הלם מים בצנרות העברת מים.

שלום וברוכים הבאים ל"שליטה במים" – מרחב בו נדבר על מדי מים ותובנות מעניינות על תעשיית המים. בכל פרק מצטרפים אלינו לשיחה אנשי מקצוע מהתחום, המתמחים בכל הנוגע למגופים, מדי מים וידע מקצועי מיטבי בתחום המים. אנחנו כאן עם קולין קירקלנד מ-BERMAD Australia, שהוא אחד המהנדסים ב-BERMAD AU. לקולין יש מעל 30 שנות ניסיון בתעשייה בעבודה עם צנרת שעלולה להיות חשופה להלם מים.

קולין, אני ממש שמח לדבר איתך על זה היום. הלם מים הוא נושא ותחום שאנחנו שומעים עליו הרבה, וזה גם משהו שיכולות להיות לו השלכות ותוצאות משמעותיות אם לא מנהלים אותו נכון, או אם לא מונעים או עוצרים אותו. לפני שניכנס לפרטים על הלם מים, תוכל להסביר לנו מהו בעצם הלם מים?

ובכן, הלם מים הוא תופעה שמתרחשת כאשר יש עלייה חדה ומהירה בלחץ, הרבה מעבר למה שניתן היה לצפות בדרך כלל בצנרת, והיא נגרמת לרוב משינוי מהיר בזרימה בצינור.

דרך פשוטה מאוד להסביר זאת היא באמצעות דוגמה ביתית. בבית שלנו, אני יודע מה קורה: כאשר אנחנו מפעילים את מכונת הכביסה, שסתום הסולנואיד נפתח והמים זורמים למכונה. כשהמים מגיעים לרמה מסוימת, הסולנואיד נסגר, ואז שומעים מכה – וזה קורה כי יש שינוי מהיר בזרימה, השסתום נסגר מיד, הלחץ נבנה ומרעיד את הצנרת.

אז זו דוגמה קטנה להלם מים במערכת ביתית, וניתן לשנות זאת. אך אותו הדבר קורה גם בצינורות גדולים מאוד, כמו במכרות או באספקת מים, ושם עלולות להיות לכך השלכות חמורות מאוד, כי מדובר בטונות רבות של מים שנעים בצינור.

אין ספק. וואו.

אז כאשר מצב של הלם מים מתרחש בצנרת, מהן חלק מההשלכות של זה? והאם זה גם מסוכן?

בהחלט זה יכול להיות מסוכן. כן. תלוי בחומר הצנרת שיש לך, גלי הלחץ האלו יכולים לנוע לאורך הצינור במהירויות גבוהות מאוד. אז, בצנרת מתכתית, למשל, שבה היא מאוד מאוד קשיחה, זה יכול להגיע עד אלף מטר לשנייה. כך שאתה עלול לקבל עליית לחץ בתחנת השאיבה ושנייה לאחר מכן, הקילומטר של האוויר שגל הלחץ עובר דרכו. כך שזה מהדהד בכל הרשת. הדבר החשוב הוא שכאשר רואים את עליות הלחץ האלו, הרשת צריכה להיות מסוגלת להתמודד איתן עכשיו, כמו כל דבר אחר, אם מעייפים מערכת באופן קבוע על ידי הפעלת לחץ מסוכן, היא עלולה להיכשל.

הייתי בתחנות שאיבה שבהן ישבתי בתחנה וכיבו את המשאבות. וזה די מפחיד כששומעים את המגוף אל-חוזר נסגר ושומעים את הבום העצום הזה, הכל רועד וזה דבר מסוכן למדי. היו לנו מקרים שבהם אם המוצרים כשלו כתוצאה מעייפות ולחצים מופרזים, זה יכול להיות מסוכן גם למפעילים. אז כן, זה בהחלט יכול להיות מפחיד.

בהחלט. וואו. אז, מהם המקומות הנפוצים ביותר שבהם מתרחש הלם מים בצנרת אספקת מים? אפשר לדבר על זה?

בדרך כלל זה יקרה בשלושה מקומות שונים בערך, שרה, כך שבכל מקום שבו זרימת המים משתנה במהירות, שם זה עומד להתרחש.

אז אם נחשוב על תחנת שאיבה ששואבת למאגר, כאשר המשאבה נעצרת, זה הרגע שבו הזרימה משתנה מיידית. עכשיו, אם המשאבה מאטה ומורידה את הקצב באיטיות, לא נוצר הלם מים, אבל אם היא נעצרת בפתאומיות, שם אנחנו רואים את זה. או לדוגמה, אם את שואבת למאגר, ייתכן שיש לנו מגוף במאגר שאומר: כשאני נסגר, אם אני נסגר מהר מדי, אני הולך לייצר את הלם המים הזה, בדיוק כמו האפקט של מכונת הכביסה.

