1/संकल्पना

वॉटर हैमर को वॉटर हैमर भी कहा जाता है.पानी (या अन्य तरल पदार्थ) के परिवहन के दौरान अचानक खुलने या बंद होने के कारणएपीआई तितली वाल्व, द्वार का मुड़ने वाला फाटक, वेवल्स की जाँच करें औरगेंद वाल्व.पानी के पंपों का अचानक बंद हो जाना, गाइड वेन्स का अचानक खुलना और बंद होना आदि, प्रवाह दर अचानक बदल जाती है और दबाव में काफी उतार-चढ़ाव होता है।वॉटर हैमर इफ़ेक्ट एक ज्वलंत शब्द है।यह पानी के पंप को चालू और बंद करने पर पाइपलाइन पर पानी के प्रवाह के प्रभाव के कारण होने वाले गंभीर जल हथौड़ा को संदर्भित करता है।क्योंकि पानी के पाइप के अंदर पाइप की भीतरी दीवार चिकनी होती है और पानी स्वतंत्र रूप से बहता है।जब एक खुला वाल्व अचानक बंद हो जाता है या पानी की आपूर्ति पंप बंद हो जाता है, तो पानी का प्रवाह वाल्व और पाइप की दीवार, मुख्य रूप से वाल्व या पंप पर दबाव उत्पन्न करेगा।क्योंकि पाइप की दीवार चिकनी है, बाद के जल प्रवाह की जड़ता की कार्रवाई के तहत, हाइड्रोलिक बल जल्दी से अधिकतम तक पहुंच जाता है और विनाशकारी प्रभाव पैदा करता है।यह हाइड्रोलिक्स में "वॉटर हैमर इफ़ेक्ट" है, यानी सकारात्मक वॉटर हैमर।इसके विपरीत, जब एक बंद वाल्व अचानक खोला जाता है या पानी पंप शुरू किया जाता है, तो पानी का हथौड़ा भी होगा, जिसे नकारात्मक पानी का हथौड़ा कहा जाता है, लेकिन यह पहले जितना बड़ा नहीं होता है।दबाव के प्रभाव से पाइप की दीवार पर दबाव पड़ेगा और शोर पैदा होगा, जैसे पाइप पर हथौड़ा मारता है, इसलिए इसे वॉटर हैमर प्रभाव कहा जाता है।

2/खतरे

वॉटर हैमर द्वारा उत्पन्न तात्कालिक दबाव पाइपलाइन में सामान्य परिचालन दबाव के दर्जनों या सैकड़ों गुना तक पहुंच सकता है।इस तरह के बड़े दबाव के उतार-चढ़ाव से पाइपलाइन प्रणाली में मजबूत कंपन या शोर हो सकता है और वाल्व जोड़ों को नुकसान हो सकता है।इसका पाइपिंग सिस्टम पर बहुत हानिकारक प्रभाव पड़ता है।पानी के हथौड़े को रोकने के लिए, प्रवाह दर को बहुत अधिक होने से रोकने के लिए पाइपलाइन प्रणाली को सही ढंग से डिजाइन करने की आवश्यकता है।आम तौर पर, पाइप की डिज़ाइन की गई प्रवाह दर 3m/s से कम होनी चाहिए, और वाल्व खोलने और बंद करने की गति को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।
क्योंकि पंप को चालू किया जाता है, बंद किया जाता है, और वाल्व बहुत तेजी से खोले और बंद किए जाते हैं, पानी की गति में भारी बदलाव होता है, विशेष रूप से पंप के अचानक बंद होने के कारण पानी का हथौड़ा, जो पाइपलाइनों, पानी पंपों और वाल्वों को नुकसान पहुंचा सकता है, और पानी के पंप को उल्टा कर दें और पाइप नेटवर्क का दबाव कम कर दें।पानी के हथौड़े का प्रभाव अत्यंत विनाशकारी होता है: यदि दबाव बहुत अधिक है, तो इससे पाइप फट जाएगा।इसके विपरीत, यदि दबाव बहुत कम है, तो इससे पाइप ढह जाएगा और वाल्व और फिक्सिंग को नुकसान होगा।बहुत ही कम समय में जल प्रवाह दर शून्य से बढ़कर रेटेड प्रवाह दर हो जाती है।चूंकि तरल पदार्थों में गतिज ऊर्जा और एक निश्चित डिग्री की संपीड़ितता होती है, बहुत कम समय में प्रवाह दर में भारी बदलाव से पाइपलाइन पर उच्च और निम्न दबाव प्रभाव पड़ेगा।

