هرگاه در شبكه اي با خطوط طويل، به هر علتي سرعت سيال ناگهان قطع شود، موج هاي فشاري در شبكه به وجود مي آيد، كه اين موج ها مي توانند چندين برابر فشار كار دستگاه (پمپ)، فشار توليد نمايند و موجب به وجود آمدن تنش هاي بسيار زيادي در اجزاء شبكه گشته و باعث صدمات فراواني به شبكه شوند و در بدترين حالات باعث شكستگي پوسته پمپ و لوله ها و اتصالات شبكه مي شود. چنانچه این فشار تعدیل نشود پمپی که می بایست حداقل 10 سال کار نماید در کمتر از 10 ماه از بین می رود.

     همانطور كه در بالا اشاره شد، بر اثر قطع ناگهاني نيروي محركه پمپ، براي زمان كوتاهي پمپ مانند توربين آبي (WaterTurbine) عمل مي نمايد و كاهش ناگهاني حركت سيال موجب مي شود، فشار داخل لوله خروجي پمپ از فشار اتمسفر كمتر گردد. همچنين به علت اصطكاك دروني پمپ و موتور، كاهش قابل ملاحظه اي در خروجي پمپ ايجاد مي نمايد كه مجموعه اين عوامل باعث تبخير آب و قطع جريان آن در خروجي پمپ مي شود و حداقل فشاري در حد فشار بخار آب در لوله خروجي ايجاد مي گردد.

     عمل تشكيل بخار باعث جدا شدن ستون آب از پمپ مي گردد (پديده جدا شدن ستون آب، همان جدا شدن مايع است كه در اثر كشش بيش از حد وقتي فشار كاهش يافته و نزديك فشار تبخير مي شود به وجود مي آيد.) و اين كاهش فشار در لوله با سرعت و به صورت موج حركت نموده و ادامه پيدا مي كند تا به مخزني كه آب به آن پمپ مي شود، مي رسد. اين حركت موجي بر اثر برخورد با اين مانع منعكس گشته و ستون هاي آب جدا شده مجدداٌ به هم متصل شده و به صورت يك موج افزايش يافته دوباره به سمت پمپ برمي‌گردد و به پمپ ضربه وارد مي نمايد (ضربه قوچ) و اين پديده مجدداً تكرار مي شود. در خلال حركت موج فشار در لوله، مقداري از انرژي آن در اثر اصطكاك از بين مي رود. موج فشاري ناشي از افزايش فشار موج تراكم و موج فشاري ناشي از كاهش فشار موج انبساط نام دارد، امواج تراكم در برخورد با مانع نرم مانند منبع آب، هوا و ... به صورت موج انبساط و در برخورد با مانع سخت مانند شير يكطرفه، ديوار و ... بصورت امواج تراكم منعكس مي شود، اين مسئله در مورد موج انبساط نيز صدق مي كند. افت فشاري كه بر اثر اصطكاك داخل لوله به وجود مي آيد روي نوسانات فشار تأثير نموده و كم كم آن را مستهلك و سيستم به حالت تعادل در مي آيد. پتانسيل تخريبي ضربه قوچ با صداي ناشي از آن قابل تشخيص است، ولي مواردي بوده است كه صداي ضربه قوچ شنيده نشده است، اما باعث منهدم شدن لوله گرديده كه پس از آناليز آن مشخص شده است كه تخريب به وسيله پديده ضربه قوچ بوده است. ضربه قوچ سريع و زود گذر است ولي ضربات بسيار مخرب دارد و تعيين شدت آن در بعضي از مواقع بي نهايت دشوار مي باشد.

     پديده ضربه قوچ در زمان استارت پمپ هم به وجود مي آيد و باعث ازدياد فشار اضافي در پمپ و لوله مي گردد. ولي مشكلات و مخاطرات ناشي از آن كمتر از ضربه قوچ هنگام خاموش شدن پمپ مي باشد. در ابتداي راه اندازي پمپ، ميزان جريان آب حدود صفر مي باشد و با ازدياد ناگهاني فشار بر اثر چرخش پروانه و ايجاد جريان سريع، موج فشاري برابر با فشار ضربه قوچ (در حالتي كه شير بسته باشد) ايجاد مي نمايد، اين پديده را با نيمه باز گذاشتن شير خروجي پمپ مي توان كنترل و فشار اضافي ايجاد شده را كاهش داد.

برای کاهش فشار ناگهاني از پديده ضربه قوچ بخصوص در زمان خاموش شدن پمپ راه های ذیل پیشنهاد می شود:

·     ایجاد شیر یکطرفه بر روی لوله رانش (البته شیر یکطرفه از خطرات ناشی از ضربه قوج مصون نیست و می بایست بطور متوسط هر یک ماه یکبار بازدید شود).