או שזה יכול להיות מצב שבו יש לנו קו צינור, מצב שבו הצינור ריק חלקית ואת מתחילה את המשאבה ועמודות המים נפגשות. וכשהשתיים נפגשות, הן יוצרות שינוי מהיר בזרימה, וזה יכול לגרום לזה שם. אפילו הייתי בקווי צינור שבהם שמעתי מפעילים בורחים מהאתר כי הם סגרו את המגוף מהר מדי ושמעו את שסתומי האוויר צורחים. וזה לא מצב טוב. את יודעת, מצבים כאלה קורים ואנשים לא תמיד בטוחים למה זה קורה, אבל זה יכול לקרות במספר מקומות לאורך קו הצינור.

זה בטח כל כך מפחיד לשמוע את זה באתר ואז להיאלץ לרוץ.

ובכן, זה בהחלט אפשרי וזה היה מקרה אמיתי, שהיה לנו בצינור שבו מגוף פרפר בקוטר מטר אחד נסגר מהר מדי, ושסתום שחרור האוויר שלצידו נכנס לוואקום חזק מאוד, והמפעילים יכלו לשמוע כמויות אדירות של אוויר נשאבות פנימה וברחו מהאתר כי חשבו שמשהו עומד להתפוצץ. וזה לא היה טוב.

בכלל לא.

אז לאחר שהבנו את האזורים שיוצרים את בעיות הלם המים האלו, כיצד ברמד פועלת לתיקון הפתרונות?

יש שתי דרכים להסתכל על זה, שרה. אפשר לבדוק מה גורם לבעיה ולנסות לתקן את זה. לדוגמה, אם תחנת השאיבה היא זו שגרמה לבעיה, כי כשהם כיבו את המשאבה, היא נכבתה תוך שתי שניות והם היו רואים הלם מים גדול בתחנת השאיבה.

אז מה אפשר לעשות? אפשר להאריך את זמן הפעולה של המשאבה כך שתעבוד ותכבה במשך 30 או 40 שניות וכך להפחית את התופעה. או שאפשר פשוט לשים "פלסטר" ולשים פורק לחץ, כך שאם הלחץ יעלה כשאנחנו מכבים מהר מדי, אוכל לשחרר אותו.

אז מדובר באחת משתי אפשרויות: לבדוק מה הבעיה ולנסות לתקן אותה, או לשים "פלסטר" ולפעול בהתאם.

נכון.

ההיגיון בבחירה בין אחת מהאפשרויות הוא האופי הפרקטי שלה. ייתכן שיהיה יקר מאוד לשים פתרון שיעצור את פעולת המשאבה מלהאט בצורה איטית מאוד. ייתכן שנצטרך להתקין מגוף בקרה למשאבה שיכול לעלות 20,000 דולר, או שהם יגידו, תראה, קולין, נשארו לנו רק חמש שנים במכרה הזה. בוא פשוט נשים פורק לחץ שיכול להוציא את העלייה הזו. נשמור על הכל. זה עשוי לעלות 3,000 דולר. אז מדובר באופי הפרקטי והעלות של מה שאנחנו בוחנים, אבל אנחנו מסתכלים על זה בשתי הדרכים – לנסות למנוע את הבעיה מראש או להגיב אליה.

בהחלט. ואני מניח שזה תמיד פשוט תלוי במצב הנתון.

לגמרי, וגם היישום, שרה.

אז ייתכן שאת עושה זאת בנכס חקלאי להשקיה, שבו המגדל משקיע מכספו, ואת יודעת, החווה אולי תרצה פתרון זול שלא יקר מדי, אבל יפתור את הבעיה, או שזה יכול להיות מכרה שבו את נמצאת שני קילומטרים מתחת לאדמה. וכשהם מכבים את המשאבה שם, זה באמת מסוכן. המפעילים שם למטה רוצים את הפתרון הטוב ביותר שיפתור את הבעיה. זה גם יכול להיות אספקת מים שבה יש לנו 40% מהמים לעיר גדולה, ואנחנו לא רוצים שזה ייכשל. אז נשים את המערכת הכי חזקה כדי לשמור על זה. כלומר, כל מקרה לגופו.

בהחלט. בהחלט.

