превышает давление в этой части резервуара, ничего не происходит. При возникновении гидроудара, под действием возросшего давления мембрана растягивается, часть жидкости поступает в резервуар. По мере нормализации, эластичная мембрана стремиться занять свое нормальное состояние, выталкивая жидкость обратно в систему. Тем самым скачок сглаживается.
Особенности пружинного гасителя гидроудара
Второй тип компенсаторов гидроударов работает по тому же принципу: в корпус при повышении давления пропускается жидкость. Вот только доступ в емкость перекрывает пластиковый диск, который подпирается пружиной. Давление, при котором жидкость начинает поступать внутрь, зависит от силы упругости пружины. Регулировать его никак нельзя (во всяком случае пока регулируемые модели не попадались), так что приходится подбирать устройство с подходящими параметрами.
Устройство компенсатора гидроудара пружинного/тарельчатого типа
Принцип работы этого гасителя аналогичен вышеописанному. Пока давление в системе в норме, пружина прижимает диск к корпусу. При возникновении гидроудара, она сжимается, вода заходит в корпус. По мере понижения давления, оно становится меньше, чем сила упругости пружины. Она постепенно разжимается, возвращая жидкость в трубопровод.
Принцип компенсации гидроудара в системе водопровода или отопления
Как видите, оба устройства работают по схожему принципу. Более надежными принято считать пружинные модели, так как рабочие элементы в них меньше подвержены износу (металлическая пружина и прочный пластик). Но мембраны также делаются из материалов, которые длительное время не теряют своей эластичности. Дополнительный плюс — возможность выставить давление, при котором мембрана начнет растягиваться. Но минусом можно считать необходимость регулярной проверки давления и, при необходимости, подкачки.
Где и как устанавливать: рекомендации по монтажу
Компенсатор гидроударов имеет небольшие размеры, в корпус может поместиться лишь небольшое количество воды (менее 200 мл обычно). Устанавливается он в непосредственной близости перед источником появления гидроудара: шаровым краном, водяной гребенкой, на шланге к стиральной или посудомоечной машине, после циркуляционного насоса, на гребенке теплого пола.
Компенсатор гидроударов устанавливается вблизи от потребителей или на гребенке
Крепить его можно в любом положении: вверх, вниз, в сторону. Для мембранных моделей только важно, чтобы был свободный доступ к ниппелю. Независимо от конструкции, не рекомендуется ставить устройство на длинных отводках от магистрали. Подводящий отрезок трубы должен быть максимально коротким.
Правила монтажа компенсатора гидравлического удара
При выборе обратите внимание на максимальное рабочее и компенсируемое давление. Второй момент — диаметр подключения. Обычно это 1/2 дюйма, но есть и на 3/4 и дюймовые.
При подключении стиральной и/или посудомоечной машины на шланг устанавливается тройник. Один свободный выход тройника идет на машину, на второй устанавливают компенсатор гидроудара.
Другие способы борьбы с гидроударом
Один из возможных вариантов нейтрализации гидроудара уже озвучивали — краны закрывать плавно. Но это не панацея, да и неудобно в наше стремительное время. И есть еще бытовая техника, ее не научишь. Хотя, некоторые производители учитывают этот момент, и последние модели делают с клапаном, который плавно перекрывает воду. Вот поэтому компенсаторы и нейтрализаторы становятся так популярны.
Компенсатор гидроудара — небольшое устройство (сравнение с латунным шаровым краном)
Бороться с гидроударом можно и другими методами:
- При разводке или реконструкции водопровода или отопления, перед источником гидроудара вставлять кусок эластичной трубы. Это армированный термостойкий каучук или пластика PPS. Длинна эластичной вставки — 20-40 см. Чем длиннее труба, тем длиннее вставка.
- Покупка бытовой техники и запорно-регулирующей арматуры с плавным ходом клапана. Если говорить об отоплении, часто наблюдаются проблемы с теплым водным полом. Не все сервомоторы работают плавно при закрытии потока. Выход — ставить термостаты/терморегуляторы с плавным ходом поршня.
- Использовать насосы с плавным пуском и остановом.
Так выглядят устройства защиты от гидроударов в системах отопления и водоснабжения
Гидроудар — действительно опасная для закрытой системы вещь. Он ломает радиаторы, разрывает трубы. Чтобы избежать проблем, лучше продумать меры борьбы заранее. Если все уже работает, но появились проблемы, разумнее и проще всего установить компенсаторы. Да, они недешевы, но ремонт обойдется дороже.
Производители, характеристики, цены
Лучше всего компенсатор гидроудара покупать известных фирм. Это не тот участок, где уместно экономить. Наибольшей популярностью пользуется несколько фирм:
- FAR. Компенсатор этой фирмы — без мембраны, с пружиной и запорным диском. Подсоединительная резьба 1/2″, максимальное давление 50 Бар, номинальное — 10 Бар. Температуру выдерживает до 100°C. Цена от 30 $.
- Uni Fitt. Та же конструкция с подпружиненным диском. Есть два варианта корпуса: латунный и латунный с никелевым покрытием. Подключение 1/2 дюйма. Максимальная температура 90°C, номинальное давление — 10 Бар, пиковое — 20 Бар. Длинна защищаемого трубопровода — 10 м. Цена от 15 $.
Одни и те же модели в разных магазинах продаются по разной цене
- Valtec (Валтек). Это гаситель гидроударов мембранного типа. Есть модели с подключенным через небольшой шаровой кран с манометром. При необходимости, открываем шаровый кран, проверяем давление в компенсаторе. Давление в камере 3,5 Бар, максимальное рабоче давление 10 Бар, максимальное компенсируемое — 20 Бар. Цена от 25$.
- CALEFFI (Калеффи). Эта фирма выпускает тарельчатые компенсаторы. Есть они обычные — с подключением 1/2 дюйма, есть под мойку 3/8″. Параметры можно назвать хорошими: рабочее давление не более 10 Бар, компенсировать могут до 40 Бар (под мойку до 30 Бар).
Есть и другие фирмы, но они не так популярны. некоторый из-за слишком завышенной цены, другие не завоевали доверие. Во всяком случае, пока.
Источник
