Hiện tượng búa nước là gì? Cách khắc phục tình trạng búa nước

Búa nước là một hiện tượng xảy ra khá phổ biến trong các hệ thống đường ống dẫn. Nếu tình trạng này không được kiểm soát, khắc phục kịp thời thì có thể gây hư hỏng, ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của các thiết bị bên trong hệ thống. Không chỉ có vậy, nghiêm trọng hơn thì chúng có thể gây nứt vỡ đường ống, thậm chí là xảy ra hiện tượng cháy nổ. Điều này không chỉ còn là mối lo ngại với hệ thống ứng dụng mà còn gây mất an toàn cho người vận hành.

Vậy nguyên nhân phát sinh hiện tượng búa nước là gì? Làm thế nào để khắc phục được tình trạng này? Xin mời bạn đọc cùng theo dõi bài viết dưới đây để tìm ra câu trả lời cho thắc mắc trên.

Hiện tượng búa nước là gì

Hiện tượng búa nước hay còn được biết đến với nhiều tên gọi như sốc thủy lực, water hammer. Đây chính là tình trạng thường xảy ra khi áp suất dòng chảy bên trong ống dẫn tăng hoặc giảm đột ngột.

Cụ thể khi chúng ta ngưng hoạt động các hệ thống máy bơm một cách đột ngột. Lúc này bên trong đường ống dẫn sẽ xảy ra hiện tượng xung kích, khiến cho dòng chảy bị chuyển hướng. Hay hiểu một cách đơn giản, búa nước là hiện được sinh ra khi dòng chảy bị trào ngược trở lại hoặc di chuyển hỗn loạn, không theo một chiều hướng nhất định.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng búa nước

Dưới đây là một số nguyên nhân gây ra hiện tượng búa nước:

• Trong hệ thống đường ống dẫn, khi phần cửa xả ( hạ lưu) bị chặn đột ngột, lưu lượng dòng chảy ở phía trước cửa xả vẫn tiếp tục di chuyển. Lúc này, do bị chặn không thể tiếp tục lưu thông nên áp suất bên trong hệ thống tăng lên một cách nhanh chóng, tạo ra làn sóng xung kích mạnh mẽ. Chính sự tác động của làn sóng này sẽ làm ảnh hưởng tiêu cực đến hệ thống như làm hỏng các chi tiết bên trong, tạo ra rung động mạnh,…
• Trong các hệ thống, khi hơi nước bị tản mất nhiệt thì chúng sẽ tạo thành nước ngưng xung quanh đường ống. Do nước ngưng có thể tích riêng nhỏ hơn 1000 lần so với hơi nước, nên khi hơi nước và nước ngưng tiếp xúc với nhau, chúng sẽ tạo thành lượng nước ngưng tụ lớn. Điều này cũng là một trong những nguyên nhân chính khiến phát sinh hiện tượng búa nước.
• Hiện tượng này cũng có thể xảy ra do quá trình xả nước không được thực hiện đúng cách. Cụ thể, khi quá trình xả nước được thực hiện quá sớm hoặc quá muộn thì sẽ không đảm bảo được áp suất ổn định trong đường ống dẫn. Từ đó, gây ra hiện tượng búa nước.
• Như chúng ta cũng đã biết thì bẫy hơi là thiết bị có vai trò quan trọng trong việc loại bỏ lượng nước dư thừa ra khỏi hệ thống đường ống. Từ đó, giúp đảm bảo hệ thống luôn được khô ráo, hoạt động ổn định. Tuy nhiên, trong trường hợp bẫy hơi xảy ra các sự cố hỏng hóc, không thể hoạt động thì hiện tượng búa nước rất dễ có thể xảy ra.

Các giai đoạn hình thành hiện tượng búa nước

Quá trình hình thành hiện tượng búa nước bao gồm 3 giai đoạn chính:

Giai đoạn 1

Ở giai đoạn này, máy bơm đang được hoạt động bình thường thì đột nhiên xảy ra tình trạng mất điện hoặc ngưng hoạt động. Khi đó, bộ phận cánh quạt bên trong máy bơm vẫn tiếp tục quay theo quán tính. Tuy nhiên, tốc độ quay của cánh quạt không được ổn định như ban đầu mà giảm dần xuống. Điều này khiến cho lưu lượng và áp suất dòng chảy cũng giảm theo. Mặt khác, lúc này, dòng chảy chất vẫn lưu thông theo một chiều cố định.