בואו ניקח הפסקה קצרה לפני שנחזור לשוחח על מזעור הלם מים בהתקנות מורכבות עם טופוגרפיה משתנה,

אתם מאזינים ל"שליטה במים" – הפודקאסט של ברמד. המקור המרכזי שלכם לתובנות על כל מה שקשור לטכנולוגיות מים, מגופים ומדי מים. למידע נוסף על כל אחד מהמוצרים או הנושאים שנדונו בפרק זה, וכן למגוון רחב של משאבים ומאמרים שנועדו לתמוך בכם כאנשי מקצוע בתחום המים, בקרו בכתובת https://www.bermad.com.au. עכשיו נחזור לתוכנית.

אז לאחר שהבנו את שתי הגישות הכלליות לפתרון הבעיה, היכן מתחילים לבדוק מהי הפתרון הטוב ביותר.

כן. מהזווית שלנו, אנחנו לא יועצים. אנחנו חברת הנדסה שמייצרת פתרונות שניתן להטמיע בצנרת. כמובן, חברה יכולה לפנות ליועץ עצמאי. והיום, שרה, יש הרבה תוכנות מידול לגודל, כמו Bentley, Hammer, K Y Pipe, High Trend, יש רבות כאלה. אבל מה שהתוכנות האלו מאפשרות הוא להזין בצורה מדויקת את נתוני המשאבה, הצינור והרשת, ולראות בפועל מה קורה אם אני עוצר את המשאבה תוך 10 שניות או שתי שניות. או אם יש הפסקת חשמל והמשאבה נעצרת מיד, זה מה שיקרה. ואז אפשר לזהות ולראות איך זה ישפיע על המערכת ולתת המלצות. ייתכן שירצו להוסיף מיכל הלם, ייתכן שירצו להוסיף פורק לחץ או שסתום שחרור הלם, או שירצו להוסיף מגוף בקרה למשאבה – יש הרבה מאוד דרכים שונות להסתכל על זה.

אז מהזווית שלנו, יש לנו כמעט 30 שנות ניסיון באוסטרליה בתחום הזה. למרות שאנחנו לא מבצעים את המידול בעצמנו, אנחנו עובדים עם המודלים כדי להראות להם איך המגופים יגיבו ולעשות זאת. אבל יש לנו גם הרבה ניסיון מעשי. אנחנו מבצעים הפעלה של הרבה מהמגופים שלנו, מהנדסים אותם ומוודאים שהם פועלים, ואנחנו רואים אותם בפעולה. לכן, מידול וניסיון מעשי הם שני דברים שונים לחלוטין. לפעמים תראה דוח של מודל שנראה לא נכון, וזה בדרך כלל בגלל נתוני קלט שגויים, ויש לנו את הניסיון לשתף זאת כדי שנוכל להציע את הפתרון הטוב ביותר.

אז מהזווית שלנו, אנחנו מסתכלים על זה מניסיון. אנחנו יודעים בדרך כלל מה עובד, ואם רוצים לגבות את זה, יש את התוכנה. אפשר גם לפנות לחברות נוספות.

זו נקודה מאוד מעניינת שאתה מעלה לגבי היכולת להצביע על טעות פוטנציאלית בתוכנת מידול בזכות שנות הניסיון. נשמע שגם יש ערך רב ביכולת להתגבר על נקודות עיוורון, בין אם זה באמצעות התוכנה והיכולת לדמות מצבים, או לדעת בפועל שמשהו לא נראה נכון ולהבין מדוע.

ואת מאוד צודקת בזה, שרה, כי מה שרבות מהתוכנות האלו מניחות הוא שהצנרת מלאה לחלוטין במים, כי מים הם בלתי דחיסים. אבל אם ישנם כיסים לאורך הצנרת שיש בהם אוויר שהוא דחיס, זה יכול להעצים אזורים במיקומים שונים.

אז יש כאן הרבה הנחות. וגם, התוכנה לא מושלמת, אבל היא עברה כברת דרך ארוכה מאוד, ומה שאנחנו רואים שמגיע משם ומהדוחות הוא נהדר, כשזה נעשה טוב, אבל זה לא רק עניין של להחזיק בתוכנה, אלא באמת שיהיה מהנדס שמבין את התוכנה ויודע איך להזין את הנתונים הנכונים. וזה דורש הרבה ניסיון. לכן זה נשאר למומחים שעושים את זה, לא לי, אבל הרבה פעמים גם הצד המעשי-יישומי מסייע בכך ומוביל לפתרון טוב. כי הפתרון אולי לא יהיה מעשי.

