1/Concepto

El golpe de ariete también se llama golpe de ariete.Durante el transporte de agua (u otros líquidos), debido a la apertura o cierre repentino deVálvula de mariposa API, válvulas de compuerta, revise las válvulas yválvulas de bola.paradas repentinas de bombas de agua, apertura y cierre repentinos de paletas guía, etc., el caudal cambia repentinamente y la presión fluctúa significativamente.El efecto del golpe de ariete es un término vívido.Se refiere a un golpe de ariete severo causado por el impacto del flujo de agua en la tubería cuando se arranca y se detiene la bomba de agua.Porque dentro de la tubería de agua, la pared interior de la tubería es lisa y el agua fluye libremente.Cuando una válvula abierta se cierra repentinamente o se detiene la bomba de suministro de agua, el flujo de agua generará presión en la válvula y la pared de la tubería, principalmente en la válvula o bomba.Debido a que la pared de la tubería es lisa, bajo la acción de la inercia del flujo de agua posterior, la fuerza hidráulica alcanza rápidamente el máximo y produce efectos destructivos.Este es el “efecto golpe de ariete” en hidráulica, es decir, golpe de ariete positivo.Por el contrario, cuando se abre repentinamente una válvula cerrada o se pone en marcha la bomba de agua, también se producirá golpe de ariete, lo que se denomina golpe de ariete negativo, pero no es tan grande como el primero.El impacto de la presión hará que la pared de la tubería se esfuerce y produzca ruido, como si un martillo golpeara la tubería, por lo que se llama efecto de golpe de ariete.

2/Peligros

La presión instantánea generada por el golpe de ariete puede alcanzar docenas o incluso cientos de veces la presión de funcionamiento normal en la tubería.Estas grandes fluctuaciones de presión pueden provocar fuertes vibraciones o ruidos en el sistema de tuberías y dañar las juntas de las válvulas.Tiene un efecto muy perjudicial sobre el sistema de tuberías.Para evitar el golpe de ariete, el sistema de tuberías debe diseñarse correctamente para evitar que el caudal sea demasiado alto.Generalmente, el caudal diseñado de la tubería debe ser inferior a 3 m/s y es necesario controlar la velocidad de apertura y cierre de la válvula.
Debido a que la bomba arranca, se detiene y las válvulas se abren y cierran demasiado rápido, la velocidad del agua cambia drásticamente, especialmente el golpe de ariete causado por la parada repentina de la bomba, que puede dañar tuberías, bombas de agua y válvulas, y provocar que la bomba de agua se invierta y reduzca la presión de la red de tuberías.El efecto del golpe de ariete es extremadamente destructivo: si la presión es demasiado alta, provocará la rotura de la tubería.Por el contrario, si la presión es demasiado baja, provocará el colapso de la tubería y dañará las válvulas y fijaciones.En muy poco tiempo, el caudal de agua aumenta de cero al caudal nominal.Dado que los fluidos tienen energía cinética y un cierto grado de compresibilidad, grandes cambios en el caudal en un período de tiempo muy corto provocarán impactos de alta y baja presión en la tubería.

3/generar

Hay muchas razones para el golpe de ariete.Los factores comunes son los siguientes:

1. La válvula se abre o cierra repentinamente;

2. La unidad de bomba de agua se detiene o arranca repentinamente;

3. Una sola tubería transporta agua a un lugar alto (la diferencia de altura del terreno de suministro de agua supera los 20 metros);

4 .La elevación total (o presión de trabajo) de la bomba de agua es grande;

