Hiện tượng búa nước là gì? Nguyên nhân, tác hại và giải pháp khắc phục

Hiện tượng búa nước không còn là hiện tượng quá xa lạ trong hệ thống cấp thoát nước, hệ thống dẫn chuyền lưu chất trong nhà máy, khu công nghiệp. Thế nên, người vận hành cần hiểu rõ về hiện tượng búa nước để tìm ra nguyên nhân cũng như giải pháp xử lý phù hợp. Hãy cùng Thiết bị đo THP theo dõi bài chia sẻ dưới đây để có thêm những thông tin hữu ích nhé!

Giải đáp thắc mắc hiện tượng búa nước là gì?

Hiện tượng búa nước là một hiện tượng vật lý xảy ra khi một dòng lưu chất (thường là nước) đang chuyển động với tốc độ cao trong đường ống bị buộc phải dừng lại hoặc thay đổi hướng một cách đột ngột.

Sự thay đổi đột ngột này khiến toàn bộ năng lượng của dòng nước bị dồn nén lại, tạo ra một sóng áp suất cực mạnh. Sóng này dội ngược lại trong đường ống, va đập vào thành ống và các thiết bị, gây ra tiếng động lớn “CỘP” như có người dùng búa gõ. Chính âm thanh này là nguồn gốc của tên gọi “búa nước”.

Ngoài tên gọi phổ biến là búa nước, hiện tượng này còn được biết đến trong giới kỹ thuật với các tên gọi khác như va đập thủy kích, nước va hoặc tên tiếng Anh là Water Hammer.

Nguyên nhân phổ biến gây nên hiện tượng búa nước

Hiện tượng thủy lực có thể xảy ra trong hệ thống cấp thoát nước hoặc hệ thống vận chuyển hơi nước, sau đây là những nguyên nhân phổ biến gây nên hiện tượng trên:

• Tốc độ đóng/mở van quá nhanh: Khi van mở hoặc đóng quá nhanh sẽ khiến áp lực nước đội vào thành ống tăng đột ngột và xảy ra hiện tượng búa nước.
• Máy bơm đột ngột dừng hoạt động: Có thể do mất điện hoặc lỗi kỹ thuật nên dòng nước đột ngột bị dừng và dội ngược trở về. Điều này sẽ gây áp lực lớn cho các thiết bị và đường ống.
• Không có thiết bị điều hòa áp suất hoặc hệ thống giảm áp: Những phụ kiện này sẽ giúp giảm áp lực, giảm chất và giúp hạn chế hiện tượng thủy lực. Tuy nhiên, nếu không có thiết bị này có thể khiến hiện tượng trên diễn ra mạnh hơn.
• Hệ thống tốc độ nước cao, áp suất lớn: Những hệ thống này rất dễ bị ảnh hưởng bởi áp lực từ nước và gây tăng áp suất dòng chảy.

Những tác hại có thể xảy ra do hiện tượng búa nước

Tình trạng búa nước xảy ra thường xuyên và không được kiểm soát có thể đem tới những hậu quả nghiêm trọng và ảnh hưởng rất lớn về chi phí vận hành như:

• Nứt hoặc vỡ, gây hư hỏng cho đường ống của cả hệ thống.
• Gây hư hỏng những phụ kiện đầu nối hoặc van vận hành hệ thống như van bi, van cổng, van cầu, van bướm…
• Khiến đồng hồ nước có sai số khi đo lường hoặc bị hư hỏng và không thể sử dụng được nữa do chịu tác động của sóng xung kích hoặc áp lực lớn.
• Làm giảm hiệu suất vận hành, khiến hệ thống phải bảo trì, bảo dưỡng liên tục, tốn kém chi phí.

5 Giải pháp chống búa nước hiệu quả và triệt để

Để đảm bảo hệ thống vận hành an toàn và ổn định, việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật phù hợp để triệt tiêu hoặc giảm thiểu hiện tượng búa nước là vô cùng cần thiết. Dưới đây là 5 giải pháp hiệu quả nhất được các chuyên viên kỹ thuật Thiết bị đo THP khuyến nghị.

