Golpe de aríete no sistema de abastecimento de água e aquecimento: causas + medidas preventivas

Um dos principais problemas na operação de sistemas autônomos de aquecimento e abastecimento de água é a queda de pressão.O golpe de aríete no sistema de abastecimento de água e aquecimento de água resultante desta mudança repentina pode causar sérios danos. Ele precisa ser avisado, não concorda?

Diremos como prevenir o fenômeno e neutralizar suas consequências negativas, garantindo o funcionamento ininterrupto dos circuitos. Aqui você aprenderá quais métodos são usados ​​para eliminar o golpe de aríete em sistemas que transportam água para torneiras e dispositivos de aquecimento.

O artigo apresentado para revisão examina detalhadamente a natureza do golpe de aríete. As medidas preventivas são listadas para evitar a ocorrência de uma situação perigosa. Para uma compreensão visual deste difícil tópico, estão anexados diagramas, ilustrações fotográficas e vídeos.

O que é golpe de aríete?

O golpe de aríete é um aumento de pressão de curto prazo, mas significativo, em um sistema cheio de fluido. Esse fenômeno ocorre quando um fluxo de fluido colide com um obstáculo que aparece em seu caminho. Exemplos típicos da ocorrência de tais obstáculos incluem fechamento repentino de válvulas de corte, parada repentina da bomba, bloqueio de ar, etc.

Tendo encontrado um obstáculo, o fluxo de água por inércia continua a fluir na velocidade com que se movia antes do aparecimento do obstáculo.As primeiras camadas em contato com o obstáculo são compactadas na mesma velocidade devido à chegada das camadas subsequentes.

Devido à injeção constante de novas camadas de fluxo, a pressão aumenta rapidamente e o líquido “procura” uma forma de despejar sua parte para descarregá-la.

Uma situação semelhante ocorre quase sempre quando o fluxo é interrompido válvula de esfera ou uma válvula. À primeira vista, o fenômeno pode parecer inofensivo. É por isso que muitos proprietários não lhe dão muita atenção.

Mas, na verdade, se forem descobertos os pré-requisitos para um defeito iminente em tubos e conexões, vale a pena eliminá-lo o mais rápido possível. Afinal, devido ao golpe de aríete, surgem fissuras e fissuras no sistema de aquecimento, além de danos ao equipamento.

Este grave problema pode ser precedido de cliques e batidas, bem como de ruídos estranhos nas tubulações de abastecimento de água, acompanhados de um “rosnado” característico.

O clique ocorre predominantemente em locais onde tubos maiores estão conectados a tubos menores. A água que passa pelas suas paredes internas encontra um obstáculo, embora incompleto, mas ainda assim um obstáculo.

A ocorrência regular de golpe de aríete afeta negativamente o funcionamento do sistema, reduzindo significativamente sua vida útil

Em caso de emergência, podem sofrer o efeito do golpe de aríete:

• equipamento (a estanqueidade das tubulações é quebrada e os dispositivos de aquecimento são destruídos);
• propriedade (a água que flui de uma rede danificada inundará a casa e causará danos aos móveis);
• doméstico (se ocorrer uma violação no sistema de aquecimento, existe o perigo de queimaduras térmicas graves).

Segundo as estatísticas, a “maior parte” das falhas nas tubulações, totalizando cerca de 60%, ocorre devido ao golpe de aríete. Mais frequentemente, as consequências negativas deste efeito podem ser observadas em tubos desgastados e cobertos de corrosão.

As consequências dos choques hidrodinâmicos regulares podem ser imprevisíveis, e a mais comum entre elas é um avanço

Causa mais problemas em tubulações longas, por exemplo, ao instalar "piso quente", ao longo dos contornos dos quais circula um líquido aquecido a uma determinada temperatura.

O grau de dano depende muito da localização do obstáculo: se estiver no início de uma longa tubulação, o aumento da pressão será insignificante, mas se for no final será muito maior.