5. La velocidad del flujo de agua en la tubería de agua es demasiado grande;

6. La tubería de agua es demasiado larga y el terreno cambia mucho.
7. La construcción irregular es un peligro oculto en los proyectos de tuberías de suministro de agua.
(1) Por ejemplo, la producción de pilares de cemento para tes, codos, reductores y otras juntas no cumple con los requisitos.
De acuerdo con el "Reglamento técnico para la ingeniería de tuberías de suministro de agua de cloruro de polivinilo rígido enterrado", se deben instalar pilares de empuje de cemento en juntas como tes, codos, reductores y otras tuberías con un diámetro de ≥110 mm para evitar que la tubería se mueva.“Pilares de empuje de hormigón” No debe ser inferior al grado C15 y debe colarse en el sitio sobre los cimientos de suelo originales excavados y la pendiente de la zanja”.Algunas partes de la construcción no prestan suficiente atención al papel de los pilares de empuje.Clavan una estaca de madera o colocan una punta de hierro junto a la tubería para que actúe como muelle de empuje.A veces el volumen del muelle de cemento es demasiado pequeño o no se vierte sobre el suelo original.Por otro lado, algunos pilares de empuje no son lo suficientemente fuertes.Como resultado, durante la operación de la tubería, los pilares de empuje no pueden funcionar y se vuelven inútiles, lo que provoca que los accesorios de la tubería, como tes y codos, se desalineen y dañen.​
(2) La válvula de escape automática no está instalada o la posición de instalación no es razonable.
Según el principio de la hidráulica, las válvulas de escape automáticas deben diseñarse e instalarse en los puntos altos de las tuberías en zonas montañosas o colinas con grandes ondulaciones.Incluso en zonas planas con terreno ligeramente ondulado, las tuberías deben diseñarse artificialmente al cavar zanjas.Hay subidas y bajadas, subiendo o bajando de forma cíclica, la pendiente no es inferior a 1/500 y se diseñan 1-2 válvulas de escape en el punto más alto de cada kilómetro.​
Porque durante el proceso de transporte de agua en la tubería, el gas en la tubería se escapará y se acumulará en las partes elevadas de la tubería, incluso formando bloqueos de aire.Cuando el caudal de agua en la tubería fluctúa, las bolsas de aire formadas en las partes elevadas continuarán comprimiéndose y expandiéndose, y el gas será La presión generada después de la compresión es docenas o incluso cientos de veces mayor que la presión generada después el agua se comprime (cuenta pública: Pump Butler).En este momento, este tramo de tubería con peligros ocultos puede dar lugar a las siguientes situaciones:
• Después de que el agua pasa aguas arriba de la tubería, el agua que gotea desaparece aguas abajo.Esto se debe a que la bolsa de aire en la tubería bloquea el flujo de agua, provocando la separación de la columna de agua.​
• El gas comprimido en la tubería se comprime hasta el límite máximo y se expande rápidamente, provocando la ruptura de la tubería.​
• Cuando el agua de una fuente de agua alta se transporta aguas abajo a una cierta velocidad por flujo de gravedad, después de que la válvula aguas arriba se cierra rápidamente, debido a la inercia de la diferencia de altura y el caudal, la columna de agua en la tubería aguas arriba no se detiene inmediatamente. .Todavía se mueve a cierta velocidad.La velocidad fluye aguas abajo.En este momento, se forma un vacío en la tubería porque el aire no se puede reponer a tiempo, lo que hace que la presión negativa desinfle la tubería y se dañe.
(3) La zanja y el suelo de relleno no cumplen con las regulaciones.
Las trincheras no calificadas se ven a menudo en zonas montañosas, principalmente porque hay muchas piedras en determinadas zonas.Las trincheras se cavan manualmente o se bombardean con explosivos.El fondo de la zanja es muy irregular y sobresalen piedras afiladas.En este caso, de acuerdo con las normas pertinentes, se deben quitar las piedras del fondo de la zanja y se deben pavimentar más de 15 centímetros de arena antes de poder colocar la tubería.Sin embargo, los trabajadores de la construcción fueron irresponsables o tomaron atajos y colocaron directamente la arena sin adoquines o simbólicamente un poco de arena.La tubería se coloca sobre las piedras.Cuando se completa el relleno y se pone en funcionamiento el agua, debido al peso de la propia tubería, la presión vertical del suelo, la carga de los vehículos sobre la tubería y la superposición de la gravedad, ésta se sostiene sobre una o varias piedras elevadas afiladas. en el fondo de la tubería.Debido a una concentración excesiva de tensión, es muy probable que la tubería se dañe en este punto y se agriete en línea recta en este punto.Esto es lo que la gente suele llamar el "efecto de puntuación".​