Giai đoạn 2

Việc mất điện đột xuất khiến cho chiều cao của cột áp giảm xuống liên tục. Khi đó, cột áp nước trong đường ống sẽ được hồi lưu trở lại. Điều này xảy ra là do áp lực cột nước giảm thấp hơn so với áp lực tĩnh. Mặt khác, do cánh quạt của máy bơm vẫn tiếp tục quay nên chúng tạo ra áp lực đẩy lên. Sự xung đột giữa áp lực đẩy và áp lực hồi lưu sẽ gây ra tình trạng búa nước.

Giai đoạn 3

Sau một thời gian nhất định, tốc độ quay của cánh quạt dần bị yếu lại và ngưng hẳn lại. Khi đó, áp lực hổi lưu của cột áp nước sẽ tác động trực tiếp vào bộ phận cánh quạt. Từ đó, chúng khiến cho cánh quạt của máy bơm chuyển động theo chiều ngược lại. Hiện tượng này sẽ tiếp diễn cho đến khi áp lực dòng chảy ngược yếu dần và mất đi.

Các tác hại của hiện tượng búa nước và biện pháp khắc phục

Tác hại của hiện tượng búa nước

Hiện tượng búa nước nếu không được kiểm soát và khắc phục kịp thời thì sẽ gây ra các tác hại nghiêm trọng như:

• Khi hiện tượng búa nước xảy ra, điều đầu tiên chúng gây ra đó là làm ảnh hưởng đến chất lượng hoạt động của các thiết bị trong hệ thống. Cụ thể như làm mài mòn trục đĩa van, gây sự cố hỏng hóc ảnh hưởng đến kết quả đo của đồng hồ,…
• Khiến cho đường ống bị nứt vỡ, làm cho lưu chất bị rò rỉ ra bên ngoài môi trường. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành của hệ thống mà còn gây tiêu tốn nhiều năng lượng. Hơn nữa, nếu lưu chất là những chất độc hại, chúng có thể gây ô nhiễm, ảnh hưởng đến điều kiện môi trường xung quanh. Nghiêm trọng hơn, búa nước cũng có thể dẫn đến hiện tượng cháy nổ. Từ đó, gây mất an toàn cho hệ thống và những người vận hành.
• Hiện tượng búa nước có thể làm gián đoạn quá trình cung cấp dòng chảy chất cho các công đoạn sản xuất. Qua đó, làm giảm năng suất và hiệu quả làm việc của các hệ thống công nghiệp.
• Khi hiện tượng búa nước xảy ra, các thiết bị, phụ kiện đường ống sẽ không tránh khỏi sự cố hỏng hóc. Vậy nên, người vận hành phải tiêu tốn thêm một khoản chi phí để tiến hành thực hiện sửa chữa, bảo dưỡng, khắc phục hậu quả.
• Gây ra tiếng ồn lớn. Điều này sẽ làm ảnh hưởng đến không gian làm việc xung quanh. Đồng thời khiến cho nhân công làm việc cảm thấy khó chịu, mệt mỏi.