נכון מאוד. זה באמת מעניין שהזכרת שסתומי אוויר. דיברנו על כך פעמים רבות ובוודאי דנו ביתרונות ההנדסיים ובחלק מבעיות הלם המים בשימוש בשסתומי אוויר. האם שסתומי אוויר בקו הצנרת מונעים הלם מים ברשת?

כן ולא. כאשר אתה משתמש בתוכנת הדמיה כזו, שסתומי אוויר רגילים, ואנחנו מדברים על שסתום אוויר משולב, כלומר אם יש לנו שסתום בקוטר 80 מ"מ, יש לו פתח בקוטר 80 מ"מ לכניסת אוויר ופתח בקוטר 80 מ"מ לפליטה. ישנם שסתומי אוויר, שבמקרה של הפרדת עמודות, כלומר כאשר הלחץ יורד לערכים שליליים או כאשר נשאב פנימה כמות גדולה של אוויר, ואז העמודות חוזרות ומתחברות, הם עלולים ליצור הלם מים מקומי בנקודות אסטרטגיות. לכן הם מצוינים בהגנה על הצנרת מפני ואקום, ומצוינים בפינוי אוויר, אך עם מוצר לא מתאים וביישום לא נכון, זה עלול להחמיר את המצב. לכן קיימים כיום בשוק מוצרים כמו שסתומי מניעת מילוי מהיר (RFP), שסתומי אוויר אנטי-הלם, או שסתומי אוויר למניעת הלם מים; מה שהם עושים בעצם הוא לאפשר כניסת כמויות גדולות של אוויר לצנרת, אך לשחרר את האוויר החוצה בקצב איטי ומבוקר.

נכון.

ויש דרכים שונות שבהן הם למעשה השיגו את הפונקציה הזו, אך הם מאוד בטוחים וניתן לדמות אותם בצורה פשוטה וקלה גם בתוכנה הזו.

כמה מעניין. קולין, איפה כדאי לאנשים להתחיל כאשר הם שוקלים כיצד לטפל בבעיה של הלם מים?

ובכן, זה תלוי ביישום ובמורכבות שלו. מה שאנחנו תמיד מנסים לעשות, אם פונים אלינו בברמד טכנולוגיות מים, אנחנו לא מספקים את תוכנת המידול הזו, אבל אנחנו מביאים 30 שנות ניסיון ודיוק. אנחנו בהחלט יכולים לתת להם ייעוץ לגבי מה שגורם לבעיה. לעיתים, כשאנחנו מגיעים לאתרים, או נדון בכך בטלפון או בפגישת זום או בכל דרך אחרת, נוכל להציע את מה שלדעתנו הוא הפתרון. נוכל לתת להם ייעוץ כיצד להתקין את זה, איך זה יתנהג, וגם לייעץ שאם הם רוצים למודל את זה ולפנות לחברה חיצונית, נוכל להראות להם איך זה עובד והם יוכלו להוכיח זאת. לכן, פעמים רבות לפני שרוכשים משהו, רוצים לדעת האם זה באמת יעבוד?

אנחנו נותנים הרבה הפניות לעבודות שביצענו וחלקנו הרבה פרויקטים שעבדו טוב וכאלה שפחות, ויש לנו את הניסיון. הדבר המרכזי, שרה, הוא שלומדים הרבה מטעויות ולעיתים מניחים הנחות שהן לא נכונות. וזה קורה כי אנחנו לא רואים מה באמת מתרחש מתחת לאדמה. אנחנו לא יודעים אם צינור היה עשוי פלדה או PVC, ולכך יש השפעה על תגובת המגוף, מהירות וכו'. אז זו סוגיה די מורכבת, אבל מאיפה מתחילים?

אנחנו נקודת התחלה מצוינת כדי להתחיל את השיחה הזו, ללא ספק.

נהדר. שמח לשמוע.

קולין, תודה שהצטרפת אליי היום. הייתה שיחה מצוינת על הלם מים.

זה נהדר. תודה.

למידע נוסף על תעשיית המים, כולל מוצרים, טיפים, התקנות, הפעלה וטכניקות תחזוקה, בקרו ב-Bermad.com.au והירשמו לניוזלטר התעשייתי שלנו. תצטרפו ליותר מ-3000 אנשי מקצוע מהתחום ותלמדו מצוות המומחים המנוסה של ברמד. תודה שהאזנתם לפרק זה של "שולטים במים". לפרקים נוספים, משאבים ומידע נוסף היכנסו ל-Bermad.com.au