4/Medidas

Existen muchas medidas de protección contra el golpe de ariete, pero se deben tomar diferentes medidas según las posibles causas del golpe de ariete.
1. Reducir el caudal de las tuberías de agua puede reducir la presión del golpe de ariete hasta cierto punto, pero aumentará el diámetro de las tuberías de agua y aumentará la inversión del proyecto.Al diseñar tuberías de agua, se debe considerar evitar jorobas o cambios drásticos de pendiente para reducir la longitud de la tubería de agua.Cuanto más larga sea la tubería, mayor será el valor del golpe de ariete cuando se detenga la bomba.De una estación de bombeo a dos estaciones de bombeo, se utiliza un pozo de succión de agua para conectar las dos estaciones de bombeo.
Golpe de ariete al parar la bomba

El llamado golpe de ariete por parada de la bomba se refiere al fenómeno de choque hidráulico causado por cambios repentinos en la velocidad del flujo en la bomba de agua y las tuberías de presión cuando la válvula se abre y se detiene debido a un corte repentino de energía u otras razones.Por ejemplo, una falla del sistema de energía o del equipo eléctrico, una falla ocasional de la unidad de la bomba de agua, etc. pueden hacer que la bomba centrífuga abra la válvula y se detenga, lo que resulta en un golpe de ariete cuando se detiene la bomba.El tamaño del golpe de ariete cuando se detiene la bomba está relacionado principalmente con la altura geométrica de la sala de bombas.Cuanto mayor sea la altura geométrica, mayor será el valor del golpe de ariete cuando se detiene la bomba.Por lo tanto, se debe seleccionar una altura de bomba razonable en función de las condiciones locales reales.

La presión máxima del golpe de ariete cuando se detiene una bomba puede alcanzar el 200% de la presión de trabajo normal, o incluso más, lo que puede destruir tuberías y equipos.Los accidentes generales provocan “fugas de agua” y cortes de agua;Los accidentes graves provocan que la sala de bombas se inunde, que se dañen los equipos y que se dañen las instalaciones.daños o incluso causar lesiones personales o la muerte.

Después de detener la bomba debido a un accidente, espere hasta que la tubería detrás de la válvula de retención esté llena de agua antes de arrancar la bomba.No abra completamente la válvula de salida de la bomba de agua al arrancar la bomba, de lo contrario se producirá un gran impacto de agua.En muchas estaciones de bombeo se producen a menudo accidentes graves por golpes de ariete.

2. Configurar el dispositivo de eliminación del golpe de ariete
(1) Uso de tecnología de control de voltaje constante
Se utiliza un sistema de control automático PLC para controlar la bomba con velocidad de frecuencia variable y para controlar automáticamente el funcionamiento de todo el sistema de la sala de bombas de suministro de agua.Dado que la presión de la red de tuberías de suministro de agua continúa cambiando con los cambios en las condiciones de trabajo, a menudo se produce baja presión o sobrepresión durante el funcionamiento del sistema, lo que puede causar fácilmente golpes de ariete, lo que provoca daños a las tuberías y equipos.Se utiliza un sistema de control automático PLC para controlar la red de tuberías.Detección de presión, control de retroalimentación del arranque y parada de la bomba de agua y ajuste de velocidad, control de caudal, y así mantener la presión en un determinado nivel.La presión del suministro de agua de la bomba se puede configurar controlando la microcomputadora para mantener el suministro de agua a presión constante y evitar fluctuaciones excesivas de presión.Se reduce la probabilidad de golpe de ariete.
(2) Instale el eliminador de golpe de ariete
Este dispositivo evita principalmente el golpe de ariete cuando la bomba está parada.Generalmente se instala cerca de la tubería de salida de la bomba de agua.Utiliza la presión de la propia tubería como energía para realizar una acción automática de baja presión.Es decir, cuando la presión en la tubería es inferior al valor de protección establecido, el puerto de drenaje se abrirá automáticamente para drenar el agua.El alivio de presión se utiliza para equilibrar la presión de las tuberías locales y evitar el impacto del golpe de ariete en los equipos y las tuberías.Los eliminadores generalmente se pueden dividir en dos tipos: mecánicos e hidráulicos.Los eliminadores mecánicos se restablecen manualmente después de la acción, mientras que los eliminadores hidráulicos se pueden restablecer automáticamente.
(3) Instale una válvula de retención de cierre lento en la tubería de salida de la bomba de agua de gran diámetro.