Biện pháp khắc phục hiện tượng búa nước

• Nên lắp đặt những đường ống dẫn có khả năng chịu đựng áp lực cao. Điều này sẽ giúp hạn chế gây ra tình trạng đường ống bị nứt vỡ. Đồng thời, đảm bảo lưu chất không bị thất thoát ra bên ngoài môi trường.
• Sử dụng hệ thống bảng điều khiển trung tâm để giảm áp lực dòng chảy cung cấp đến các khu vực nhà cao tầng. Việc này giúp đảm bảo áp suất bên trong đường ống luôn được ổn định, ngăn chặn sự tăng áp đột ngột.
• Quá trình đóng mở van nên được thực hiện từ từ, chậm rãi để tránh gây ra tình trạng áp suất trong đường ống bị giảm đột ngột.
• Thực hiện giảm độ dài của các đường ống thẳng bằng cách kết hợp sử dụng thêm những đoạn ống nối hình chữ U hay dạng uốn cong.
• Kết hợp sử dụng thêm một số dòng van công nghiệp như van một chiều, bẫy hơn, van giảm áp, van an toàn, van búa nước,…Đây đều là những thiết bị có khả năng kiểm soát áp suất dòng chảy hiệu quả, giảm thiểu tối đa các tác động tiêu cực của hiện tượng búa nước.
• Thường xuyên kiểm tra tình trạng hoạt động bên trong hệ thống. Đảm bảo các thiết bị van được hoạt động bình thường.
• Nên lắp đặt thêm thiết bị hãm búa nước. Chúng có chức năng chính trong việc hấp thụ và giảm tác động va đập trong đường ống dẫn.

Một số dòng van công nghiệp giúp ngăn chặn hiện tượng búa nước

Van một chiều – Check valve

Đây là thiết bị có chức năng cho phép dòng chảy chất chỉ di chuyển theo một hướng cố định, ngăn chặn sự trào ngược. Bên cạnh đó, thiết bị này có khả năng vận hành hoàn toàn tự động dựa vào áp lực dòng chảy chất bên trong đường ống mà không cần đến sự hỗ trợ, can thiệp của người vận hành.

Nguyên lý hoạt động của van một chiều: Ban đầu, khi hệ thống hoạt động, áp lực dòng chảy sẽ tác động và đẩy đĩa van lật ngược về sau. Khi đó, tạo ra không gian mở, cho phép lưu lượng dòng chảy đi qua. Nhưng khi máy bơm nước ngưng hoạt động, áp lực dòng chảy đầu vào dần giảm đi. Tuy nhiên, do áp lực dòng chảy ngược quá lớn, khiến cho đĩa van được hạ xuống, trở lại vị trí ban đầu, tạo trạng thái đóng. Chu trình hoạt động này của van giúp ngăn chặn sự tác động của dòng chảy ngược đến các chi tiết, thiết bị ở phía trước.

Thông thường, van một chiều hay được lắp đặt trước các thiết bị máy bơm để ngăn chặn tình trạng búa nước. Đồng thời bảo vệ hệ thống khỏi sự tác động của áp lực dòng chảy ngược.

Thiết bị hãm búa nước

Đây là thiết bị có nguyên tắc hoạt động tương tự như thiết bị giảm sốc. Chúng ta có thể lắp đặt thiết bị hãm búa nước ở vị trí giữa của đường ống và máy móc. Chức năng chính của thiết bị này đó là để giảm thiểu tối đa sự tác động tiêu cực của hiện tượng búa nước bằng cách hạn chế va đập và hấp thụ sốc.

Van giảm áp thủy lực

Công dụng chính của thiết bị này đó là duy trì mức áp suất ổn định bên trong các hệ thống đường ống dẫn. Việc sử dụng van giảm áp thủy lực sẽ giúp đảm bảo áp suất đầu ra luôn nhỏ hơn áp lực đầu vào. Như vậy có thể thấy rằng, van giảm áp giúp giảm nguy cơ hình thành hiện tượng búa nước. Đồng thời bảo vệ sự an toàn cho các thiết bị bên trong hệ thống, đảm bảo chúng được hoạt động chính xác và đem lại hiệu quả cao.

Van chống búa nước

Van chống búa nước hay còn được biết đến với nhiều tên gọi như búa nước giảm chấn, van chống va, water hammer cushion,… Đúng như tên gọi của nó, thiết bị này có vai trò chính trong việc ngăn chặn hiện tượng búa nước trong các hệ thống đường ống dẫn. Ngoài ra, thiết bị này còn giúp giảm tiếng ồn, rung lắc mạnh, đảm bảo hệ thống được làm việc suôn sẻ và êm ái.

