הולכת מים
2019
ספיקה אמינה תחת לחץ
אוסטרליה היא מדינה צמאה. כמדינה, היא בין צרכניות המים הגבוהות בעולם. עם זאת, היא גם אחת המדינות היבשות ביותר בעולם המיושבות ופגיעה לבצורות, העלולות להוביל למחסור חמור במים. מרבית אספקת המים העירונית מגיעה ממקורות מים עיליים, מה שמדגיש, לנוכח שינויי האקלים, את הצורך להגן ולתחזק את מערכות אספקת המים שעליהן הציבור נשען.
קוויטציה, אשר עלולה להזיק לרשתות הולכה, היא תופעה קיימת בכל מערכות אספקת המים. עם זאת, מדובר בדאגה מיוחדת באוסטרליה, שם מקורות המים מוגבלים ממילא. קוויטציה מתרחשת בשל הלחץ הנדרש להזרמת המים במערכת. כאשר לחץ המים במגופים ובצנרת יורד מתחת לנקודת הרתיחה, מתרחש תהליך המכונה 'פלאשינג', בו נוצרות בועות במים הזורמים. כאשר הלחץ עולה שוב, הבועות קורסות ויוצרות קוויטציה – מיליוני גלי הלם זעירים השוחקים את פנים המגופים והצנרת. במערכות ללא בקרה מספקת על הלחץ, קוויטציה עלולה לגרום לנזקים משמעותיים, כולל פריצות בצנרת, ובסופו של דבר אף לפריצת קו אם הלחץ אינו מבוקר כראוי.
קו חדש בסיכון
קוויטציה הייתה דאגה מרכזית עבור רשות מים עירונית בדרום אוסטרליה, שביקשה לפתח מקור מים חלופי כדי לעמוד בדרישות האוכלוסייה הגדלה. התאגיד כבר שירת מעל מיליון תושבים והיה זקוק לקו חדש שישמש גיבוי. במערכת כה גדולה, שמירה על לחץ תקין שיבטיח אספקת מים לכל הרשת הייתה משימה מאתגרת.
כדי לשפר את יכולתה לספק מים באחד מאזורי ההולכה שלה, התקינה הרשות קו העברה גדול וחיברה ממנו הסתעפות כמקור מים משני. עם זאת, הלחץ המשתנה בכניסה לקו החדש יצר מדי פעם גלי לחץ חולפים גבוהים, מה שהעלה חשש כי עליות הלחץ יגרמו נזק לצנרת ברשת.
מדובר היה בחשש ממשי. במערכת עם תנודות לחץ כה גדולות, הקוויטציה שעלולה להיווצר הייתה הופכת את הוספת הקו החדש לעסק מסוכן, ובחירת מגוף שיבקר זאת הייתה קריטית. לכן, פנתה הרשות ל-ברמד לפתרון – מגוף שיפעל באמינות וללא קוויטציה, כדי להבטיח את בטיחות ויציבות הקו החדש.
מגוף בקרה עמיד בקוויטציה
ברמד הבינה את חשיבות המצב הקריטית. למעלה ממיליון אנשים מסתמכים על התשתית לאספקת המים שלהם, וכשל מגוף עלול להיות קטסטרופלי לרשת ההולכה במורד הזרם.
ברמד עבדה עם התשתית ומהנדסי התכנון שלה להתקנת מגוף מסדרת 700 SIGMA, אשר עמיד במיוחד בפני קוויטציה, ובחנה אמצעי הגנה נוספים כדי להבטיח שהמגוף יגן על הצנרת ויתפקד היטב בתנאי לחץ משתנים מאוד. אמצעי הגנה אלו כללו:
- התקנת שני מסנני קו גדולים למניעת חסימת הרכיבים במגוף
- סגירה מכנית במרכז המגוף, המגבילה את הספיקה במקרה של כשל מגוף, ובכך מגבילה כל נזק לרשת
- מערכת הגנה הידראולית מפני עליית לחץ, המתוכננת לסגור במהירות במקרה של עלייה משמעותית בלחץ.
