Co ma być zamknięte niech się nie otwiera (samoistnie). Magiczna kula?

Początek lat 90. przyniósł na polski rynek upowszechnienie zaworów kulowych. Zacznijmy od krótkiego przypomnienia, że czym innym jest zawór, czym innym zasuwa, a czym innym kurek. Tak naprawdę ten nasz podsądny to nie zawór, a kurek kulowy ćwierćobrotowy, ale przyjęło się go nazywać zaworem kulowym. Ważne, że wiemy, o co chodzi, chociaż stary gazownik nigdy nie powie zawór główny tylko kurek główny. Rączka do rączki Kiedyś kurki gazowe obowiązkowo montowało się na odcinkach poziomych. Było to związane z ich konstrukcją. Nieprzytwierdzana rączka i klin, w przypadku uszkodzenia kontry, mogły wypaść, uwalniając gaz. Teraz montuje się kurki kulowe również na odcinkach pionowych. Tak naprawdę ciągle trwa na ten temat dyskusja. Nie widzę powodu dla trzymania się starej zasady. Ważne żeby zamknięty zawór się nie otworzył, kiedy ktoś coś na nim powiesi. Prosto to uzyskać. Potrzeba jedynie, by w pozycji otwartej rączka skierowana była w górę, w pozycji zamkniętej poziomo. Montując zawór na odcinku poziomym, warto zamontować go tak, by wrzeciono patrzyło poziomo. Wtedy przypadkowe potrącenie rączki jest mniej prawdopodobne. Teraz potrzeba jeszcze, by zamykał się rączką w dół otwarty poziomo z analogicznych powodów jak dla odcinka pionowego. Na ogół na różnych instalacjach sanitarnych jest tak, że przypadkowe zamknięcie zaworu jest mniej niebezpieczne od otwarcia. Sposób ustawienia rączki otwarte/zamknięte zależy od tego, co spowoduje awarię lub zagrożenie. W ostateczności na niektórych instalacjach demontujemy rączki. Ja w wielu przypadkach uważam to za niedopuszczalne. Lepiej je rozsądnie lokalizować i zawsze przewidywać, jak usytuować bezpiecznie rączkę. Może być tysiąc różnych przypadków. Opisane powyżej zasady nie są uniwersalne. Możliwość przypadkowego otwarcia lub zamkniecia tego typu zaworu jest jego poważną wadą. Lokalizując takie odcięcie, miejmy to na uwadze. Wolne końcówki instalacji zaślepiajmy wkręconym korkiem, ślepym kołnierzem – nie zostawiajmy tylko na zamkniętym zaworze kulowym. Przy remoncie lub w wielu innych okolicznościach ktoś może potrącić rączkę i przypadkiem otworzyć zawór. Pół biedy, jeśli od razu się zorientuje, ale jak końcówka instalacji jest w innym pomieszczeniu lub wyciek jest niewielki, orientacja przyjdzie, jak np. zamoczymy buty w piwnicznej pakamerze. Wkręcając korki, utrudnimy również nielegalny pobór wody, np. z centralnego ogrzewania. Lokalizując zawór, powinniśmy przewidzieć łatwy do niego dostęp dla osób uprawnionych i możliwie trudny dla ciekawskich. Są zawory z blokadą przypadkowej zmiany położenia rączki. Jednak należy je stosować tam, gdzie jest wykwalifikowana obsługa. Kiedy takie zabezpieczenie pierwszy raz zobaczyłem, mając luźny zawór w ręku, potrzebowałem trochę czasu, by je rozszyfrować. Te rączki to ważna sprawa. Konstrukcje z grubsza mają taką samą, ale nie materiał. Są jego dwa rodzaje: odlew lub wytłoczka z blachy. Odlewy są kruche i często bardzo podłej jakości, blacha nawet podła, byle gruba, jest o niebo lepsza. Ważne jest też wrzeciono. Szczególnie przy blasze nie powinno być mosiężne, bo łatwo się „wyrabia”. Kwestia ta świetnie zobrazowana jest np. w ekstremalnych warunkach pracy, jakie mają zawory czerpalne przy źródełkach wody. Znacznie lepiej są one tam „zbadane” niż w laboratorium. Dłonie użytkownika to najlepszy test zmęczeniowy. Maszyna do badania trwałości wykona co prawda setki tysięcy cykli, ale idealnie powtarzalnych. Zawór, z którego korzystają różni ludzie, poddawany jest za każdym razem innej sile, pod innym kątem, czasem może trafić np. na kulturystę, a potem znowu na historyka sztuki czy majsterkowicza. Taka różnorodność dla zaworu to jak wojna dla chirurga – od razu wiadomo, czego jest wart. Dyplom (certyfikat) to tylko konieczny papier. Zawory