Lắp đặt van một chiều 

• Vai trò: Van một chiều là giải pháp cơ bản và thiết yếu để ngăn chặn hiện tượng búa nước gây ra do máy bơm dừng hoạt động đột ngột.
• Cách hoạt động: Thiết bị này chỉ cho phép dòng lưu chất đi theo một hướng duy nhất. Khi máy bơm dừng, van một chiều sẽ tự động đóng lại, ngăn chặn cột nước trong đường ống dội ngược trở về, từ đó loại bỏ nguyên nhân gây ra va đập thủy kích.
• Vị trí lắp đặt: Luôn được lắp đặt ở đường đẩy của máy bơm, ngay sau cửa ra và trước các thiết bị khác.

Sử dụng búa giảm chấn

• Vai trò: Đây là thiết bị chuyên dụng, được thiết kế đặc biệt để triệt tiêu các sóng xung kích áp suất sinh ra do việc đóng van đột ngột.
• Cách hoạt động: Cấu tạo của búa giảm chấn bao gồm một khoang chứa khí nén và một piston hoặc màng ngăn. Khi sóng áp suất cao ập đến, nó sẽ tác động lực lên piston, nén khoang khí lại. Khoang khí này có chức năng hấp thụ năng lượng của sóng xung kích, làm giảm cường độ và triệt tiêu va đập.
• Vị trí lắp đặt: Gần các thiết bị có cơ chế đóng/mở nhanh như van điện từ, van bi hoặc tại các điểm cuối của đường ống dài.

Lắp đặt bình tích áp

• Vai trò: Bình tích áp giữ vai trò điều hòa và ổn định áp suất cho toàn bộ hệ thống đường ống, giúp giảm thiểu các biến thiên áp suất đột ngột.
• Cách hoạt động: Bên trong bình tích áp có một ruột cao su chứa khí nén. Nó sẽ hấp thụ năng lượng dư thừa khi áp suất trong hệ thống tăng đột ngột và giải phóng năng lượng trở lại khi áp suất giảm, qua đó duy trì áp suất vận hành ổn định và hạn chế nguyên nhân gây ra búa nước.
• Vị trí lắp đặt: Thường được lắp đặt gần các trạm bơm.

Sử dụng van an toàn và van giảm áp

• Vai trò: Đây là các thiết bị bảo vệ hệ thống khỏi tình trạng quá áp, giúp ngăn ngừa hư hỏng đường ống và thiết bị khi búa nước xảy ra.
• Cách hoạt động: Khi sóng áp suất do búa nước tạo ra vượt quá mức áp suất cài đặt, van an toàn sẽ tự động mở để xả bỏ áp suất dư thừa ra ngoài. Trong khi đó, van giảm áp giúp duy trì một mức áp suất ổn định ở đầu ra, làm giảm nguy cơ búa nước ở các hệ thống nhánh phụ.

Tối ưu vận hành và thiết kế hệ thống

Đây là giải pháp phòng ngừa dựa trên yếu tố vận hành và thiết kế:

• Vận hành van đúng cách: Hướng dẫn nhân viên kỹ thuật thực hiện thao tác đóng/mở van từ từ, đặc biệt với các loại van có cơ cấu đóng nhanh (van bi, van bướm tay gạt). Nên ưu tiên sử dụng các loại van có cơ cấu đóng chậm như van cổng, van cầu tại các vị trí trọng yếu.
• Thiết kế đường ống hợp lý: Hạn chế các đoạn ống cua gấp 90 độ. Thay vào đó, sử dụng các cút lơi (chếch 45 độ) để giảm sự thay đổi hướng đột ngột của dòng chảy.
• Lựa chọn thiết bị chất lượng: Sử dụng các loại đồng hồ nước, van công nghiệp chính hãng, có thông số chịu áp lực phù hợp sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại nếu hiện tượng búa nước không may xảy ra.

Việc hiểu rõ và kiểm soát hiện tượng búa nước là điều cần thiết để phòng tránh hiện tượng này và nâng cao tuổi thọ, độ bền của hệ thống sản phẩm. Đừng quên, chọn mua các thiết bị như đồng hồ nước, van chất lượng và chuẩn chính hãng là cách khắc phục hiện tượng búa nước đơn giản, hiệu quả nhé!

>>> Có thể bạn quan tâm: Tổng hợp các công thức tính lưu lượng dòng khí chính xác nhất