Termi vesi-isku on suora käännös ilmiön englanninkielisestä termistä water hammer, ja sillä tarkoitetaan putkistossa esiintyvää paineiskua. Iskua, joka voi kuulostaa ulkopuolelle pienenä naputuksena, tai erittäin voimakkaana pamauksena, minkä johdosta putkisto tai putkiston osa, esimerkiksi venttiili, voi rikkoutua äkillisesti.

Höyry- ja lauhdejärjestelmissä vesi-iskut voivat olla kahta eri tyyppiä.

Hydraulinen vesi-isku

Kun puhutaan hydraulisesta vesi-iskusta, niin sillä tarkoitetaan vesimassan liikettä ja äkillistä törmäystä. Eli hydraulisen vesi-iskun saattaa vaimeana kuulla jopa arkisessa vesijohtolinjassa, kun vesihana suljetaan nopeasti. Se ei ole putkistolle vaarallinen, mutta toisin voi olla suurissa lauhdelinjoissa, joissa veden massa on suuri.
Annan esimerkin puhdasvesipuolelta. Helsingin alla kulkee pitkiä puhtaan veden siirtolinjoja, missä vesimassat pumpataan kilometrien päähän. Meitä pyydettiin taannoin tarjoamaan DN 800 takaiskua tällaisen pumpun suojaksi ja teimme laskelman, millainen hydraulinen vesi-isku kohdistuisi tähän takaiskuun, jos pumppu pysähtyisi ja vesimassa lähtisi liikkumaan taaksepäin. Paineiskun suuruus oli yli 20 bar ja oli selvää, ettei tavallinen takaisku tuota paineiskua kestäisi. Kohteeseen valitsimme ja sinne asennettiin Gestran erikoisvalmistetut BB kaksoisläppätakaiskuventtiilit hydraulisella vaimennuksella.

Lauhdelinjassa tällainen hydraulinen vesi-isku saattaa esiintyä esimerkiksi nousevan lauhdelinjan yhteydessä, mikäli linjapaine ei jaksa nostaa lauhdetta ylös vaan se painovoimaisesti putoaa takaisin alas.
Näissä tapauksissa vesi-iskua voidaan vaimentaa esim. Gestran omavoimaisella ED lauhteennostimella.

Myös itse lauhdelinjassa voi syntyä hydraulinen vesi-isku, etenkin kun putki on mitoitettu liian pieneksi, tai vielä tyypillisemmin, se on ehkä aikanaan ollut oikean kokoinen, mutta jäänyt ajan saatossa pieneksi, kun samaan linjaan on tuotu uusia ja uusia lauhdevirtoja.
Oikein mitoitetussa lauhdeputkessa lauhde virtaa lauhdeputken pohjalla ja sen päällä on erikseen paisuntahöyry. Puhutaan kaksifaasivirtauksesta. Liian pienessä lauhdeputkessa lauhdemassa lähtee kuvan mukaisesti aaltoamaan ja sen nopeus kasvaa, kunnes törmää linjassa olevaan laitteeseen tai putkimutkaan.

Vuotavat lauhteenpoistimet edesauttavat paineiskujen syntyä ja lauhteenpoistimien kuntotarkkailusta puhutaan tässä blogissa.

Terminen vesi-isku

Höyry- ja lauhdejärjestelmissä kuitenkin vielä tyypillisempi vesi-iskutyyppi on terminen vesi-isku.
Yksinkertaistaen tällä tarkoitetaan kahden selkeästi eri lämpötilassa olevan aineen kohtaamista ja siitä syntyvää paineiskua. Mainittakoon erikseen, että lähtökohtaisesti kahden eri lämpötilassa olevan nesteen kohtaaminen ei paineiskua normaalisti synnytä, mutta lauhdeputkistossa asiaan tuo oman twistin lauhteesta erottuva paisuntahöyry. Ja lauhdejärjestämässä onkin tyypillistä, että terminen vesi-isku on paisuntahöyryn ja viileässä lämpötilassa olevan lauhdeveden törmäämistä.

Termisessä vesi-iskussa höyry työntyy kuplana lauhteen sisään, ja jäähtyessään räjähtää sisäänpäin.
Mitä suuremmat massat, sen voimakkaammat pamaukset.

Kuvassa uimuripoistimen säädin, joka on rikkoutunut paineiskussa. Tällöin lauhdelinja lopettaa vesittämisen, mikä altistaa prosessin taas uusiin paineiskuihin sekä luonnollisesti synnyttää häiriötä koko prosessin toimivuudelle. Kuvassa paineiskusta rikkoutunut uimurisäädin, minkä johdosta lauhteenpoistin ei enää läpäise lauhdetta vaan jättää prosessin vesi-lastiin, mikä synnyttää esim lammönvaihdintapauksissa uusia vesi-iskuja.

undefined

Vesi-iskujen torjumiseen meillä on useita keinoja ja toivottavasti huojentavaa on, että vesi-iskuille höyry- ja lauhdejärjestelmissä löytyy aina juurisyy. Välttämättä se ei ole heti silmien alla, eikä löydy helposti, mutta aina se löytyy. Annamme mielellämme lisätietoja, tai tule höyry- ja lauhdekoulutukseemme. Siellä käymme näitä asioita läpi lukuisien esimerkkien avulla.

Katso aiheesta esitteluvideo, mikä kuvattu Gestran lasilaboratoriossa

Tutustu myös blogiin Lauhteenpoistimen valinta, sillä oikealla valinnalla on suuri merkitys prosessin toimivuudelle.

  • vesi-isku
  • paineisku
Bloggaajan muut kirjoitukset