ضربه قوچ یا چکش آب

تعریف 

همان موج های فشاری می باشند که در زمانی که سیالِ در حرکت، توسط عامل بیرونی از حرکت باز ایستد و یا ناگهان حهت حرکت خود را عوض کند، رخ می دهد. پس ضربه قوچ بر اثر بسته شدن ناگهانی بستر جریان سیال و یا تغییر جهت سیال اتفاق می افتد. این پدیده همراه با صدا بروز می کند.

ضربه قوچ معمولا در سیستم های تولید بخار به وقوع می پیوندد.

متاسفانه حدود ۸۲% از سیستم‌های بخار و کندانس در حال حاضر با انواع مختلفی از ضربه قوچ (ضربه چکش) دست و پنجه نرم می‌کنند. بسیاری به اشتباه معتقدند که ضربه چکش آب، جزء طبیعت یک سیستم بخار و کندانس بوده و بروز آن در اینگونه سیستم ها امری اجتناب پذیر است در حالیکه بروز این پدیده امری غیرطبیعی و کاملا نامعقول است و هیچگاه در سیستم هایی که به درستی و با در نظر گرفتن استانداردها طراحی شده اند، رخ نخواهد داد.

تاثیر پدیده ضربه قوچ یا چکش آب (waret hammer)

موج های فشاری ایجاد شده توسط ضربه قوچ می توانند اثرات مخرب بسیاری را به دنبال داشته باشند. در بسیاری از موارد صدا و ارتعاش ایجاد شده توسط این پدیده باعث تغییر شکل لوله ها و یا حتی ترکیدگی در آن شده است.

این ضربه تا آنجا می تواند قوی باشد که در سال 2007 در شهر نیویورک باعث تخریب یک لوله 24 اینچ بخار شد و یک کشته و چندین نفر زخمی ناشی از آوار و سوختگی بر جای گذاشت.

از آنجاییکه ضربه چکش مانند ضربه قوچ (BANG) بسیار بلند است، چنانچه پرسنل دیگ خانه قبلا آموزش صحیح در این ارتباط دیده باشند می توانند از شدت آن بکاهند و در نتیجه از بروز خسارات مالی و بعضا جانی جلوگیری نمایند.

ضربه قوچ در دیگ خانه می تواند در الف) خطوط انتقال بخار ب)تجهیزات مصرف کننده بخار و یا ج)خطوط کندانس به وقوع بپیوندد.

علل ایجاد ضربه قوچ یا چکش آب

طبق تحقیقات صورت گرفته 4 عامل اصلی در وقوع این پدیده موثرند:

الف) شوک هیدرولیک

ب) شوک جریان

ج) شوک اختلاف فشار

د) شوک اختلاف دما

هر شیری که با سرعت بسته شود می تواند باعث پدیده ضربه قوچ گردد. در سیستم های مسکونی، این دریچه ها معمولا در ماشین لباسشویی، ظرفشویی، وان و دستگاه یخ ساز وجود دارد اما در آشپزخانه، دستشویی و آبپاش چمن ها نیز گاهی مشکل ساز می شود. ضربه قوچ می تواند در خطوط تامین آب گرم و سرد رخ دهد.

کنترل ضربه قوچ

یک راه جلوگیری از این پدیده نصب یک سه راهی به جای زانو در محل اتصال لوله قائم به شیر، و تعبیه یک قطعه لوله عمودی به ارتفاع 2 فوت (60 سانتی متر) در ادامه لوله انشعاب قائم است که در بالای آن یک درپوش قرار می گیرد. در این صورت هوا در این قطعه لوله جمع می شود و تشکیل یک بالشتک هوایی را می دهد که سبب می شود با بسته شدن شیر ضربه آن گرفته شود و مانع ایجاد پدیده ضربه قوچ می شود.

مکان نصب ضربه گیرها در سیستم لوله کشی

ضربه گیر ها در صورت امکان به شیر اصلی نزدیک باشند. سازندگان توصیه کرده اند که فاصله 6 فوتی با دریچه خطوط گرم و سرد داشته باشند. هر چه ضربه گیرها دورتر باشند اثر کمتری از خود نشان خواهند داد. درست مثل چرخ خودرو که کمک فنرها هر چه به چرخ نزدیک باشند اثرات ضربه را بیشتر می گیرند.

ضرورت ضربه گیر در لوله های پلاستیکی

هر جایی که ضربه قوچ وجود داشته باشد باید بدون در نظر گرفتن جنس لوله کنترل شود. ممکن است درست باشد که لوله های پلاستیکی به اندازه مسی سر و صدای جریان را منتقل نمی کنند اما انرژی چکش آب همچنان وجود دارد.

زمانی که شیر بسته می شود تمام انرژی سیال به لوله و اتصالات منتقل می شود و آن ها فشار زیادی را تحمل می کنند تا آن را جذب کنند. در سرعت های بالا مانند سیستم های آب پاش در عرض چند روز پس از نصب ترک خوردگی در لوله ها بر اثر ضربه قوچ دیده می شود. در سرعت های پایین تر نیز با گذشت زمان اثرات خود را روی لوله بر جای می گذارد.

کاهش ضربه قوچ یا چکش آب

موارد زير مي تواند از ميزان اين نوع خوردگي كاسته و يا از تخريب سريع لوله ها بكاهد:

1 .انتخاب لوله هاي از نوع فولاد زنگ نزن با دانه بندي ريزتـر مفيـدتر اسـت كـه معمـولاً دانـه بندي 10- 8/5 توصيه شده . است

2 .انتخاب لوله هاي فولادي زنگ نزن با كيفيت برتر از نظر شرايط سطح داخلي.

3 .انتخاب لوله هاي فولادي زنگ نزن متناسب با شرايط دماي كاركرد.

4 .كنترل و نظارت بر دما درحين سرويس دهي بمنظور جلوگيري از پديده heat Over

شستشو با بخار و يا دميدن هوا

5 .در خلال توقف ديگ بخار برش قسمتي از لوله ها بعنوان نمونه گيري و يا استفاده از اشعة γ به جهت آگاهي از ميزان خوردگي و نيز پاك سازي داخـل لولـه هـا بـا شـيوه هـاي شستـشوي شيميايي، شستشو با بخار و يا دميدن هوا توصيه مي شود.

1- اصابت هيدروژني (Hydrogen Attack)

2- خوردگي بین دانه ای (Intergranular Corrosion)

3- سايش (Errosion)

در ديگهاي بخار تخريب ناشي از سايش به مفهوم از بين رفتن يك فلز در اثر حركت يك سـيال بـر روي سطح فلز است كه دو نوع سايش خارجي ناشي از برش خاكستر و يا گـاز خروجـي و سـايش داخلي ناشي از حركت سيال آب يا بخار در داخل تجهيزات ديگ بخار است.

• (Fatigue) خستگي
• (Creep) خزش
• (Chang in materail) مواد ماهيت در تغيير
•  خوردگي و ته نشست هاي قسمت كوره
• خوردگي تجهيزات قبل از ديگ هاي بخار
• خوردگي داخلي و از كار افتادگي لوله ها