3/जनरेट करें

वॉटर हैमर के कई कारण हैं।सामान्य कारक इस प्रकार हैं:

1. वाल्व अचानक खुलता या बंद होता है;

2. जल पंप इकाई अचानक बंद या चालू हो जाती है;

3. एक एकल पाइप पानी को ऊंचे स्थान तक पहुंचाता है (जल आपूर्ति क्षेत्र की ऊंचाई का अंतर 20 मीटर से अधिक है);

4 .जल पंप की कुल लिफ्ट (या कार्यशील दबाव) बड़ी है;

5. जल पाइपलाइन में जल प्रवाह वेग बहुत बड़ा है;

6. पानी की पाइपलाइन बहुत लंबी है और इलाके में काफी बदलाव आता है।
7. जल आपूर्ति पाइपलाइन परियोजनाओं में अनियमित निर्माण एक छिपा हुआ खतरा है
(1) उदाहरण के लिए, टीज़, एल्बो, रेड्यूसर और अन्य जोड़ों के लिए सीमेंट थ्रस्ट पियर्स का उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है।
"दफन कठोर पॉलीविनाइल क्लोराइड जल आपूर्ति पाइपलाइन इंजीनियरिंग के लिए तकनीकी विनियम" के अनुसार, पाइपलाइन को हिलने से रोकने के लिए ≥110 मिमी के व्यास के साथ टीज़, कोहनी, रेड्यूसर और अन्य पाइप जैसे जोड़ों पर सीमेंट थ्रस्ट पियर्स स्थापित किए जाने चाहिए।"कंक्रीट थ्रस्ट पियर्स" यह C15 ग्रेड से कम नहीं होना चाहिए, और इसे खोदी गई मूल मिट्टी की नींव और खाई ढलान पर साइट पर डाला जाना चाहिए।कुछ निर्माण पार्टियाँ थ्रस्ट पियर्स की भूमिका पर पर्याप्त ध्यान नहीं देती हैं।वे थ्रस्ट पियर के रूप में कार्य करने के लिए पाइपलाइन के बगल में एक लकड़ी का खंभा लगाते हैं या एक लोहे का शूल ठोकते हैं।कभी-कभी सीमेंट के ढेर का आयतन बहुत छोटा होता है या मूल मिट्टी पर नहीं डाला जाता है।दूसरी ओर, कुछ थ्रस्ट पियर्स पर्याप्त मजबूत नहीं हैं।परिणामस्वरूप, पाइपलाइन संचालन के दौरान, थ्रस्ट पियर्स काम नहीं कर पाते हैं और बेकार हो जाते हैं, जिससे टीज़ और एल्बो जैसी पाइप फिटिंग गलत तरीके से संरेखित हो जाती हैं और क्षतिग्रस्त हो जाती हैं।​
(2) स्वचालित निकास वाल्व स्थापित नहीं है या स्थापना की स्थिति अनुचित है।
हाइड्रोलिक्स के सिद्धांत के अनुसार, स्वचालित निकास वाल्वों को पहाड़ी क्षेत्रों या बड़े उतार-चढ़ाव वाली पहाड़ियों में पाइपलाइनों के ऊंचे बिंदुओं पर डिजाइन और स्थापित किया जाना चाहिए।यहां तक ​​कि छोटे उतार-चढ़ाव वाले मैदानी इलाकों में भी, खाइयां खोदते समय पाइपलाइनों को कृत्रिम रूप से डिजाइन किया जाना चाहिए।इसमें उतार-चढ़ाव होते हैं, चक्रीय तरीके से बढ़ते या गिरते हैं, ढलान 1/500 से कम नहीं है, और प्रत्येक किलोमीटर के उच्चतम बिंदु पर 1-2 निकास वाल्व डिज़ाइन किए गए हैं।​