Na maioria das vezes, o efeito se manifesta quando tubos de diâmetros diferentes são usados ​​​​na instalação do sistema de aquecimento. Se tubos de “tamanhos diferentes” não forem levados a um “denominador” comum por meio de adaptadores, um aumento de pressão no sistema de aquecimento é inevitável. Nesta situação, para proteger o sistema, o circuito é equipado com uma válvula especial - um termostato.

Causas do golpe de aríete

A natureza física deste fenômeno reside na perda total ou redução significativa da vazão das tubulações de água, com o que a pressão do fluido no sistema aumenta.

Em casas onde as comunicações de engenharia foram mal projetadas e equipadas, muitas vezes você pode ouvir batidas e cliques característicos na tubulação.

Eles são uma manifestação externa do golpe de aríete e ocorrem quando a circulação do fluido em um sistema fechado para repentinamente e seu movimento também é retomado repentinamente.

Obstáculos naturais na tubulação geralmente são bolsas de ar, adaptadores de diâmetro maior para menor ou válvulas de corte instaladas

Se um obstáculo aparecer no caminho de um fluxo de água que se move a uma certa velocidade, sua velocidade de movimento diminui e o volume continua a aumentar. Não encontrando saída, forma uma onda reversa que, colidindo com o corpo d'água principal, aumenta a pressão no sistema. Às vezes pode atingir um limite de 20 Atm.

Devido ao aperto da rodovia, o volume acumulado não tem para onde ir, mas uma energia poderosa ainda se esforça para encontrar uma saída para o ambiente externo. A força de impacto resultante de tal colisão cria o perigo de ruptura do tubo, que não possui margem de segurança suficiente.

Por este motivo, para equipar o sistema, é necessário utilizar tubos de água e gás sem costura adaptados para redes de água que atendam ao GOST 3262-75, ou análogos de metal-plástico sob pressão fabricados de acordo com GOST 18599.

A partir do impacto permanente da energia hídrica, tanto a própria tubulação quanto os elementos rígidos do sistema começarão a entrar em colapso gradual ou rapidamente.

Os principais fatores que provocam a ocorrência de golpe de aríete em tubulações são:

• interrupções no funcionamento ou falha da bomba de circulação;
• presença de ar em circuito fechado do sistema;
• quedas de energia;
• em caso de fechamento repentino das válvulas de corte.

Um aumento de pressão de curto prazo em circuito fechado devido à injeção de fluido acima da norma prescrita pode ocorrer se, ao ligar a bomba, o impulsor começar a se mover em altas velocidades.

Recentemente, durante o acordo sistema de aquecimento autônomo Em vez de válvulas antigas e válvulas de gaveta, são cada vez mais utilizadas válvulas de esfera, cujo design não permite um funcionamento suave.

Sua capacidade de ter um efeito de ação rápida tem uma desvantagem, sendo uma das causas mais comuns de golpe de aríete.

Se o ar não for liberado do sistema ao iniciar o sistema, quando a válvula esférica se abre, ocorre uma colisão do ar com um líquido praticamente incompressível

Em termos de segurança, as válvulas de parafuso são mais preferíveis porque, devido ao desenrolamento gradual das caixas de mancal, garantem uma abertura/fechamento suave das válvulas de corte.

Uma situação semelhante ocorre quando o ar não é liberado do circuito antes de iniciar o sistema. Ao abrir a torneira, a água encontra um tampão de ar que, em sistema fechado, funciona como uma espécie de amortecedor pneumático.

Como evitar o problema?

A proteção adequada do sistema de abastecimento de água ajudará a reduzir a intensidade e neutralizar a influência do excesso de pressão.

Os mecanismos de proteção para sistemas autônomos contra golpe de aríete visam, na maioria dos casos, suavizar a força de fluxo da massa de água

Para evitar a criação de excesso de pressão de natureza única e permanente, tanto numa secção separada do circuito como em todo o sistema como um todo, são utilizadas uma série de medidas básicas.

Opção 1. Desligamento suave do sistema

Este é um dos principais requisitos na inicialização e desligamento de sistemas de dutos, claramente indicado nos documentos regulamentares.

O fato é que a energia do choque hidráulico, devido à elasticidade das paredes do tubo, não atua com toda a sua força ao mesmo tempo. Devido à compensação das deformações elásticas, é dividido em vários intervalos de tempo.

Portanto, com a mesma força total de impacto, a potência de impacto num determinado momento será significativamente reduzida. Ao ligar suavemente, o processo de aumento de pressão pode ser prolongado ao longo do tempo, minimizando danos significativos ao sistema.

Ao escolher válvulas de corte, deve-se dar preferência a produtos que tenham um período relativamente longo de corte de água

As torneiras, cujo projeto prevê um grande vão até o fechamento da água, são instaladas na fase de instalação do equipamento.

Opção 2. Aplicação de dispositivos automáticos

A automação deve ser configurada para ajustar suavemente a pressão estática no sistema. A instalação de bombas com controle automático de velocidade ou unidades controladas eletronicamente e equipadas com conversores de frequência integrados ajuda a obter o efeito desejado.

A utilização de sistemas automáticos permitirá controlar o fluxo do líquido, bem como ler leituras de sua pressão na tubulação

As bombas equipadas com controle automático de velocidade do motor são capazes de aumentar/diminuir suavemente a pressão no sistema. Neste caso, o software realiza simultaneamente duas tarefas: monitora as mudanças de pressão no abastecimento de água e ajusta automaticamente a pressão.

Métodos para modernização abrangente do sistema

Uma modernização abrangente do sistema envolve a instalação de equipamentos que visam neutralizar os efeitos do excesso de pressão.

Método 1. Aplicação de compensadores e amortecedores

Amortecedores e acumuladores hidráulicos desempenham simultaneamente três funções: coletar o líquido, eliminando o excesso de volume do sistema, e também ajudar a prevenir fenômenos indesejados.

Um dispositivo de compensação, cuja função é desempenhada por um acumulador hidráulico, é instalado no sentido do movimento da água nos intervalos do circuito de aquecimento onde existe uma grande probabilidade de oscilações de pressão no sistema.

Um acumulador ou amortecedor hidráulico é um frasco de aço com volume de até 30 litros, incluindo duas seções separadas por uma borracha ou membrana de borracha.

Quando ocorre excesso de pressão no sistema, a coluna d'água da primeira seção começa a pressionar a membrana separadora, fazendo com que ela se dobre na direção da câmara de ar

Quando a pressão aumenta, os choques hidráulicos são “jogados” no reservatório. Ao dobrar a membrana de borracha em direção à câmara de ar no momento em que a coluna de água sobe, consegue-se o efeito de aumentar artificialmente o volume do circuito.

Tubos feitos de borracha reforçada resistente ao calor ou plástico elástico são usados ​​​​como dispositivos de absorção de choque.

O material elástico dos dispositivos de absorção de choque absorve espontaneamente a energia do choque hidráulico no ponto onde a pressão atinge um valor crítico

Para obter o efeito desejado, basta utilizar um produto de 20 a 30 cm de comprimento.Se a tubulação for longa, a seção do amortecedor é aumentada em mais 10 cm.

Método #2.Instalação de válvula de segurança tipo diafragma

Uma válvula de segurança tipo diafragma é colocada na saída de uma tubulação próxima à bomba para liberar uma quantidade pré-determinada de água quando há excesso de pressão.

A válvula de segurança, equipada com uma vedação rígida que executa uma função de liberação rápida de pressão, é um fusível confiável para o sistema autônomo

Dependendo do fabricante e do tipo de modelo, a válvula de segurança é acionada por um comando elétrico do controlador ou por um dispositivo piloto de ação rápida.