kulowe na gazie sprawdziły się znakomicie. Lekko chodzą, nie rozszczelniają się po zamknięciu czy otwarciu. Te cechy nie zawsze towarzyszyły kurkom stożkowym. Aby nie obrosło Więc dlaczego w tytule pojawił się znak zapytania? Otóż utrzymanie zaworu kulowego w dobrym stanie wymaga, by 1-2 razy w roku poruszyć nim. Jak się zastoi i obrośnie wewnątrz, to już po nim – jest tylko atrapą. W niektórych zaworach z czasem bardzo mocno skleja się uszczelnienie z kulą. Uszczelnienie w zaworze to newralgiczny punkt, gdyż nie jest wymienne (z wyjątkiem zaworów specjalnej konstrukcji). Lepsze firmy mają zawory bardziej odporne, ale i one muszą być poruszane, bo gdy robimy to za rzadko, to osadzony brud wytnie uszczelkę. Proces ten następuje z różnym nasileniem zależnie od materiału, z jakiego wykonana jest instalacja i od medium, jakie transportuje. Zawory starego typu były odporniejsze na złą konserwację, a zasuwy z miękkim sercem nieruszane latami, na sieci „trzymają” zupełnie dobrze. W instalacjach ciepłowniczych, zwłaszcza dobrze zabezpieczonych przed przenikaniem tlenu przez dyfuzję czy powietrza przez odpowietrzniki, problem ten jest mniejszy, choć nie znika całkowicie. Na gazie zawory kulowe, zwłaszcza stare gazometki, też czasem się zastoją, tu jednak przyczyną jest głównie sklejenie uszczelnienia z kulą. Wodociągi na sieciach stosują nadal zasuwy. Te z miękkim sercem i zasadniczymi elementami z nierdzewki są bardzo odporne na pozostawienie ich własnemu losowi i upływowi czasu. Najgorsze jest uderzenie Najgorsze jest jednak uderzenie hydrauliczne. Przypomnijmy sobie, co to jest – trochę teorii z mechaniki płynów. Naprawdę tylko zasygnalizujemy, że jest teoria do tego, co niejeden z nas sam zobaczył. Zajmiemy się uderzeniem złożonym, czyli zamknięciem zaworu w czasie różnym od zera. Uderzenie proste nie występuje w naszej praktyce, chociaż czasem zamykanie/otwarcie zaworu kulowego daje zbliżony efekt. Uderzenie hydrauliczne jest funkcją następujących zmiennych: prędkości przepływu, czasu zamknięcia zaworu, długości rurociągu, rodzaju cieczy. Uderzenie rozchodzi się oscylacyjnie, raz przyrost ciśnienia jest dodatni, raz ujemny. Oscylacyjnie, czyli parę razy przechodzi przez rurociąg, poddając go najgorszemu rodzajowi naprężeń – naprężeniom zmiennym. Ponieważ w rurociągach plastikowych efekty nagłego zamknięcia/otwarcia przepływu, które obserwujemy, są mniej drastyczne, wielu z nas uważa, że ten materiał stanowi rozwiązanie problemu, bo chłonie energię. Kiedy przeanalizujemy wzór na uderzenie złożone, z łatwością zauważymy, iż w konkretnej instalacji jedyne, na co mamy realny wpływ, to czas zamknięcia zaworu. Wartość przyrostu ciśnienia jest odwrotnie proporcjonalna do czasu zamknięcia, a ponieważ mamy na to wpływ, więc korzystajmy z tego i zamykajmy zawory powoli. Niestety w przypadku zaworów kulowych bywa to trudne. Jeżeli instalacja jest w fazie projektowania, możliwości zapobiegania uderzeniu jest więcej. Jedne metody są bardzo tanie, inne kosztowne, ale czas zamknięcia/otwarcia zaworu zawsze decyduje o skali problemu i jego wydłużanie jest bezkosztową metodą zapobiegania temu zjawisku. Dla ciekawości warto policzyć wielkość uderzenia przy standardowej prędkości 1-1,5 m/s i różnych czasach zamknięcia/otwarcia zaworu (zaczynając od zerowego, czyli uderzenia prostego). To bardzo uzmysławia wagę problemu. Oczywiście nie tylko zawory są źródłem uderzenia hydraulicznego. Nie bez winy są tu pompy, a zwłaszcza złe algorytmy niektórych hydroforni bezzbiornikowych (nawet znanych firm) lub niedostatecznie dużo powietrza w klasycznych zbiornikach hydroforowych. Teoria bardziej szczegółowo była już omawiana w „Magazynie Instalatora” w 2004 i 2006 r., więc wystarczy. Stare zawory ciepłownicze, te w komorach lub na wejściach do dużych odbiorców, miały obejścia przeciw uderzeniu hydraulicznemu.
