Awarie wodomierzy – temat mało rozpoznany (2)

Nie ma zbyt wielu publikacji dotyczących awaryjności wodomierzy. Producenci nie szukają rozgłosu. Część awarii powstaje w wyniku zastosowania nieodpowiednich materiałów, złego zastosowania urządzeń, niepoprawnego doboru. Przyczyną może okazać się jakość dostarczanej wody mimo spełniania warunków określonych w odpowiednich rozporządzeniach.

Artykuł ten jest kontynuacją publikacji rozpoczętej w „Magazynie Instalatora” 11/2015 („Rzeczywisty strumień” s. 48-49 – przyp. red.). Dziś przedstawię wyniki badań metrologicznych wodomierzy przekazanych do badań przez FSM (Fordońską Spółdzielnię Mieszkaniową).

W wyniku badań metrologii wodomierzy przekazanych przez FSM uzyskano rozszerzone dane w poziomej i pionowej pozycji zabudowy oraz dla 4-6 wielkości strumienia objętości wody. Dla porównania badania wykonano dla próby nowych urządzeń i uznanych za wskazujące niepoprawnie stan wody. Woda twarda i bardzo twarda, a więc zawartość CaCO3 > 350 mg/l.

Wnioski

Analiza wyników pozwala na wysunięcie poniższych wniosków.

Wodomierze S100 – nowe (stan = 0 m3) tracą właściwości metrologiczne wraz ze zmianą pozycji zabudowy. Przebadane wodomierze osiągały średnie błędy wskazań dla charakterystycznych strumieni objętości, które pokazano w tabeli 1.

Tuz208tab1

Ze względu na to, iż tylko w pierwszym przedziale 0-0,02 m3/h mierzone jest około 15% wody w mieszkaniu i kolejne 10% w przedziale 0,02-0,04 m3/h – zmiana zabudowy na poziomą dla nowych urządzeń spowodować może spadek różnicy bilansowej w stosunku do wodomierza na podłączeniu wodociągowym o około 6,2%. Tyle więcej wody pomierzą wodomierze mieszkaniowe.

Przebadane urządzenia w eksploatacji (tylko te, które nie zatrzymały się podczas badań) wykazały średnie błędy wskazań dla charakterystycznych strumieni objętości, które pokazano w tabeli 2.

Tuz208tab2

Wyniki sugerują, iż w przedziale 0,04-1,0 m3/h wodomierze w zabudowie pionowej pokazać mogą nawet o około 20% wody mniej niż w zabudowie poziomej oraz znacznie, bo o około 35%, tracą właściwości metrologiczne dla qmin w poziomej pozycji zabudowy.

Tuz208tab3

Przyczyny zatrzymywania się wodomierzy

Przedmiotem oględzin były wodomierze typu S100 w ilości 10 sztuk o następujących parametrach: DN 15, Qn 1,0 m3/h, tmax +90oC.

* Oględziny zewnętrzne:

W wyniku oględzin zewnętrznych stwierdzono, że korpusy ww. wodomierzy oraz osłony liczydła są w stanie nienaruszonym. Zauważalne są mniejsze lub większe nacieki koloru rdzawego, szczególnie widoczne na osłonie liczydeł. Próba spowodowania pracy strumieniem powietrza nie powiodła się u wszystkich badanych wodomierzy.

Tuz208-1

Fot. 1. Komory pomiarowe analizowanych wodomierzy.

* Oględziny wewnętrzne:

W celu wyjaśnienia przyczyny awarii ww. wodomierzy, polegającej na ich trwałym zatrzymaniu, wszystkie liczniki rozebrano. Umożliwiło to sprawdzenie poszczególnych podzespołów badanych urządzeń pomiarowych. W trakcie oględzin wewnętrznych stwierdzono występowanie osadu wytrąconego z mierzonego medium. W trakcie próby spowodowania pracy wirnika okazało się, że wywołanie obrotu wymaga przyłożenia dużej siły, łożyskowanie nie spełniało już swojego zadania i w chwili odjęcia siły powodującej obrót następowało natychmiastowe zatrzymanie się wirnika.

Następnie przystąpiono do zdemontowania wirnika osadzonego na osi. Wymagało to użycia relatywnie dużej siły, co nie powinno mieć miejsca. Po rozdzieleniu wirnika od płyty uszczelniającej, w której osadzona jest jego oś, zauważono zalegający trwale osad na osi wirnika. Wyżej wymienione obserwacje dotyczą wszystkich wodomierzy poddanych oględzinom.

Klasyfikacja wody wg jej twardości:

* bardzo miękka: < 75 mg CaCO3/dm3,

* miękka: 75-150 mg CaCO3/dm3,

* średnio twarda: 150-300 mg CaCO3/dm3,

* twarda: 300-500 mg CaCO3/dm3,

* bardzo twarda: > 500 mg CaCO3/dm3.