כדי להגן על המגוף עצמו, ברמד המליצה על דגם הכולל תושבת מוגבהת וגוף רחב, כדי להבטיח שהשפעות הקוויטציה לא ישפיעו על גוף המגוף ללא תלות בתנאי הספיקה. לתמיכה בהמלצה, ברמד סיפקה לתשתית דוח ניתוח מידות מלא, שהוכיח כי עיצוב המגוף לא רק מספק בקרה טובה יותר על הלחץ, אלא גם עמיד בפני כוחות קוויטציה משמעותיים.
שסתומי SIGMA 700 החדשים של ברמד מציעים עמידות גבוהה בפני קוויטציה
שסתומי SIGMA 700 של ברמד הם מגופי בקרה להקטנת לחץ, המופעלים הידראולית, שמקטינים לחץ גבוה במעלה הקו ללחץ מורד קבוע, ללא תלות בשינויים בביקוש או בלחץ במעלה הקו. להלן כמה מהמאפיינים המרכזיים שמציעים מגופים עמידים אלו:
- תצורת דו-נפחי עם לולאת פיקוד תלת-דרכית, ההופכת אותם לרספונסיביים במיוחד ללא תלות בתנאי ההפעלה ומאפשרת פתיחה מלאה ללא סיכון לנעילה הידראולית
- הקטנת לחץ מדויקת במיוחד גם בהפרשי לחצים גבוהים, ללא תלות בטווח לחץ הכניסה
- מערכת הגנה הידראולית מפני לחץ יתר, הסוגרת מיד את המגוף כדי לווסת את הספיקה כאשר לחץ המורד עולה ביותר מ-10% מנקודת הכיול
- סולנואיד אינטגרלי לסגירה מרחוק באמצעות טלמטריה, המספק שכבת ביטחון נוספת במצבי לחץ גבוהים החורגים מהגדרת מערכת ההגנה מפני לחץ יתר
- פונקציית בקרת ספיקה הידראולית להגבלת הספיקה ולמניעת קוויטציה מופרזת במגוף בתנאי ספיקה גבוהה והפרשי לחצים גבוהים
- מוט אינדיקציה עם מיקרו-סוויץ' לשיגור התראות למפעילים לסגירת הרשת במקרה של תקלה הגורמת לפתיחה מלאה של המגוף
- מסנני קו גדולים כפולים (עבודה וספייר) עם צינורות סטגנציה פנימיים, לצמצום נדיר של אפשרות חסימת שסתומי מחט ולולאות פיקוד על ידי מוצקים
בנוסף, למרות שכשל בדיאפרגמה הוא נדיר ביותר, מגופים אלו כוללים גם סגירה מכנית המיועדת להגביל את מהלך המגוף ולהפחית את יכולת הספיקה המלאה, ובכך למזער כל סיכון לרשת המורד.
התוצאות
לאחר התקנה והפעלה של מגוף SIGMA 700 הראשון עבור חברת המים באוסטרליה, ברמד ביצעה בדיקות מקיפות במצב לא מקוון כדי להוכיח שהמגוף יפעל ויתפקד בתנאי לחץ משתנים, תוך הגנה על צנרת המערכת ללא היווצרות קוויטציה. המגוף עבר את כל הבדיקות בהצלחה מרובה, והוכיח כי יספק לחברת המים את ההגנה הנדרשת לרשת, לצד ביצועים אמינים וללא דופי. כעת התקינה החברה ארבעה מגופי SIGMA 700, שכולם מסייעים למערכת לנהל את שינויים בלחץ בצורה יעילה יותר.
עבור חברת מים גדולה זו, מציאת פתרון לבעיות ניהול הלחץ שיגן גם על המערכת מפני ההשפעות ההרסניות האפשריות של קוויטציה הייתה עניין של אמון וביצועים – אותם מצאה בעבודה עם ברמד. עם למעלה מ-50 שנות מומחיות הנדסית וניסיון בפיתוח, תכנון וייצור מגופי בקרה הידראוליים מתקדמים, כולל מגופים ליישומים בסיכון גבוה כמו זה, ברמד סייעה לחברה לעמוד בביקוש הגובר למים בקהילות שהיא משרתת, תוך ביטחון רב יותר בבטיחות ובשלמות של כל הרשת.
מעקב נפח מדויק 