क्योंकि पाइपलाइन में जल परिवहन की प्रक्रिया के दौरान, पाइपलाइन में गैस निकल जाएगी और पाइपलाइन के उभरे हुए हिस्सों में जमा हो जाएगी, यहां तक ​​कि वायु अवरोध भी बन जाएगा।जब पाइपलाइन में पानी के प्रवाह की दर में उतार-चढ़ाव होता है, तो उभरे हुए हिस्सों में बनी हवा की जेबें संपीड़ित और विस्तारित होती रहेंगी, और गैस संपीड़न के बाद उत्पन्न दबाव दर्जनों या सैकड़ों गुना अधिक होगा। पानी संपीड़ित है (सार्वजनिक खाता: पंप बटलर)।इस समय, छिपे हुए खतरों वाली पाइपलाइन का यह खंड निम्नलिखित स्थितियों को जन्म दे सकता है:
• पानी को पाइप के ऊपर की ओर प्रवाहित करने के बाद, टपकता पानी नीचे की ओर गायब हो जाता है।ऐसा इसलिए है क्योंकि पाइप में एयर बैग पानी के प्रवाह को अवरुद्ध कर देता है, जिससे पानी का स्तंभ अलग हो जाता है।​
• पाइपलाइन में संपीड़ित गैस अधिकतम सीमा तक संपीड़ित होती है और तेजी से फैलती है, जिससे पाइपलाइन टूट जाती है।​
• जब किसी उच्च जल स्रोत से पानी को गुरुत्वाकर्षण प्रवाह द्वारा एक निश्चित गति से नीचे की ओर ले जाया जाता है, तो अपस्ट्रीम वाल्व जल्दी से बंद होने के बाद, ऊंचाई अंतर और प्रवाह दर की जड़ता के कारण, अपस्ट्रीम पाइप में पानी का स्तंभ तुरंत बंद नहीं होता है .यह अभी भी एक निश्चित गति से चलता है।गति नीचे की ओर बहती है।इस समय, पाइपलाइन में एक वैक्यूम बन जाता है क्योंकि समय पर हवा की भरपाई नहीं की जा सकती है, जिससे पाइपलाइन नकारात्मक दबाव से ख़राब हो जाती है और क्षतिग्रस्त हो जाती है।
(3) खाई और बैकफ़िल मिट्टी नियमों को पूरा नहीं करती है।
पहाड़ी क्षेत्रों में अक्सर अयोग्य खाइयाँ देखी जाती हैं, इसका मुख्य कारण यह है कि कुछ क्षेत्रों में बहुत सारे पत्थर होते हैं।खाइयों को मैन्युअल रूप से खोदा जाता है या विस्फोटकों से विस्फोट किया जाता है।खाई का तल गंभीर रूप से असमान है और इसमें नुकीले पत्थर निकले हुए हैं।इसका सामना करते समय, इस मामले में, प्रासंगिक नियमों के अनुसार, खाई के नीचे के पत्थरों को हटा दिया जाना चाहिए और पाइपलाइन बिछाने से पहले 15 सेंटीमीटर से अधिक रेत को पक्का किया जाना चाहिए।हालाँकि, निर्माण श्रमिक गैर-जिम्मेदार थे या उन्होंने किनारे काट दिए और बिना रेत बिछाए या प्रतीकात्मक रूप से कुछ रेत बिछाए बिना सीधे रेत बिछा दी।पत्थरों के ऊपर पाइपलाइन बिछाई गई है.जब बैकफिल पूरा हो जाता है और पानी को चालू कर दिया जाता है, तो पाइपलाइन के वजन, ऊर्ध्वाधर पृथ्वी के दबाव, पाइपलाइन पर वाहन के भार और गुरुत्वाकर्षण के सुपरपोजिशन के कारण, इसे एक या कई तेज उभरे हुए पत्थरों द्वारा समर्थित किया जाता है। पाइपलाइन के तल पर., अत्यधिक तनाव एकाग्रता, इस बिंदु पर पाइपलाइन के क्षतिग्रस्त होने और इस बिंदु पर एक सीधी रेखा में दरार पड़ने की बहुत संभावना है।इसे लोग अक्सर "स्कोरिंग प्रभाव" कहते हैं।​

