水锤效应的成因和路上急刹车几乎一样,只是发生在地下一根根看不见的管子里。管道中的水在阀门关闭、水泵切换的瞬间,不会立刻停下来。流速骤变,动能转化成压力波动,沿着管壁来回撞击。这就被叫做水锤效应。
供水管道的寿命基本设计在50年以上,但实际运营中,很多管道远没到设计年限就不得不提前更换,原因里水锤效应占了相当大的比重。这些反复承受水锤冲击的管道,内壁会有很多裂纹。随着裂纹的扩展,在压力波动稍微大一点的时候就彻底裂开了,也就是常说的爆管。如今WITBEE®万宾科技®智能水锤监测仪EN401-PWH的加入,让水锤效应再也没有那么多的可乘之机。
一、水锤效应的威力究竟多大
一列几十吨重的火车正在全速行驶,突然被拉下了紧急制动阀,巨大的惯性全部砸在铁轨和车身上,可想而知产生的冲击力有多大。供水管道里的水也是这样,当泵站突然停机、阀门快速关闭,原本以每秒一米多在管道里平稳推进的水流瞬间被截断,动能来不及被消化,便转化为压力波,以音速在水柱里来回弹射。于是导致管壁震颤、接头松动、焊缝开裂,有些脆弱的老旧管道甚至会爆管。
再来看,那就是水锤效应有正有负。正水锤是压力骤升,像有人拿着铁锤在管道外壁上狠敲一下。负水锤则是压力骤降。正负交替、来回震荡,管道承受的远不止一次冲击,而是一连串高强度的折磨。
二、提前预判预警水锤效应
传统上,供水单位应对水锤的手段基本是被动的。管道爆裂后,抢修队赶过去挖开路面,再更换管段,然后重新填埋。下一次再爆管,就再修复。但智能水锤监测仪的逻辑是不同的。
它配置了高频压力传感器、水听器。高频压力传感器负责监测管道里压力的瞬时变化,采样频率比压力表高出好几个量级。水听器则负责听管道里水流的声音。正常流动的水和发生水锤的水,发出的声音是不一样的,前者平稳,后者会有敲击声。
这两种功能相互配合,智能水锤监测仪就能在压力波抵达前,识别出水锤效应。它不是在等水锤已经出现了再去报警,而是在水锤正在形成,但还没来得及造成实质性破坏的时候发出预警。这个窗口期可能只有几分钟,但对于调控阀门、调整泵组来说,已经足够了。