Otwieraliśmy je, następnie zamykaliśmy zasuwę/zawór i dopiero zawór obejścia. Było takie postępowanie, choć zasuwę zamykało się wolno. A co dzieje się teraz, zamykając zawór kulowy większości firm, zwłaszcza o średnicy od 50-siątki wzwyż? Najczęściej najpierw trafiamy na potworny opór, ciągniemy z całej siły, czasem nawet przedłużamy rączkę i nagle zawór puszcza i zamyka się w sekundę, ułamek sekundy. W takim wypadku to uderzenie hydrauliczne w instalacji jest pewne. Parę razy to powtórzymy i po manometrach, może nawet pęknąć instalacja. Ale najgorzej, jak mamy do czynienia z plastikiem. Proszę wziąć torebkę plastikową i ją rozciągnąć – czy wróci do stanu pierwotnego? Tak samo jest z instalacją z tworzywa. Przeciągnięcie trwale ją niszczy i choć ścianki pochłoną energię, to bardzo dużym kosztem, wręcz samobójczym. Dlatego też wysokie ciśnienia próbne dla instalacji stalowych dla instalacji plastikowych jest zagładą. Istnieją rozwiązania zaworu kulowego, gdzie zamyka się go korbką przez przekładnię ślimakową. Takie powolne zamykanie ogranicza uderzenie i potrzeba mniej siły do zamknięcia. Zawory kulowe wielu z nas uważa za niezawodne i myśli, że nigdy nie będą wymieniane. Więc, zwłaszcza na plastiku, montuje się je są bez śrubunków czy holendrów. Kiedyś nikomu nie przyszłoby do głowy montowanie zaworu bez połączenia rozłącznego. Wyjątkiem były niektóre zawory na instalacjach gazowych. Plastikowa instalacja i zawór bez śrubunku, to przy wymianie duży kłopot. Dotyczy to wszystkich zaworów (także starego typu i tych regulacyjnych). Wymieniając zawór bez śrubunku, trzeba przeciąć instalację. Powtórne zgrzanie jest kłopotliwe, z rury ciągle kapie woda i wystudza zgrzewarkę. Oczywiście da się to zrobić, ale zgrzew może być nietrwały. Poza tym po pewnym czasie instalacja składa się z samych mufek, a i zawór może być tak zamontowany, że zabraknie miejsca na zgrzew. Nie mówię już o tym, że potrzeba większego przygotowania logistycznego. Zamiast dwóch kluczy, teflonu i zaworu potrzebujemy wszystkiego powyższego i mufki z tworzywa, zgrzewarki, przedłużacza, źródła prądu oraz dwóch monterów zamiast jednego. Zgrzewanie w pojedynkę jest raczej trudne, a i dłonie można poparzyć. Tak więc ostrożnie z hasłem: „to się w razie czego przetnie i zgrzeje”. Spotkałem się z urządzeniem regulacji ciągłej opartym o zawór kulowy. Było z nim trochę kłopotów. Reakcja na obrót kuli zaczynała się dopiero przy około 80% zamknięciu i dalej reakcja na każdy stopień obrotu była gwałtowna. Precyzyjna regulacja była dość trudna. Mam wrażenie, iż lepiej stosować tam, gdzie pracują on/off i to też z siłownikiem, który powoli zmienia położenie (z powodu już omówionego). Największą zaletą nowych zaworów jest znikomy opór, praktycznie żaden, jaki stawiają przepływowi. Jest on znacznie niższy nawet od zaworów kosfy. Drugą zaletą, wynikającą z pierwszej, jest to, iż bardzo nieznacznie zakłócają przepływ, co jest bardzo pożądane w przypadku montażu w pobliżu urządzeń regulacyjnych i pomiarowych. Oczywiście zalecanych DTR odległości nie należy naruszać.