O dispositivo é acionado quando a pressão ultrapassa um nível seguro, protegendo estação de bombeamento quando o equipamento para repentinamente. No momento de um aumento perigoso de pressão, ele abre completamente e, quando cai para um nível normal, o regulador fecha lentamente.

Método #3. Equipar uma válvula termostática com shunt

O shunt é um tubo estreito com folga de 0,2-0,4 mm, instalado na direção da circulação do refrigerante. A principal tarefa do elemento é gradualmente pressão mais baixa.

Um tubo estreito, cuja seção transversal não excede 0,2-0,4 mm, é colocado no lado onde o líquido entra no termostato

O método de bypass é usado quando arranjo de sistemas autônomos, cujo gasoduto é feito apenas de tubos novos. Isso se deve ao fato de que a presença de ferrugem e sedimentos em tubulações antigas pode reduzir a eficácia da manobra a “não”. Por este motivo, ao utilizar um shunt na entrada do circuito de aquecimento, recomenda-se a instalação de filtros de água eficientes.

Método #4. Usando um termostato de super segurança

É uma espécie de fusível que monitora a pressão no sistema e não permite que ele funcione após o indicador atingir um nível crítico. O dispositivo está equipado com um mecanismo de mola localizado entre a cabeça térmica e a válvula. O mecanismo de mola é acionado pelo excesso de pressão, evitando que a válvula feche completamente.

Esses termostatos são instalados estritamente na direção indicada na caixa.

Realizando trabalhos preventivos

Além de seguir rigorosamente as regras de operação de dutos, a implementação oportuna de medidas preventivas ajuda a prevenir acidentes. Afinal, todos os processos do sistema de abastecimento de água ou do circuito de aquecimento estão interligados. E o golpe de aríete é apenas a “gota” destrutiva final que pode levar a consequências negativas no contexto do estado técnico insatisfatório do sistema de abastecimento de água.

Vibrações na tubulação e mudanças de pressão contribuem para a formação de microfissuras na estrutura metálica. Os defeitos formados ao longo do tempo durante o início do golpe de aríete aparecem imediatamente em áreas de maior tensão interna: juntas mecânicas, dobras e costuras de soldagem.

A prevenção consiste no equilíbrio do sistema de aquecimento, que é realizado após a conclusão da instalação ou reparação do aquecimento numa habitação privada.

O principal conjunto de trabalhos realizados durante a prevenção:

• verificação de integridade do grupo de segurança: válvula de segurança, respiradouro e manômetro;
• verificando periodicamente a pressão atrás da membrana do tanque de expansão, e caso sejam detectados resultados insatisfatórios, seu ajuste;
• testando o sistema em busca de vazamentos e verificação do grau de desgaste dos tubos;
• rastreamento de posição da válvulaválvulas de corte e controle de vazamentos;
• verificando regularmente a condição dos filtrosque retêm partículas de incrustações, areia e ferrugem; se necessário, limpar e enxaguar os elementos;

Prevenção que visa manter o bom estado das canalizações e aquecedor, inclui tipos simples de trabalho. Mas você não deve ignorá-los. Afinal, isso pode levar a um desperdício significativo de dinheiro e tempo para reparos completos.

As medidas de proteção listadas são mais eficazes se forem aplicadas de forma abrangente. Mas graças a uma abordagem integrada para resolver o problema, você poderá neutralizar as consequências negativas e, assim, prolongar a vida útil do sistema.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo nº 1. Golpe de aríete, como acontece:

Vídeo nº 2. Teste da eficácia do amortecedor:

O golpe de aríete em um sistema de abastecimento de água é uma ocorrência comum que pode causar danos graves. E sua tarefa é resolver o problema o mais rápido possível. Afinal, se a situação se repetir, os elementos do sistema irão falhar em breve. E os reparos depois disso custarão muito mais.

Por favor, faça perguntas e escreva comentários no bloco abaixo. Estamos aguardando suas histórias sobre como você registrou um golpe de aríete no sistema ou percebeu suas consequências. Estou interessado na sua opinião sobre as informações apresentadas.