Hơn nữa, van chống búa nước cũng có khả năng giảm áp lực hiệu quả, đảm bảo hệ thống được hoạt động ổn định và năng suất. Trên thân van được thiết kế thêm một bộ phận cảm biến. Do đó, khi phát hiện áp suất bên trong hệ thống có dấu hiệu thay đổi bất thường ( tăng vượt quá giới hạn định mức), van sẽ mở để giải phóng lưu lượng ra bên ngoài. Cho đến khi áp suất trở lại bình thường, van sẽ đóng lại.

Cách lắp đặt van búa nước

• Trước tiên cần tiến hành vệ sinh sạch sẽ các thiết bị và đường ống. Việc này giúp loại bỏ các tạp chất, cặn bẩn, tránh gây tắc nghẽn làm ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của các thiết bị, máy móc.
• Đảm bảo hướng mũi tên ký hiệu trên thân van trùng với chiều di chuyển của dòng chảy.
• Búa nước giảm chấn nên được lắp đặt tại những vị trí đường ống rẽ nhánh, hoặc tại những đường ống cần cung cấp nguồn nước lên vị trí trên cao.
• Tại vị trí tiếp xúc giữa van và đường ống cần chèn thêm gioăng làm kín. Điều này giúp đảm bảo độ kín tuyệt đối, ngăn chặn tình trạng lưu chất bị rò rỉ ra bên ngoài.
• Sau khi lắp đặt xong thì cần tiến hành vận hành thử hệ thống. Đảm bảo chúng được làm việc bình thường và ổn định trước khi đưa vào sử dụng chính thức.

Van an toàn

Van an toàn hay còn được gọi là safety valve. Đây là thiết bị giúp kiểm soát áp suất bên trong các hệ thống, đảm bảo không xảy ra tình trạng tăng áp đột ngột. Việc sử dụng dòng van này không chỉ hạn chế tình trạng búa nước xảy ra mà còn bảo vệ sự an toàn cho hệ thống. Hơn nữa, chúng giúp các thiết bị, máy móc được hoạt động hiệu quả, tránh xảy ra sự cố hỏng hóc.

Bẫy hơi

Một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng búa nước là do quá trình ngưng tụ hơi nước bên trong đường ống dẫn diễn ra nhanh chóng. Như vậy đối với các hệ thống này, việc sử dụng bẫy hơi là sự lựa chọn lý tưởng để loại bỏ hoàn toàn lượng nước ngưng tụ dư thừa. Đảm bảo hệ thống luôn được an toàn, tránh gây hư hỏng.

Địa chỉ uy tín cung cấp các thiết bị chống hiện tượng búa nước

Qua bài viết vừa rồi, chúng ta có thể thấy rằng hiện tượng búa nước xảy ra mang lại rất nhiều các tác hại tiêu cực đến sự an toàn và hiệu quả vận hành của hệ thống. Hy vọng với những thông tin, kiến thức mà chúng tôi vừa chia sẻ sẽ giúp bạn đọc có thêm bài học kinh nghiệm để phòng tránh tình trạng này một cách hiệu quả nhất.

Và nhân tiện đây, nếu quý khách đang tìm một địa chỉ uy tín chuyên cung cấp các thiết bị chống búa nước thì đừng nên bỏ qua công ty TNHH Thương mại & XNK HT Việt Nam.

Chúng tôi cam kết cung cấp ra thị trường những dòng van công nghiệp, phụ kiện đường ống, thiết bị đo lường, đảm bảo chính hãng 100% với đầy đủ giấy tờ kiểm định CO/ CQ, catalog. Ngoài ra, công ty chúng tôi còn có chính sách bảo hành uy tín lên đến 12 tháng, sẵn sàng 1 đổi 1 nếu sản phẩm có lỗi từ nhà sản xuất. Điều này như một lời khẳng định của chúng tôi về chất lượng sản phẩm.

Để được hỗ trợ tư vấn chuyên sâu hơn cũng như nhận báo giá chi tiết, quý khách hàng vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi thông qua số Hotline có ghi trên Website.

Mong sớm nhận được phản hồi từ quý khách.