Newralgiczna uszczelka A jakie były (i nadal są) zawory typu gniazdo-uszczelka? Przede wszystkim są odporniejsze na złą konserwację. W przypadku ich uszkodzenia najczęściej wystarczało wymienić uszczelkę – banalna robota. Były nawet przyrządy do ręcznej regeneracji gniazda, bez demontażu zaworu. Kiedy przeciekała dławica, wystarczała wymiana pakunku, w nowszych – wymiana głowicy bez demontażu zaworu. Nagłe zamknięcie, mogące wywołać uderzenie hydrauliczne, praktycznie występowało bardzo rzadko, a jeżeli już to tylko przy bardzo dużych przepływach. Były odporne na przypadkowe zamknięcie czy otwarcie. Niestety nie produkowano ich w wersji całkowicie mosiężnej, a jedynie ocynkowanej. W związku z tym nie można ich było stosować w instalacjach miedzianych ze względu na korozję elektrochemiczną. Produkowano mosiężne zasuwki małej średnicy i były one stosowane dla miedzi. Nie były tanie i mam z nimi nienajlepsze doświadczenia. Jestem pewien, że zawory kulowe nie znikną z rynku. Nie żałujmy więc na wyroby dobrych firm. Naprawdę warto!
Warto też przemyśleć sposób ich montażu. No i koniecznie nie leńmy się z konserwacją, nie śpieszmy się przy zamykaniu/otwieraniu. Wtedy będzie dobrze. Jeżeli zawór ma duże znaczenie bezpieczeństwa obiektu należy rozważyć czy przypadkiem nie zastosować zaworu ze stali kwasoodpornej. Taki zawór jest około trzy razy droższy od zaworu dobrej firmy z brązu. Warto inwestować również w zawory z brązu (nie mosiądzu!). Jedną z zalet brązu jest to, iż jest bardziej elastyczny, mniej kruchy. To pozwala mu przetrwać mniej poważne zamarznięcia, a także, przy wkręcaniu w niego szczególnie nypla, jest mniej narażony na pęknięcie, co zdarza się niektórym zaworom z mosiądzu. Tak naprawdę newralgiczna jest uszczelka – na jej jakość trzeba zwrócić uwagę. Przy okazji materiałów, jak Państwo myślą, czym jest twardy nalot, który pojawia się w instalacjach c.w.u. z OC? Dlaczego tylko w ograniczony sposób wchodzi w zawory? Kamień byłby i w innych materiałach, a poza tym wytrąca się w miejscu podgrzewania. Rdza? Byłaby krucha. To praca bakterii! Tak, proszę Państwa. Zwykła rdza nie jest problemem tak wielkim, jak te małe nicponie – bakterie żelaziste. Przerabiają żelazo na wodorotlenek żelaza, który początkowo galaretowaty zamienia się z czasem w „kamień”. Jaki ma to związek z naszymi zaworami? Bardzo prosty, nawet najpodlejszy, wyprodukowany gdzieś w krzakach, zawór kulowy nie jest z żelaza i zanieczyszcza go głównie nalot osadzony, mniej groźny. Wodorotlenek żelaza może, choć rzadko, pojawić się w instalacjach zasilanych zażelazioną wodą. Tego „kamienia” praktycznie nie ma w instalacjach c.o., bo woda pozbawiona jest tam tlenu, a te żyjątka potrzebują go do metabolizmu. Leżąc na śniegu…
Dotarł do mnie wodociąg, co w XXI wieku jest niezwykłym osiągnięciem. Robię według bardzo nowoczesnych wymagań – warunków technicznych wydanych przez PGK. Tak naprawdę trochę jestem przerażony. Atestowana studnia ma średnicę 400 mm, zawory kulowe są tak zainstalowane w prefabrykacie, jak gdyby nigdy nie miały się popsuć. Zimą, żeby je wymienić, trzeba sobie poleżeć na śniegu pół godziny, jak dobrze pójdzie. Na szczęście zasuwa domowa ma miękkie serce, a wewnątrz założę sobie polski zawór grzybkowy. Taki miałem przy hydroforze 20 lat, nie zamykałem go przez ten czas, po tylu latach zamknął się szczelnie. A tak naprawdę pochodził z demontażu, gdzie na starej instalacji nie wiadomo, ile lat służył.
Maciej Ryskalczyk
(pomysł artykułu: Paweł Czarneta)
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf pdf

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij