1/개념

수격 현상은 수격 현상이라고도 합니다. 물(또는 다른 액체)을 운반하는 동안, 급격하게 열리거나 닫히는 현상으로 인해API 버터플라이 밸브, 게이트 밸브, 밸브를 확인하고볼 밸브. 급수 펌프의 급정지, 가이드 베인의 급개폐 등으로 유량이 급격히 변하고 압력이 크게 변동합니다. 수격 현상은 생생하게 표현되는 용어입니다. 이는 급수 펌프의 시동 및 정지 시 배관에 물의 흐름이 가해져 발생하는 심각한 수격 현상을 말합니다. 급수관 내부는 배관 내벽이 매끄럽고 물이 자유롭게 흐르기 때문입니다. 열린 밸브가 갑자기 닫히거나 급수 펌프가 정지하면 물의 흐름이 밸브와 배관 벽, 특히 밸브나 펌프에 압력을 발생시킵니다. 배관 벽이 매끄럽기 때문에 후속 물 흐름의 관성 작용으로 유압력이 빠르게 최대치에 도달하여 파괴적인 효과를 냅니다. 이를 유압학에서 "수격 현상", 즉 정(正)수격 현상이라고 합니다. 반대로 닫힌 밸브가 갑자기 열리거나 급수 펌프가 시동될 때도 수격 현상이 발생하는데, 이를 부(負)수격 현상이라고 하지만 전자만큼 크지는 않습니다. 압력 충격으로 인해 파이프 벽에 응력이 가해지고 소음이 발생하는데, 이는 파이프를 망치로 두드리는 것과 같습니다. 이를 수격 현상이라고 합니다.

2/위험

수격 현상으로 인해 발생하는 순간적인 압력은 파이프라인 정상 작동 압력의 수십 배 또는 수백 배에 달할 수 있습니다. 이러한 큰 압력 변동은 파이프라인 시스템에 강한 진동이나 소음을 유발하고 밸브 조인트를 손상시킬 수 있습니다. 이는 배관 시스템에 매우 심각한 손상을 초래합니다. 수격 현상을 방지하려면 유량이 과도하지 않도록 파이프라인 시스템을 정확하게 설계해야 합니다. 일반적으로 배관의 설계 유량은 3m/s 미만이어야 하며, 밸브 개폐 속도는 제어되어야 합니다.
펌프가 너무 빨리 시동, 정지되고 밸브가 열리고 닫히면 물의 속도가 급격히 변합니다.특히 펌프의 갑작스러운 정지로 인해 발생하는 수격 현상은 파이프라인, 워터 펌프 및 밸브를 손상시키고 워터 펌프가 역전되어 파이프 네트워크의 압력을 감소시킬 수 있습니다.수격 현상은 매우 파괴적입니다.압력이 너무 높으면 파이프가 파열됩니다.반대로 압력이 너무 낮으면 파이프가 붕괴되어 밸브와 고정 장치가 손상됩니다.매우 짧은 시간 내에 물의 유량은 0에서 정격 유량으로 증가합니다.유체는 운동 에너지와 어느 정도의 압축성을 가지고 있기 때문에 매우 짧은 시간 내에 유량이 크게 변하면 파이프라인에 고압 및 저압 영향이 발생합니다.

3/생성하다

수격 현상이 발생하는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 일반적인 원인은 다음과 같습니다.

1. 밸브가 갑자기 열리거나 닫힙니다.

2. 워터펌프 유닛이 갑자기 멈추거나 시작합니다.

3. 단일 파이프로 높은 곳까지 물을 수송합니다(급수 지형의 높이 차이가 20m 이상).

4. 워터 펌프의 총 양정(또는 작동 압력)이 크다.

5. 수도관 내의 물의 흐름 속도가 너무 빠르다.