4/उपाय

वॉटर हैमर के लिए कई सुरक्षात्मक उपाय हैं, लेकिन वॉटर हैमर के संभावित कारणों के अनुसार अलग-अलग उपाय किए जाने की आवश्यकता है।
1. जल पाइपलाइनों की प्रवाह दर को कम करने से कुछ हद तक जल हथौड़ा दबाव कम हो सकता है, लेकिन इससे जल पाइपलाइनों का व्यास बढ़ जाएगा और परियोजना निवेश में वृद्धि होगी।पानी की पाइपलाइन बिछाते समय, पानी की पाइपलाइन की लंबाई कम करने के लिए ढलान में उभार या भारी बदलाव से बचने पर विचार किया जाना चाहिए।पाइपलाइन जितनी लंबी होगी, पंप बंद होने पर वॉटर हैमर का मूल्य उतना अधिक होगा।एक पंपिंग स्टेशन से दो पंपिंग स्टेशनों तक, दो पंपिंग स्टेशनों को जोड़ने के लिए एक जल सक्शन कुएं का उपयोग किया जाता है।
पंप बंद होने पर पानी का हथौड़ा

तथाकथित पंप-स्टॉप वॉटर हैमर हाइड्रोलिक शॉक घटना को संदर्भित करता है जो पानी पंप और दबाव पाइप में प्रवाह वेग में अचानक परिवर्तन के कारण होता है जब वाल्व अचानक बिजली आउटेज या अन्य कारणों से खोला और बंद किया जाता है।उदाहरण के लिए, बिजली प्रणाली या विद्युत उपकरण की विफलता, पानी पंप इकाई की कभी-कभी विफलता आदि के कारण केन्द्रापसारक पंप वाल्व को खोल सकता है और बंद हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप पंप बंद होने पर पानी का हथौड़ा चल सकता है।पंप बंद होने पर पानी के हथौड़े का आकार मुख्य रूप से पंप कक्ष के ज्यामितीय शीर्ष से संबंधित होता है।ज्यामितीय शीर्ष जितना ऊंचा होगा, पंप बंद होने पर पानी के हथौड़े का मूल्य उतना ही अधिक होगा।इसलिए, वास्तविक स्थानीय परिस्थितियों के आधार पर एक उचित पंप हेड का चयन किया जाना चाहिए।

पंप बंद होने पर वॉटर हैमर का अधिकतम दबाव सामान्य कामकाजी दबाव के 200% या इससे भी अधिक तक पहुंच सकता है, जो पाइपलाइनों और उपकरणों को नष्ट कर सकता है।सामान्य दुर्घटनाएँ "जल रिसाव" और जल निकासी का कारण बनती हैं;गंभीर दुर्घटनाओं के कारण पंप रूम में पानी भर जाता है, उपकरण क्षतिग्रस्त हो जाते हैं और सुविधाएं क्षतिग्रस्त हो जाती हैं।क्षति पहुंचाना या यहां तक ​​कि व्यक्तिगत चोट या मृत्यु का कारण बनना।

किसी दुर्घटना के कारण पंप बंद होने के बाद, पंप शुरू करने से पहले तब तक प्रतीक्षा करें जब तक चेक वाल्व के पीछे का पाइप पानी से भर न जाए।पंप शुरू करते समय पानी पंप आउटलेट वाल्व को पूरी तरह से न खोलें, अन्यथा पानी का बड़ा प्रभाव होगा।ऐसी परिस्थितियों में अक्सर कई पंपिंग स्टेशनों में बड़ी जल हथौड़ा दुर्घटनाएँ होती हैं।

