管道阀门的水锤效应

“水锤效应”（Water hammer effect ) 

是指当打开的阀门突然关闭，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。




相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。




通常，在阀门接近关闭时闭合元件突然吸入阀座，称为溶缸闭锁效应。

溶缸闭锁效应是由低推力执行机构所造成的，该执行机构没有足够的推力以保持在接近阀座的位置，导致泵的突然关闭或阀门的突然关闭，从而产生水锤效应。对于控制阀，在某些情况下，快开型流量特性的阀门也能导致水锤效应。




虽然水锤产生很大的噪音，但真正的损害是由机械失效造成的。因为由动能急剧地变化成静态的管线压力，水锤会冲破管线或损伤管子支架和损害管线接头。对于阀门，水锤能够通过阀芯产生严重振动，它可能导致阀芯、垫片或填料的失效。




对于阀门，

防止水锤的办法是防止系统任何突然的压力变化。




包括放慢阀门本身的关闭速度或当闭合元件接近阀座时提供较大程度的拉力和刚性。为防止压力波动，阀门应以均匀变动的速度进行关闭。在某些情况下，当使用快开特性，可以要求改变为等百分比特性。对于在接近阀座时必须节流的控制阀，应当使用输出推力足够大的执行机构，如活塞式气动执行机构或液压执行机构，或在手动旋转的操作器的行程套管上设置特殊缺口，将减少或防止溶缸闭锁效应。在管线系统上设置某种类型的防波动措施也能减少水锤。可使用压力泄放阀或缓冲桶完成。此外气体可被注入系统内，气体的注入能减少流体的密度并提供某些压缩性以处理任何突然的波动。

比较直观的方法是在阀门的后端装上配套的水锤消除器。