6. 수도관이 너무 길고 지형이 크게 변한다.
7. 불규칙한 공사는 상수도 파이프라인 프로젝트의 숨겨진 위험입니다.
(1) 예를 들어 티, 엘보, 리듀서 및 기타 조인트용 시멘트 추력 교각의 생산은 요구 사항을 충족하지 못합니다.
"매설 경질 폴리염화비닐 상수도관로 공사 기술 규정"에 따르면, 티, 엘보, 리듀서 등 직경 110mm 이상의 배관 연결부에는 시멘트 추력 교각을 설치하여 배관의 이동을 방지해야 합니다. "콘크리트 추력 교각"은 C15 등급 이상이어야 하며, 굴착된 원지반 및 트렌치 경사면에 현장 타설해야 합니다. 일부 시공 업체는 추력 교각의 역할에 충분한 주의를 기울이지 않습니다. 나무 말뚝을 박거나 쇠갈고리를 파이프라인 옆에 쐐기로 고정하여 추력 교각 역할을 하게 합니다. 시멘트 교각의 부피가 너무 작거나 원래 토양에 타설되지 않은 경우도 있습니다. 반면, 일부 추력 교각은 강도가 부족하여 파이프라인 작업 중 추력 교각이 제 기능을 하지 못하고 쓸모없게 되어 티(Tee)나 엘보(Elbow)와 같은 배관 부속품의 정렬이 맞지 않아 손상되는 경우도 있습니다.
(2) 자동배기밸브가 설치되지 않았거나 설치위치가 부적합하다.
유압 원리에 따라, 자동 배기 밸브는 기복이 심한 산악 지역이나 구릉 지대의 파이프라인 고지대에 설계 및 설치해야 합니다. 평야 지역이나 기복이 작은 지형에서도 도랑을 파는 경우 파이프라인은 인공적으로 설계해야 합니다. 파이프라인은 주기적으로 오르내리며, 경사도는 1/500 이상이어야 하며, 1km마다 가장 높은 지점에 1~2개의 배기 밸브를 설계해야 합니다.
파이프라인 내 물 수송 과정에서 파이프라인 내 가스가 누출되어 파이프라인의 높은 부분에 축적되고, 심지어 공기가 막히기도 합니다. 파이프라인 내 물의 유량이 변동하면 높은 부분에 형성된 공기 주머니가 계속 압축되고 팽창하여 가스가 압축됩니다. 압축 후 생성되는 압력은 물을 압축한 후 생성되는 압력보다 수십 배, 심지어 수백 배 더 높습니다(공개 계정: Pump Butler). 이때, 이 파이프라인 구간의 숨겨진 위험은 다음과 같은 상황으로 이어질 수 있습니다.
• 파이프 상류로 물이 흐르면, 떨어지는 물은 하류로 사라집니다. 이는 파이프 내부의 공기주머니가 물의 흐름을 막아 수주 분리를 유발하기 때문입니다.
• 파이프라인 내의 압축가스가 최대 한도까지 압축되고 급격히 팽창하여 파이프라인이 파열됩니다.
• 높은 수원으로부터 중력류에 의해 일정 속도로 하류로 이동될 때, 상류 밸브가 급히 닫힌 후에도 높이 차이와 유량의 관성으로 인해 상류 배관의 수주는 즉시 멈추지 않고 일정 속도로 흐릅니다. 이 속도는 하류로 흐릅니다. 이때 공기가 제때 보충되지 않아 배관 내부에 진공이 형성되고, 부압으로 인해 배관이 수축되어 파손됩니다.
(3) 트렌치 및 매립토가 규정에 적합하지 않습니다.
산악 지역에서는 특정 지역에 돌이 많기 때문에 부적합한 도랑이 자주 발견됩니다. 도랑은 손으로 파거나 폭파하여 파냅니다. 도랑 바닥은 심하게 고르지 않고 날카로운 돌이 튀어나와 있습니다. 이러한 문제가 발생하면 관련 규정에 따라 도랑 바닥의 돌을 제거하고 15cm 이상의 모래를 다져야 파이프라인을 설치할 수 있습니다. 그러나 건설 노동자들은 무책임하게도 모래를 다지지 않고, 모래를 다지지 않고, 상징적으로 모래를 다지지 않고 모래를 바로 다져 놓았습니다. 파이프라인은 돌 위에 설치됩니다. 되메우기가 완료되고 물이 공급되면 파이프라인 자체의 무게, 수직 토압, 파이프라인에 가해지는 차량 하중, 그리고 중력의 중첩으로 인해 파이프라인 바닥에 하나 또는 여러 개의 날카로운 돌이 솟아 있습니다. 과도한 응력 집중으로 인해 파이프라인이 이 지점에서 손상되고 직선으로 균열이 발생할 가능성이 매우 높습니다. 이를 사람들은 종종 "스코어링 효과"라고 부릅니다.

