¿Qué es el golpe de ariete y cómo solucionarlo?

¿Qué es el golpe de ariete?

El golpe de ariete es cuando hay un corte repentino de energía o cuando la válvula se cierra demasiado rápido, debido a la inercia del flujo de agua a presión, se genera una onda de choque del flujo de agua, como un golpe de martillo, por eso se llama golpe de ariete. .La fuerza generada por las ondas de choque del flujo de agua, a veces tan grande, puede dañar válvulas y bombas.

Cuando una válvula abierta se cierra repentinamente, el agua fluye contra la válvula y la pared de la tubería, creando presión.Debido a la pared lisa de la tubería, el flujo de agua posterior alcanza rápidamente el máximo bajo la acción de la inercia y produce daños.Este es el “efecto golpe de ariete” en la mecánica de fluidos, es decir, golpe de ariete positivo.Este factor debe considerarse en la construcción de tuberías de suministro de agua.

Por el contrario, después de que la válvula cerrada se abre repentinamente, también producirá golpe de ariete, que se denomina golpe de ariete negativo.También tiene cierto poder destructivo, pero no es tan grande como el primero.Cuando la unidad de bomba de agua eléctrica pierde potencia repentinamente o se enciende, también provocará un golpe de presión y un efecto de golpe de ariete.La onda de choque de esta presión se propaga a lo largo de la tubería, lo que puede conducir fácilmente a una sobrepresión local de la tubería, lo que resulta en la ruptura de la tubería y daños al equipo.Por lo tanto, la protección contra el efecto de golpe de ariete se ha convertido en una de las tecnologías clave en la ingeniería de suministro de agua.
Condiciones para el golpe de ariete

1. La válvula se abre o cierra repentinamente;

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

3. Entrega de agua por tubería única a lugares altos (la diferencia de altura del terreno de suministro de agua supera los 20 metros);

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

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

6. La tubería de agua es demasiado larga y el terreno cambia mucho.

Los peligros del golpe de ariete

El aumento de presión causado por el golpe de ariete puede alcanzar varias veces o incluso decenas de veces la presión de trabajo normal de la tubería.Estas grandes fluctuaciones de presión causan daños al sistema de tuberías principalmente de la siguiente manera:

1. Provocar fuertes vibraciones en la tubería y desconexión de la junta de la tubería;

2. La válvula está dañada y la presión grave es demasiado alta como para provocar que la tubería explote y se reduce la presión de la red de suministro de agua;

3. Por el contrario, si la presión es demasiado baja, la tubería colapsará y la válvula y las piezas de fijación se dañarán;

4. Provocar que la bomba de agua retroceda, dañe el equipo o las tuberías en la sala de bombas, provoque que la sala de bombas se sumerja gravemente, cause bajas personales y otros accidentes importantes y afecte la producción y la vida útil.

Medidas de protección para eliminar o mitigar el golpe de ariete.

Existen muchas medidas de protección contra el golpe de ariete, pero es necesario tomar diferentes medidas según las posibles causas del golpe de ariete.

1. Reducir el caudal de la tubería de agua puede reducir la presión del golpe de ariete hasta cierto punto, pero aumentará el diámetro de la tubería de agua y aumentará la inversión del proyecto.Al tender las tuberías de agua, se debe tener en cuenta evitar jorobas o cambios drásticos de pendiente.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 golpe de ariete cuando se detenga la bomba.Por lo tanto, se debe seleccionar una altura de bomba razonable de acuerdo con las condiciones locales reales.Después de detener la bomba en 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 habrá un gran impacto de agua.La mayoría de los principales accidentes por golpe de ariete en muchas estaciones de bombeo se producen en estas circunstancias.

2. Configurar el dispositivo de eliminación del golpe de ariete

(1) Utilizando tecnología de control de presión constante:
Dado que la presión de la red de tuberías de suministro de agua cambia continuamente con el cambio de las condiciones de trabajo, a menudo se produce baja presión o sobrepresión durante el funcionamiento del sistema, lo que es propenso a sufrir golpes de ariete, lo que resulta en daños a las tuberías y equipos.El sistema de control automático se adopta para controlar la presión de la red de tuberías.La detección, el control de retroalimentación del arranque, la parada y el ajuste de velocidad de la bomba de agua, controlan el flujo y luego mantienen la presión a un cierto 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 posibilidad de martillo.

(2) Instale el eliminador de golpe de ariete

Este equipo previene 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 tubería misma como poder para realizar una acción automática de baja presión, es decir, cuando la presión en la tubería es inferior al valor de protección establecido, el drenaje se abrirá automáticamente y descargará agua.Alivio de presión para equilibrar la presión de las tuberías locales y evitar el impacto del golpe de ariete en equipos y tuberías.Generalmente, los eliminadores se pueden dividir en dos tipos: mecánicos e hidráulicos.reiniciar.

3) Instale una válvula de retención de cierre lento en el tubo de salida de la bomba de agua de gran calibre.

Puede eliminar eficazmente el golpe de ariete cuando se detiene la bomba, pero debido a que hay una cierta cantidad de reflujo de agua cuando se acciona la válvula, el pozo de succión debe tener una tubería de desbordamiento.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 las necesidades.Generalmente, del 70% al 80% de la válvula se cierra dentro de 3 a 7 s después del corte de energía, y el tiempo de cierre del 20% al 30% restante se ajusta de acuerdo con las condiciones de la bomba de agua y la tubería, generalmente en el rango de 10 a 30 s.Vale la pena señalar que la válvula de retención de cierre lento es muy efectiva cuando hay una joroba en la tubería para salvar el golpe de ariete.

(4) Configurar una torre de sobretensión 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 de compensación suministrará agua a la tubería para evitar que se rompa la columna de agua y evitar golpes de ariete.Sin embargo, su efecto despresurizante sobre el golpe de ariete distinto 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 de compensación unidireccional debe ser absolutamente confiable.Una vez que la válvula falla, puede provocar accidentes graves.

(5) Instalar 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 agua a presión de la bomba es mayor que la presión del agua en el lado de succión.Cuando un corte de energía detiene repentinamente la bomba, la presión en la salida de la estación de bombeo 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 es el agua transitoria de baja presión que empuja la placa de la válvula de retención y fluye hacia la tubería principal de agua a presión, y aumenta la baja presión del agua allí;por otro lado, la bomba de agua también se reduce. El golpe de ariete en el lado de succión también se reduce.De esta manera, se controla la subida y bajada del golpe de ariete en ambos lados de la estación de bombeo, reduciendo y previniendo eficazmente los riesgos de golpe de ariete.
(6) Establecer la válvula de retención de etapas múltiples

En la tubería de agua más larga, agregue una o más válvulas de retención, divida la tubería de agua en varias secciones y coloque una válvula de retención en cada sección.Cuando el agua en la tubería de agua regresa durante el proceso de golpe de ariete, las válvulas de retención se cierran 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 flujo 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: el consumo de energía de la bomba de agua aumenta durante el funcionamiento normal y aumenta el costo del suministro de agua.

(7) Se instalan dispositivos automáticos de escape y suministro de aire en el punto más alto de la tubería para reducir el impacto del golpe de ariete en la tubería.