·          نصب شیر اطمینان برای تنظیم فشار

·     یکی از بهترین راه های کاهش ضربه قوج استفاده از یک محفظه هوا در مجاورت خط لوله که قسمت پائینی آن پر از آب بوده و قسمت بالائی آن هوای فشرده محبوس است می باشد، بدین ترتیب که محفظه هوا را به هر شکل دلخواه هندسی می توان ساخت و بصورت افقی، قائم یا کج نصب نمود، وقتی پمپ بطور ناگهانی خاموش می شود هوای داخل محفظه انبساط می یابد و آب انتهای آنرا به لوله رانش منتقل می کند، شیر یکطرفه لوله رانش بسته می شود و موج برگشتی به داخل محفظه هوا جریان می یابد.

     توجه به نكات زير نيز ضروري است:

1)   اگر پوسته پمپ ضمن کار داغ گردد ولی پمپ هیچ آبدهی نداشته باشد، دلیل آن است که برای این پمپ فشار رانش خیلی بالا است (البته ممکن است در اثر کور شدن لوله پمپ نیز این اتفاق بیافتد).

2)      اگر پمپ سرد باشد ولی آبدهی نداشته باشد دلیل آن است که پمپ هوا گرفته است.

3)      اگر پمپ مکش ندارد در حالی که عقربه های فشار سنج بشدت می پرند، دلیل اینست که هواگیری پمپ کامل نیست.

4)   اگر پمپ مکش نداشته باشد و خلاءسنج خلاء زیادی را نشان دهد، بدلیل اینست که شیر پایاب(سوپاپ) خراب است یا برای پمپ مذکور سنگین است یا مقاومت لوله مکش زیاد می باشد و یا اینکه ارتفاع مکش زیاد است.

5)      اگر پمپ کارکند و فشار سنج و خلاءسنج صفر نباشند ولی آبدهی وجود نداشته باشد دلیل آن مقاومت زیاد خطوط لوله است.

6)   اگر آبدهی پمپ کمتر از ارتفاع محاسباتی باشد علت آن ممکن است به علت گرفتگی صافی یا پره های پمپ، یا مشکل آبندی، یا ارتفاع رانش خیلی زیاد و یا گردش معكوس پروانه ها باشد.

7)   اگر پمپ مدت کوتاهی کار کند ولی بلافاصله آبدهی آن قطع شود احتمالاً بعلت نشت هوا از اتصالات لوله مکش، یا گرفتگی لوله ها و یا عدم استغراق کامل دهنه مکش باشد.

8)   اگر یاتاقان های پمپ بیش از حد داغ نمایند (دمای آنها نباید بیش از 60- 70 درجه گرم شوند) علت آن عدم روغن کاری کافی پمپ یا عدم بالانس بودن محور پمپ و موتور و یا بعلت سائیدگی ناشی از کار زیاد می تواندباشد.

9)   اگر شدت صدای موتور پمپ بیش از حد معمول باشد علت آن سفتی بیش از حد کاسه نمد ها یا فاصله زیاد پروانه ها بعلت سائیدگی زیاد می باشد.

نصب پمپ های افقی:

بطور کلی پمپ های افقی می بایست نزدیک منبع پایاب نصب شوند و حتی الامکان از طول لوله مکش کاسته شود، بهترین روش نصب پمپ آن است که پمپ و موتور و تکیه گاه یک تکه واحد را تشکیل داده، که فونداسیون آنها جدا از فونداسیون اسکلت ساختمان باشد. در صورتی که ارتفاع مکش از حداکثر مجاز (جدول ذیل) بیشتر باشد با راه هايی نظیر شناور کردن پمپ بوسیله شافت بلند (که در تأمین آب شرب توصیه نمی شود) و ... می توان مشکل فوق را حل نمود. در چنین مواردی بهترین روش جایگزین نمودن الکترو پمپ شناور بجای افقی است .

توضیح: در دمای بالای 20 درجه و کمتر از آن می بایست حداکثر 10 درصد به اعداد جدول مذکور بترتیب کم یا زیاد نمود.

مخازن دمپينگ ضربه قوچ:

     مخازني تحت فشار هستند كه در خطوط آب رساني بعنوان دمپينگ ضربه آب (ناشي از قطع ناگهاني پمپ ها و در پي آن عقب نشيني آب موجود در طول خط) بكار برده مي شوند. طراحي مكانيكي و ساخت اين مخازن عموماً تحت استانداردهاي آمريكايي (ASME) مي باشد.

منابع:

www.water-sys.com