2. वॉटर हैमर उन्मूलन उपकरण स्थापित करें
(1) निरंतर वोल्टेज नियंत्रण प्रौद्योगिकी का उपयोग करना
एक पीएलसी स्वचालित नियंत्रण प्रणाली का उपयोग परिवर्तनीय आवृत्ति गति के साथ पंप को नियंत्रित करने और संपूर्ण जल आपूर्ति पंप कक्ष प्रणाली के संचालन को स्वचालित रूप से नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।चूंकि जल आपूर्ति पाइपलाइन नेटवर्क का दबाव कामकाजी परिस्थितियों में बदलाव के साथ बदलता रहता है, सिस्टम संचालन के दौरान अक्सर कम दबाव या अधिक दबाव होता है, जो आसानी से पानी के हथौड़ा का कारण बन सकता है, जिससे पाइपलाइनों और उपकरणों को नुकसान हो सकता है।पाइप नेटवर्क को नियंत्रित करने के लिए एक पीएलसी स्वचालित नियंत्रण प्रणाली का उपयोग किया जाता है।दबाव का पता लगाना, पानी पंप की शुरुआत और समाप्ति का फीडबैक नियंत्रण और गति समायोजन, प्रवाह का नियंत्रण, और इस प्रकार दबाव को एक निश्चित स्तर पर बनाए रखना।निरंतर दबाव वाली जल आपूर्ति बनाए रखने और अत्यधिक दबाव के उतार-चढ़ाव से बचने के लिए पंप के जल आपूर्ति दबाव को माइक्रो कंप्यूटर को नियंत्रित करके सेट किया जा सकता है।वॉटर हैमर की संभावना कम हो गई है.
(2) वॉटर हैमर एलिमिनेटर स्थापित करें
यह उपकरण मुख्य रूप से पंप बंद होने पर पानी के हथौड़े को रोकता है।यह आम तौर पर पानी पंप के आउटलेट पाइप के पास स्थापित किया जाता है।यह कम दबाव वाली स्वचालित कार्रवाई को साकार करने के लिए पाइप के दबाव को ही शक्ति के रूप में उपयोग करता है।यानी, जब पाइप में दबाव निर्धारित सुरक्षा मूल्य से कम होगा, तो पानी निकालने के लिए ड्रेन पोर्ट स्वचालित रूप से खुल जाएगा।दबाव राहत का उपयोग स्थानीय पाइपलाइनों के दबाव को संतुलित करने और उपकरण और पाइपलाइनों पर पानी के हथौड़े के प्रभाव को रोकने के लिए किया जाता है।एलिमिनेटर को आम तौर पर दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: मैकेनिकल और हाइड्रोलिक।मैकेनिकल एलिमिनेटर को कार्रवाई के बाद मैन्युअल रूप से बहाल किया जाता है, जबकि हाइड्रोलिक एलिमिनेटर को स्वचालित रूप से रीसेट किया जा सकता है।
(3) बड़े व्यास वाले पानी पंप आउटलेट पाइप पर धीमी गति से बंद होने वाला चेक वाल्व स्थापित करें

