生活中不知道大家有沒有遇到過這種情況，就是當(dāng)你在用水的時候突然關(guān)掉閥門，輸水管道就會發(fā)出一陣明顯的搖擺晃動，隨后才慢慢停止。又或者我們在觀看一些大型化工廠等影像資料時，通常會聽到工廠中發(fā)出一些類似“梆，梆，梆，”一樣的敲擊管子的聲音，這可不是工人在拿錘子敲的，事實上這種聲音，很可能就是管道內(nèi)水流錘敲擊管道發(fā)出的（而有些周期性撞擊管道的聲音是由于管道相連的設(shè)備運行導(dǎo)致）。

千萬別小看這種現(xiàn)象，它背后隱藏的風(fēng)險一點都不小啊，為什么呢，我們一起來了解下背后的原因吧！

什么是“水錘”，發(fā)生這種情況有什么危害？
我們都知道，為了輸水方便、更高效，無論是塑料管道還是金屬管道，管道內(nèi)壁一般都是比較光滑的，水流在里面流動就會更加快速。但當(dāng)這條輸水管道的閥門突然被關(guān)閉時，水流就會對閥門和管壁產(chǎn)生一個壓力；而且在后續(xù)水流的流動慣性作用下，這個壓力會突然變得非常大，進而產(chǎn)生水流沖擊波，就像錘子敲打一樣，從而對管道產(chǎn)生損傷破壞。

這種情況在水力學(xué)當(dāng)中有個專門的名詞，就叫做“水錘效應(yīng)”，也常常被稱作“水擊效應(yīng)”。

管道閥門如果從打開狀態(tài)突然變成關(guān)閉狀態(tài)，形成的“水錘效應(yīng)”叫做正水錘，當(dāng)發(fā)生正水錘時，壓力管道中的壓力會突然升高，甚至可以超過管中正常壓力的幾十倍至幾百倍，從而導(dǎo)致管壁產(chǎn)生非常大的應(yīng)力。而這種壓力隨著水流的反復(fù)變化將引起管道和設(shè)備的振動，管道的應(yīng)力交變變化，最終將造成管道、管件和設(shè)備的損壞、破裂、泄漏等。

相反，如果是關(guān)閉的閥門突然打開后，也會產(chǎn)生“水錘效應(yīng)”，這種情況叫負水錘，當(dāng)發(fā)生負水錘時，管道中的壓力突然降低，應(yīng)力交遞變化，可能使管中產(chǎn)生不利的真空，在外界氣壓壓力的作用下，可能會出現(xiàn)管道擠扁的突發(fā)情況。

2019年12月，廣州承壓院就曾對廣州市白云區(qū)某企業(yè)在用的蒸汽管道進行年度檢查時發(fā)現(xiàn)，該企業(yè)一樓脫水車間內(nèi)的一個波紋管發(fā)生變形失效。經(jīng)過技術(shù)人員分析，由于該蒸汽管道使用時間將近12年了，在日常運行使用當(dāng)中，不可避免地經(jīng)歷了不斷停機開機、熱脹冷縮等交變工況，導(dǎo)致管道承受振動、溫差、內(nèi)壓波動引起的交變應(yīng)力載荷。

隨著蒸汽管道不斷運行導(dǎo)致應(yīng)力不斷積累，在蒸汽內(nèi)壓、水擊以及支架等約束結(jié)構(gòu)的共同作用下，導(dǎo)致了該波紋管出現(xiàn)嚴重變形。因為波紋管屬于壓力管道元件，如果這些由多方因素引起的故障沒有及時處理，可能會導(dǎo)致管道“積累成疾”，最終導(dǎo)致管道開裂，蒸汽泄漏，甚至可能造成人員受傷事故。

我們可以通過什么方法來避免“水錘效應(yīng)”的發(fā)生，降低管道失效的風(fēng)險？
企業(yè)在生產(chǎn)過程中，如果想要防止管道出現(xiàn)水錘現(xiàn)象，一般可采取增加閥門啟閉時間、盡量縮短管道長度，又或者在管道上裝設(shè)安全閥門或空氣閥等方式，以此限制壓力的突然升高或壓力降得太低形成的風(fēng)險。

盡管現(xiàn)在我們用來防止“水錘”效應(yīng)的防護措施已經(jīng)非常多了，但還是需要根據(jù)實際情況考慮，分析水錘可能產(chǎn)生的原因，而采取不同的措施。