Waarom u moet oppassen voor waterslag

Hoe voorkomt u kostbare schades en hoe verlengt u de levensduur van uw apparatuur?

Het is het fenomeen dat geen enkele ingenieur wil zien gebeuren. Onvoorspelbaar, zorgwekkend krachtig en met het potentieel om ernstige schade toe te brengen aan zowel mensen als infrastructuur, staat waterslag hoog op de lijst van gevaren die niemand wil meemaken.

Veroorzaakt door een plotselinge drukverandering in pijpleidingen of andere apparatuur, kan de stress van deze drukschok zich verplaatsen met de snelheid van het geluid, met verwoestende gevolgen. Het eerste teken van waterslag is vaak een onheilspellend kloppend geluid, soms behoorlijk krachtig in toonhoogte.

Er zijn twee hoofdtypen waterslag:

• Hydraulische waterslag: gevonden in installaties met koude vloeistoffen
• Thermische waterslag: in stoom- en condensaatsystemen en warmwaterinstallaties

Wat veroorzaakt hydraulische waterslag?

Stel je voor dat er vloeistof door een pijpleiding stroomt die wordt gestopt door een snel sluitende klep. De vloeistof stroomopwaarts van de klep kan plotseling nergens heen, waardoor een drukschok ontstaat. Omdat vloeistoffen bijna onsamendrukbaar zijn, weerkaatst dit in alle richtingen.

Net onder de afsluiter stopt de vloeistofstroom niet onmiddellijk, waardoor er een vacuüm ontstaat. Dit trekt de vloeistof terug, raakt de afsluiter,  waardoor een drukgolf ontstaat. Deze drukgolf gaat heen en weer door de leiding en verliest geleidelijk zijn kracht.

Wat veroorzaakt thermische waterslag?

Hier wordt waterslag veroorzaakt door stoom of flash-stoom, dat zich vermengt met condensaat bij een lagere temperatuur. Het resultaat is dat de stoombellen abrupt condenseren, waardoor er een vacuüm ontstaat. Het omringende condensaat vult deze ruimte snel en veroorzaakt een implosie, waarbij de vloeistofdeeltjes met hoge snelheid botsen met hogedruk pieken tot gevolg.

4 belangrijke redenen voor  het ontstaan van thermische waterslag

1. Defecte installatie van kleppen en apparatuur en slecht ontworpen leidingen
2. Onzorgvuldige bediening van kleppen (vooral tijdens het opstartproces)
3. Het gebruik van ongeschikte of verkeerd gedimensioneerde apparatuur
4. Storingen in de apparatuur

Hoe krachtig de waterslag precies zal zijn, hangt af van de intensiteit of hoeveelheid van het mengen tussen stoom of flitsstoom en condensaat bij een lagere temperatuur dan de verzadigingstemperatuur.

Neem bijvoorbeeld een stoomleiding die niet goed ontwaterd is of een condensaatleiding waar stoom met een hogere snelheid stroomt dan het condensaat. Omdat het condensaat afkoelt terwijl het langs de wanden van de leiding stroomt, zal er waterslag ontstaan wanneer dit condensaat van lagere temperatuur zich vermengt met de stoom waar het in contact komt met resistente oppervlakken of wanneer de pijpleiding verandert (bijvoorbeeld een overgang van een horizontale naar een verticale leiding).

Bescherming tegen waterslag

Als het gaat om het vermijden van hydraulische waterslag, is het mogelijk om de mogelijke effecten te berekenen en waar ze kunnen optreden. De mogelijke drukschokken kunnen dan worden vermeden, of in ieder geval worden gedempt, door de juiste dimensionering van kleppen en leidingen en het gebruik van specifieke apparatuur, zoals de GESTRA BB-type terugslagklep met dempers.

Voor thermische waterslag is er geen eenvoudige manier om de mogelijke ernst ervan te meten. Hiermee moet rekening worden gehouden tijdens de ontwerp- en installatiefase van de installatie en bij de dagelijkse werking ervan. Als een installatie correct is ontworpen, geïnstalleerd en vakkundig wordt bediend, zou waterslag geen probleem moeten zijn.

Als dit niet mogelijk is, moeten maatregelen worden genomen om apparatuur te gebruiken die mogelijke gevallen van waterslag effectief dempt.

Twee praktische manieren om waterslag te voorkomen

Als we condensaatafvoerleidingen als onze casus nemen, laat figuur a) zien wat er gebeurt als warmtewisselaars op enige afstand van elkaar dezelfde condensaatleidingen delen. Omdat het condensaat van de eerste set is afgekoeld tegen de tijd dat het de volgende bereikt, zal de ontspanningsstoom van de tweede set wisselaars snel imploderen wanneer het zich vermengt met het onderkoelde condensaat, waardoor waterslag ontstaat.

Waterslag voorkomen

De oplossing, weergegeven in afbeelding b), is om aparte condensaatverzamelleidingen te hebben voor elke set wisselaars. Dit voorkomt het mengen van verschillende temperaturen en de kans op waterslag. Dit zou ook een best practice zijn wanneer condensaat van wisselaars met verschillende belastingscondities wordt teruggevoerd naar dezelfde condensaattank.

In dit tweede voorbeeld zal waterslag optreden doordat het condensaat naar een hoger niveau wordt getild. De oplossing in dergelijke gevallen is om de impact van waterslag te verminderen door een GESTRA ED-type dempingspot te installeren. Dit apparaat vermindert waterslag, zowel bij het opstarten als tijdens normaal gebruik, door het effect van de waterslag te dempen.

Bezorgd over waterslag in uw systeem?

Met zoveel variaties in stoom- en condensaatsystemen is er zelden slechts één oplossing om waterslag te voorkomen. Als je ongebruikelijke geluiden hebt ervaren, vooral bij het opstarten van een systeem, loont het om een expert te raadplegen.

Al meer dan 120 jaar is GESTRA toonaangevend in het diagnosticeren en verbeteren van stoomsystemen en helpt het waterslag te voorkomen door de beste kennis toe te passen op elk uniek geval over de hele wereld.

Onze technici staan voor u klaar, ongeacht de omvang van uw probleem en waar u ook actief bent
Bezorgd over waterslag in uw stoomsysteem?

Neem contact met ons op voor een diepgaande analyse op hoe uw systeem presteert.