W wyniku oględzin i przeprowadzonych badań stwierdzono, że przyczyną awarii ww. wodomierzy było osadzenie się zanieczyszczeń w postaci węglanów wapnia i magnezu na osi wirnika, który trwale przylegając do jego powierzchni, spowodował zwiększenie się sił tarcia do wielkości uniemożliwiającej dalszy obrót wirnika na skutek naporu hydrodynamicznego mierzonego medium. Według autora przyczyną może być również zbyt mały luz pomiędzy osią a wirnikiem. W zdecydowanie większej liczbie przypadków lepsze parametry metrologiczne osiągają wodomierze wody zimnej w wyniku braku wpływu osadzania się kamienia kotłowego. W zdecydowanie większej liczbie przypadków lepsze parametry metrologiczne osiągają wodomierze z dolną i górną osią łożyskową. Przy tak wysokiej twardości ogólnej wody nie można na terenie FSM stosować wodomierzy mokrobieżnych, mokrobieżnych z rolkami chronionymi gliceryną oraz objętościowych (wolumetrycznych). Zabudowa wodomierzy ma istotny wpływ na obserwowaną różnicę bilansową wody dla budynku/nieruchomości.

Tuz208-2

Fot. 2. Wirnik na osi górnej z płytą doszczelniającą.

Inny przykład pokazuje naocznie, jak błędy konstrukcyjne mogą wpłynąć na wskazania wodomierzy.

* Oględziny zewnętrzne:

W wyniku oględzin zewnętrznych stwierdzono, że korpusy ww. wodomierzy oraz osłony liczydła są w stanie nienaruszonym. Wloty i wyloty wodomierzy czyste – bez osadów. Próba spowodowania pracy strumieniem powietrza nie powiodła się u części badanych wodomierzy. Pozostałe wodomierze zmieniały stan pod wpływem strumienia powietrza.

* Oględziny wewnętrzne:

W celu wyjaśnienia przyczyny awarii ww. wodomierzy polegającej na ich trwałym zatrzymaniu, wszystkie liczniki rozebrano. Umożliwiło to sprawdzenie poszczególnych podzespołów badanych urządzeń pomiarowych.

W trakcie oględzin wewnętrznych stwierdzono występowanie osadu w przestrzeni (gnieździe górnym) pomiędzy osią wirnika a pierścieniem antymagnetycznym płyty antyzamarzaniowej w części mokrej. Pierścień antymagnetyczny jest nieosłonięty – bezpośrednio styka się z przepływającym medium.

W trakcie próby spowodowania obrotu wirnika okazało się, że wywołanie obrotu wymaga przyłożenia dużej siły. W trakcie obrotu z gniazda wysypywały się duże ilości osadów w postaci grudek i ziaren. Osady przyciągane w wyniku pracy sprzęgła magnetycznego w przestrzeń gniazda wirnika i do pierścienia antymagnetycznego powodowały jego stopniowe spowolnienie, aż do zatrzymania.

W wyżej opisanych wodomierzach zauważono dwa typy płyty antyzamarzaniowej. Jedna z nich posiada od mokrej strony pierścień antymagnetyczny, który nie jest zatopiony w całości w płycie. Podczas pracy przyciąga on wraz z magnesem znajdującym się w wirniku osady, m.in. żelaza, powodując odkładanie ich, a nawet spiekanie.

Tuz208-4

Fot. 4. Płyty antyzamarzaniowe – wodomierze uszkodzone i nowa poprawiona płyta.

Podsumowanie

Jest wiele przyczyn obniżenia wartości metrologicznej wodomierzy. Powoduje to wzrost strat pozornych wody – czy to po stronie przedsiębiorstw wodociągowych, czy też po stronie zarządców nieruchomości. Wybierając klasę metrologiczną i typ wodomierza, dobrze wiedzieć, jak w naszej sieci wodociągowej, instalacji zachowują się różne typy urządzeń, by w pełni zastosować zapisy rozporządzenia ministra gospodarki z dnia 16 sierpnia 2010 roku, zmieniające rozporządzenie w sprawie zasadniczych wymagań dla przyrządów pomiarowych, w którym czytamy m.in.:

„Wodomierz nie powinien systematycznie wykazywać błędów zbliżonych do błędu dopuszczalnego (MPE), a wskazania wodomierza nie powinny systematycznie faworyzować jednej ze stron” rozliczenia.

dr inż. Piotr Tuz

Literatura:

[1] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2010 roku w sprawie, jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. 2010 nr 72 poz. 466).

[2] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. 2007 nr 61 poz. 417).

Fot. główna. Oś górna wodomierzy z widocznym osadem.

Prenumerata Magazynu Instalatora

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