הפחתת עליות לחץ מים והלם מים במערכות כיבוי אש

הלם מים או הלם מים הוא גל לחץ במערכת צנרת הנגרם כאשר נוזל בתנועה נאלץ להיעצר או לשנות מהירות או כיוון בפתאומיות. עליות לחץ במערכות מים לכיבוי אש יכולות להיגרם ממספר גורמים שונים, כגון סגירה או פתיחה מהירה מדי של מגוף, או הפעלה או כיבוי פתאומי של משאבה. שינוי תנופה זה עלול ליצור עליית לחץ משמעותית ואף מזיקה.

רוב מערכות הכיבוי אש מתוכננות לפעול בלחץ עבודה מרבי של 12 ברג (175 Psi).  גלי לחץ מהלם מים או הלם מים יכולים בקלות לעלות על 50 ברג (740 Psi), ובכך ליצור איום ממשי של נזק לצנרת ולמכשור.

התמונות למטה מציגות שני מקרים של נזק קטסטרופלי לצנרת ולאביזרים שנגרם כתוצאה מהלם מים/הלם מים במערכות כיבוי אש.

<< להורדת נייר העמדה שלנו ולמידע נוסף על
מניעת הלם מים במערכות כיבוי אש >>

בית מגוף שנבקע עקב הלם מים,צנרת שנפרצה עקב הלם מים.

5 דרכים למניעת הלם מים במערכות כיבוי אש

קיימות מספר שיטות שונות שניתן ליישם כדי להפחית או למנוע הלם מים. חמשת הפתרונות הבאים מציגים גישות מועדפות להתמודדות עם בעיות הלם מים או פריצות לחץ.

1. מגוף בקרה למשאבה למניעת הלם מים

דרך יעילה למנוע הלם מים או פרץ הנגרמים מהפעלה של משאבות טורבינה ציריות אנכיות היא שימוש במגוף פורק לחץ מתכוונן, פתוח בדרך כלל, מקדים, כגון ברמד דגם FP-730-48-BL כדי למנוע את גל הפרץ בעת התנעת המשאבה במקורו.

כיוון שמדובר במגוף במצב רגיל פתוח, הוא ישחרר ביעילות כל אוויר ופוטנציאל הלם בעת התנעת המשאבה. ברגע שלחץ המשאבה הנמוך מהערך המרבי שנקבע מגיע לכניסת המגוף, המגוף ייסגר וימשיך לפעול כמגוף פורק לחץ.

2. מגוף פיקוד וכיוון נגד הלם למשאבת כיבוי אש

כאשר התנעת המשאבה יוצרת לרגע רמת הלם מים בלתי נסבלת, מגוף בקרה למשאבת אש, המתאים לרוב תצורות המשאבות, מהווה פתרון יעיל לכלל היישומים.

כאשר משאבת הכיבוי אינה פועלת, מגוף זה יישאר סגור באמצעות לחץ משאבת הג'וקי של המערכת. כאשר המשאבה מתחילה לפעול, ההלם הראשוני יימנע על ידי המגוף הסגור, שימשיך להיפתח וישחרר מים למערכת בצורה מבוקרת, ובכך ימנע כל הלם מים או עליית לחץ.

דוגמה טובה למגוף כזה היא ברמד 42T-20, המאושר UL. בעת הצורך, מגוף זה יכול לשמש גם כמגוף בקרה על לחץ וגם כמגוף אל-חוזר, ובו זמנית למנוע נזקי הלם מים או פרץ מים בעת התנעת המשאבה.

3. בקרה על מהירות סגירה או פתיחה של מגוף

הלם מים עלול להיגרם כתוצאה מתגובה מהירה מדי של מגופי כיבוי אש. רוב מערכות הכיבוי אש מתחשבות באופי האגרסיבי של זרימת המים לכיבוי אש, ומתוכננות להביא את חומר הכיבוי לאמצעי היישום בזמן הקצר ביותר האפשרי. למרות זאת, לעיתים יש צורך בבקרת תגובת המגוף כאשר רמת לחץ ההלם אינה נסבלת ויש להגן על הצנרת והציוד.

ניתן לצייד מגופים מסוימים במכשיר מהירות תגובה לשליטה על קצב הפתיחה ו/או הסגירה כדי למנוע הלם מים מזיק. כך ניתן לשלוט ב מהירות הסגירה ו/או מהירות הפתיחה לפי הצורך, ולרכך את השפעת ההלם לרמה נסבלת.

4. לחץ משאבת ג'וקי

ממספר סיבות, לעיתים קרובות ניתן לכוון את משאבת התחזוקה או לחץ התחזוקה לערך נמוך משמעותית מלחץ העבודה של המערכת, כך שכאשר משאבה מתחילה לפעול במערכת כיבוי אש בלחץ, עליה להעלות את הלחץ שמוחזק במערכת על ידי משאבת התחזוקה עד ללחץ העבודה של המערכת. פעולה זו יוצרת תמיד סוג מסוים של הלם מים, ולעיתים רמת ההלם עלולה להיות מזיקה.

על ידי הקטנת ההפרש בין לחץ התנעה של משאבת הג'וקי לבין לחץ ההפעלה של משאבת האש, ניתן להקטין את ההלם לרמה ניתנת לניהול. לדוגמה, כאשר לחץ ההפעלה הוא 12 ברג ולחץ התחזוקה של המערכת או לחץ משאבת הג'וקי הוא 6 ברג, המשאבה הראשית תצטרך להעלות במהירות את הלחץ לפחות ב-6 בר, מה שיגרום להלם התחלתי בעת התנעת המשאבה הראשית. קביעת לחץ התחזוקה קרוב יותר ללחץ ההפעלה תקטין באופן יעיל את ההלם. ככל שהפרש הלחצים קטן יותר, כך ההלם יהיה קטן יותר.

5. מיכלי שלפוחית למניעת הלם מים

תשובה יעילה להלם מים או הלם קיים היא מיכל ממברנה למניעת הלם מים שניתן להתקין על קו הצנרת. מיכל הפלדה מכיל ממברנה גמישה שמקובעת לחיבור המיכל עם קו המים הראשי של המערכת. צורת הממברנה דומה לצורת המיכל, כך שהיא יכולה להתרחב לנפח המלא של המיכל. אוויר דחוס כלוא בין הממברנה לדופן החיצונית של המיכל בלחץ התואם את דרישות המערכת. הלחצים הפנימי והחיצוני של הממברנה תמיד שווים, מה שמאפשר זרימה פנימה והחוצה של מים לפי הצורך.

בעת הגעת גל לחץ למיכל שלפוחית, המיכל ידחוק את השלפוחית ובכך יגדיל למעשה את נפח צנרת המערכת אליה מגיע ההלם. הזרימה לאזור המורחב סופגת ומדכאת את גל ההלם.