4/조치

수격현상에 대한 보호 대책은 다양하지만, 수격현상의 원인에 따라 각기 다른 대책을 취해야 합니다.
1. 수도관의 유량을 줄이면 수격 현상으로 인한 압력을 어느 정도 줄일 수 있지만, 수도관의 직경이 커지고 프로젝트 투자 비용이 증가합니다. 수도관을 배치할 때는 돌출부나 급격한 경사 변화를 피하여 수도관 길이를 줄이는 것이 중요합니다. 수도관이 길수록 펌프 정지 시 수격 현상이 커집니다. 1개의 양수장에서 2개의 양수장으로 확장하는 경우, 두 양수장을 연결하는 데 흡입정을 사용합니다.
펌프 정지 시 수격현상 발생

펌프 정지 수격 현상은 갑작스러운 정전 등으로 밸브가 열리고 멈출 때 워터 펌프와 압력 배관의 유속이 급격히 변하여 발생하는 유압 충격 현상을 말합니다. 예를 들어, 전원 계통이나 전기 설비의 고장, 워터 펌프 유닛의 일시적인 고장 등으로 인해 원심 펌프가 밸브를 열고 정지하게 되어 펌프 정지 시 수격 현상이 발생할 수 있습니다. 펌프 정지 시 수격 현상의 크기는 주로 펌프실의 기하 양정과 관련이 있습니다. 기하 양정이 높을수록 펌프 정지 시 수격 현상의 크기가 커집니다. 따라서 실제 현장 조건을 고려하여 합리적인 펌프 양정을 선정해야 합니다.

펌프 정지 시 발생하는 수격 현상의 최대 압력은 정상 작동 압력의 200%, 심지어 그 이상에 달할 수 있으며, 이는 배관과 장비를 파손시킬 수 있습니다. 일반적인 사고는 "누수"와 단수를 유발하며, 심각한 사고는 펌프실 침수, 장비 손상, 시설 파손을 초래합니다. 심지어 인명 피해나 사망까지 초래할 수 있습니다.

사고로 펌프가 정지된 후, 체크 밸브 뒤의 배관에 물이 채워질 때까지 기다린 후 펌프를 시동하십시오. 펌프 시동 시 물 펌프 배출 밸브를 완전히 열지 마십시오. 그렇지 않으면 큰 물 충격이 발생할 수 있습니다. 많은 펌프장에서 이러한 상황에서 심각한 수격 현상이 자주 발생합니다.

2. 수격현상 제거 장치 설치
(1) 정전압 제어기술을 이용한
PLC 자동 제어 시스템은 가변 주파수 속도로 펌프를 제어하고 전체 급수 펌프실 시스템의 작동을 자동으로 제어하는 데 사용됩니다. 급수 파이프라인 네트워크의 압력은 작동 조건의 변화에 따라 지속적으로 변하기 때문에 시스템 작동 중 저압 또는 과압이 자주 발생하여 수격 현상이 쉽게 발생하여 파이프라인 및 장비 손상으로 이어질 수 있습니다. PLC 자동 제어 시스템은 배관 네트워크를 제어하는 데 사용됩니다. 압력 감지, 급수 펌프의 시동 및 정지 피드백 제어, 속도 조절, 유량 제어를 통해 일정 수준의 압력을 유지합니다. 펌프의 급수 압력은 마이크로컴퓨터를 통해 설정하여 일정한 압력의 급수를 유지하고 과도한 압력 변동을 방지할 수 있습니다. 이를 통해 수격 현상 발생 가능성을 줄일 수 있습니다.
(2) 수격현상 제거장치 설치
이 장치는 펌프 정지 시 수격 현상을 방지하는 데 주로 사용됩니다. 일반적으로 워터 펌프의 배출 배관 근처에 설치되며, 배관 자체의 압력을 동력으로 사용하여 저압 자동 작동을 구현합니다. 즉, 배관 내 압력이 설정된 보호 값보다 낮으면 배수구가 자동으로 열려 물을 배출합니다. 압력 릴리프는 국부 배관의 압력을 균형 있게 조절하고 장비 및 배관에 대한 수격 현상의 영향을 방지하는 데 사용됩니다. 엘리미네이터는 일반적으로 기계식 엘리미네이터와 유압식 엘리미네이터 두 가지 유형으로 나뉩니다. 기계식 엘리미네이터는 작동 후 수동으로 복구하는 반면, 유압식 엘리미네이터는 자동으로 재설정할 수 있습니다.
(3) 대구경 수중펌프 출구관에 완만하게 닫히는 체크밸브를 설치한다.