Puede eliminar eficazmente el golpe de ariete cuando se detiene la bomba, pero debido a que una cierta cantidad de agua volverá a fluir cuando la bomba se detenga.API 609Cuando se activa la válvula, el pozo de succión de agua debe tener un tubo de rebose.Hay dos tipos de válvulas de retención de cierre lento: tipo martillo y tipo almacenamiento de energía.Este tipo de válvula puede ajustar el tiempo de cierre de la válvula dentro de un cierto rango según sea necesario (bienvenido a seguir: Pump Butler).Generalmente, la válvula se cierra entre un 70 % y un 80 % entre 3 y 7 segundos después de un corte de energía.El tiempo de cierre restante del 20% al 30% se ajusta según las condiciones de la bomba de agua y la tubería, generalmente en el rango de 10 a 30 segundos.Vale la pena señalar que cuando hay un montículo en la tubería y se produce un golpe de ariete, la función de la válvula de retención de cierre lento es muy limitada.
(4) Instalar una torre reguladora de presión unidireccional
Se construye cerca de la estación de bombeo o en un lugar apropiado de la tubería, y la altura de la torre de compensación unidireccional es menor que la presión de la tubería allí.Cuando la presión en la tubería es menor que el nivel del agua en la torre, la torre reguladora de presión repone agua a la tubería para evitar que la columna de agua se rompa y evite el golpe de ariete.Sin embargo, su efecto reductor de presión en golpes de ariete distintos del golpe de ariete por parada de la bomba, como el golpe de ariete al cerrar la válvula, es limitado.Además, el funcionamiento de la válvula unidireccional utilizada en la torre reguladora de presión unidireccional debe ser absolutamente confiable.Una vez que la válvula falla, puede causar un gran golpe de ariete.
(5) Instale una tubería de derivación (válvula) en la estación de bombeo.
Cuando el sistema de bomba funciona normalmente, la válvula de retención está cerrada porque la presión del agua en el lado de presión de la bomba es mayor que la presión del agua en el lado de succión.Cuando un corte accidental de energía detiene repentinamente la bomba, la presión en la salida de la estación de bombeo de agua cae bruscamente, mientras que la presión en el lado de succión aumenta bruscamente.Bajo esta presión diferencial, el agua transitoria de alta presión en la tubería principal de succión de agua empuja para abrir la placa de la válvula de retención y fluye hacia el agua transitoria de baja presión en la tubería principal de agua a presión, lo que hace que aumente la baja presión del agua allí;por otro lado, la bomba de agua también reduce el aumento de presión del golpe de ariete en el lado de succión.De esta manera, se controlan el aumento del golpe de ariete y la caída de presión en ambos lados de la estación de bombeo de agua, reduciendo y previniendo efectivamente los riesgos de golpe de ariete.
(6) Configure una válvula de retención de etapas múltiples
En una tubería de agua larga, agregue uno o másrevisar válvulas, divida la tubería de agua en varias secciones e instale una válvula de retención en cada sección.Cuando el agua en la tubería de agua regresa durante el golpe de ariete, cada válvula de retención se cierra una tras otra para dividir el flujo de retrolavado en varias secciones.Dado que la cabeza hidrostática en cada sección de la tubería de agua (o sección de flujo de retrolavado) es bastante pequeña, el caudal de agua se reduce.Impulso de martillo.Esta medida de protección se puede utilizar eficazmente en situaciones en las que la diferencia geométrica de altura del suministro de agua es grande;pero no puede eliminar la posibilidad de separación de la columna de agua.Su mayor desventaja es: mayor consumo de energía de la bomba de agua durante el funcionamiento normal y mayores costos de suministro de agua.