पंप बंद होने पर यह पानी के हथौड़े को प्रभावी ढंग से खत्म कर सकता है, लेकिन क्योंकि पंप बंद होने पर एक निश्चित मात्रा में पानी वापस बह जाएगाएपीआई 609वाल्व सक्रिय है, पानी सक्शन कुएं में एक अतिप्रवाह पाइप होना चाहिए।धीमी गति से बंद होने वाले चेक वाल्व दो प्रकार के होते हैं: हथौड़ा प्रकार और ऊर्जा भंडारण प्रकार।इस प्रकार का वाल्व आवश्यकतानुसार एक निश्चित सीमा के भीतर वाल्व बंद होने के समय को समायोजित कर सकता है (अनुसरण करने के लिए आपका स्वागत है: पंप बटलर)।आम तौर पर, बिजली बंद होने के बाद वाल्व 3 से 7 सेकंड के भीतर 70% से 80% बंद हो जाता है।शेष 20% से 30% समापन समय को पानी पंप और पाइपलाइन की स्थितियों के अनुसार समायोजित किया जाता है, आमतौर पर 10 से 30 सेकंड की सीमा में।यह ध्यान देने योग्य है कि जब पाइपलाइन में कूबड़ होता है और पानी का हथौड़ा होता है, तो धीमी गति से बंद होने वाले चेक वाल्व की भूमिका बहुत सीमित होती है।
(4) एक तरफ़ा दबाव नियामक टावर स्थापित करें
इसे पंपिंग स्टेशन के पास या पाइपलाइन पर उचित स्थान पर बनाया गया है, और वन-वे सर्ज टावर की ऊंचाई वहां पाइपलाइन के दबाव से कम है।जब पाइपलाइन में दबाव टावर में पानी के स्तर से कम होता है, तो दबाव को नियंत्रित करने वाला टावर पानी के स्तंभ को टूटने से बचाने और पानी के हथौड़े को पाटने के लिए पाइपलाइन में पानी की आपूर्ति करता है।हालाँकि, पंप-स्टॉप वॉटर हैमर, जैसे वाल्व-क्लोजिंग वॉटर हैमर के अलावा अन्य वॉटर हैमर पर इसका दबाव कम करने वाला प्रभाव सीमित है।इसके अलावा, वन-वे प्रेशर रेगुलेटिंग टावर में उपयोग किए जाने वाले वन-वे वाल्व का प्रदर्शन बिल्कुल विश्वसनीय होना चाहिए।एक बार जब वाल्व विफल हो जाता है, तो यह एक बड़े पानी के हथौड़े का कारण बन सकता है।
(5) पंप स्टेशन में बायपास पाइप (वाल्व) स्थापित करें
जब पंप प्रणाली सामान्य रूप से काम कर रही होती है, तो चेक वाल्व बंद कर दिया जाता है क्योंकि पंप के दबाव वाले हिस्से पर पानी का दबाव सक्शन पक्ष पर पानी के दबाव से अधिक होता है।जब आकस्मिक बिजली कटौती से पंप अचानक बंद हो जाता है, तो जल पंप स्टेशन के आउटलेट पर दबाव तेजी से कम हो जाता है, जबकि चूषण पक्ष पर दबाव तेजी से बढ़ जाता है।इस अंतर दबाव के तहत, जल सक्शन मुख्य पाइप में क्षणिक उच्च दबाव वाला पानी चेक वाल्व वाल्व प्लेट को खोलता है और दबाव वाले जल मुख्य पाइप में क्षणिक निम्न दबाव वाले पानी में प्रवाहित होता है, जिससे वहां कम पानी का दबाव बढ़ जाता है;दूसरी ओर, पानी पंप में चूषण पक्ष पर पानी के हथौड़े का दबाव बढ़ना भी कम हो गया है।इस तरह, जल पंप स्टेशन के दोनों किनारों पर जल हथौड़ा वृद्धि और दबाव ड्रॉप को नियंत्रित किया जाता है, जिससे जल हथौड़ा के खतरों को प्रभावी ढंग से कम किया जाता है और रोका जाता है।
(6) एक मल्टी-स्टेज चेक वाल्व स्थापित करें
लंबी जल पाइपलाइन में, एक या अधिक जोड़ेंजांच कपाट, पानी की पाइपलाइन को कई खंडों में विभाजित करें, और प्रत्येक खंड पर एक चेक वाल्व स्थापित करें।जब वॉटर हैमर के दौरान पानी के पाइप में पानी वापस बहता है, तो बैकफ्लश प्रवाह को कई खंडों में विभाजित करने के लिए प्रत्येक चेक वाल्व को एक के बाद एक बंद कर दिया जाता है।चूंकि पानी के पाइप (या बैकफ्लश प्रवाह अनुभाग) के प्रत्येक अनुभाग में हाइड्रोस्टैटिक हेड काफी छोटा है, इसलिए जल प्रवाह दर कम हो जाती है।हथौड़ा बढ़ावा.इस सुरक्षात्मक उपाय का उपयोग उन स्थितियों में प्रभावी ढंग से किया जा सकता है जहां ज्यामितीय जल आपूर्ति ऊंचाई का अंतर बड़ा है;लेकिन यह जल स्तंभ के पृथक्करण की संभावना को समाप्त नहीं कर सकता।इसका सबसे बड़ा नुकसान है: सामान्य संचालन के दौरान जल पंप की बिजली की खपत में वृद्धि और जल आपूर्ति लागत में वृद्धि।