펌프가 정지되었을 때 수격현상을 효과적으로 제거할 수 있지만, 펌프가 정지되었을 때 일정량의 물이 역류하게 됩니다.API 609밸브가 작동하면 물 흡입구에 오버플로우 배관이 있어야 합니다. 완폐형 체크 밸브에는 해머형과 에너지 저장형의 두 가지 유형이 있습니다. 이 밸브는 필요에 따라 밸브 폐쇄 시간을 일정 범위 내에서 조절할 수 있습니다(다음은 펌프 버틀러에 대한 설명입니다). 일반적으로 정전 후 밸브는 3~7초 이내에 70~80%가 닫힙니다. 나머지 20~30% 폐쇄 시간은 펌프와 배관 상태에 따라 10~30초 범위 내에서 조절됩니다. 배관에 혹이 생겨 수격 현상이 발생하는 경우 완폐형 체크 밸브의 역할은 매우 제한적이라는 점에 유의해야 합니다.
(4) 일방향 압력 조절 타워 설치
펌프장 근처 또는 파이프라인의 적절한 위치에 설치되며, 일방향 서지 타워의 높이는 해당 파이프라인의 압력보다 낮습니다. 파이프라인의 압력이 타워의 수위보다 낮으면 압력 조절 타워가 파이프라인에 물을 보충하여 수주가 파손되어 수격 현상이 발생하는 것을 방지합니다. 그러나 펌프 정지 수격 현상 외에 밸브 폐쇄 수격 현상과 같은 수격 현상에 대한 압력 감소 효과는 제한적입니다. 또한, 일방향 압력 조절 타워에 사용되는 일방향 밸브의 성능은 절대적으로 신뢰할 수 있어야 합니다. 밸브가 고장 나면 큰 수격 현상이 발생할 수 있습니다.
(5) 펌프장 내에 바이패스 배관(밸브)을 설치한다.
펌프 시스템이 정상적으로 작동할 때 펌프의 압력 측 수압이 흡입 측 수압보다 높기 때문에 체크 밸브가 닫힙니다. 우발적인 정전으로 펌프가 갑자기 멈추면 워터 펌프 스테이션 출구의 압력이 급격히 떨어지고 흡입 측의 압력이 급격히 상승합니다. 이 차압으로 인해 워터 흡입 메인 파이프의 과도 고압수가 체크 밸브 밸브 판을 열고 가압 워터 메인 파이프의 과도 저압수로 흘러 그곳의 저수압이 증가합니다. 반면에 워터 펌프 흡입 측의 수격 현상 압력 상승도 감소합니다. 이런 식으로 워터 펌프 스테이션 양쪽의 수격 현상 상승과 압력 강하가 제어되어 수격 현상 위험을 효과적으로 줄이고 방지합니다.
(6) 다단 체크밸브 설치
긴 물 파이프라인에 하나 이상을 추가하십시오.체크 밸브, 수도관을 여러 구간으로 나누고 각 구간에 체크 밸브를 설치합니다. 수격 현상으로 수도관 내 물이 역류하면 각 체크 밸브가 차례로 닫혀 역류 흐름을 여러 구간으로 나눕니다. 수도관 각 구간(또는 역류 구간)의 정수두가 매우 작기 때문에 유량이 감소합니다. 해머 부스트. 이 보호 조치는 급수 높이 차이가 큰 경우에 효과적으로 사용할 수 있지만, 수주 분리 가능성을 완전히 배제할 수는 없습니다. 가장 큰 단점은 정상 작동 시 워터 펌프의 전력 소비 증가 및 급수 비용 증가입니다.