چگونه لرزه‌گیرهای هوشمند در برابر شکست خطوط آب محافظت می‌کنند؟

تحلیل عملکرد، فناوری‌ها و نقش آن‌ها در تاب‌آوری شبکه‌های آبرسانی

شبکه‌های توزیع آب شهری یکی از حساس‌ترین زیرساخت‌های حیاتی هر جامعه هستند. شکست خطوط آب، چه در اثر فشار هیدرولیکی، چه در نتیجه زلزله، ضربه قوچ (Water Hammer) یا ارتعاشات ناشی از تجهیزات پمپاژ، می‌تواند خسارت‌های سنگینی ایجاد کند؛ از قطع گسترده آب گرفته تا فرونشست زمین، تخریب آسفالت و افزایش شدید آب بدون درآمد (NRW). به همین دلیل، مهندسان در سال‌های اخیر به استفاده از لرزه‌گیرهای هوشمند (Smart Vibration-Absorbing / Anti-Shock Water Line Protectors)  روی آورده‌اند؛ تجهیزاتی که می‌توانند به‌صورت فعال و غیرفعال از شکست لوله‌ها جلوگیری کرده و عمر شبکه را با استفاده از نشت یاب افزایش دهند.

• نقش لرزه‌گیرهای هوشمند در شبکه آب

لرزه‌گیرهای هوشمند تجهیزاتی هستند که وظیفه آن‌ها جذب، کاهش یا خنثی‌سازی ارتعاشات، نوسانات فشار، ضربه‌های ناگهانی و لرزش‌های خارجی است. این لرزش‌ها اگر کنترل نشوند، باعث:

• ترک‌های تدریجی (Micro-fractures)
• شکستگی لوله در اتصالات حساس
• باز شدن فلنج‌ها
• نشتی‌های ریز و گسترده
• افزایش هدررفت واقعی (Real Losses)

می‌شوند.

این لرزه‌ها معمولاً ناشی از:

• پمپ‌ها و روشن/ خاموش شدن آن‌ها
• ضربه قوچ
• افت یا افزایش ناگهانی فشار در شبکه
• زلزله و ارتعاشات زمینی
• رفت‌وآمد خودروها روی مسیر لوله
• تغییرات حرارتی لوله‌ها

هستند.

لرزه‌گیرهای هوشمند با مهندسی دقیق، این تنش‌ها را جذب کرده و اجازه نمی‌دهند نیروهای ناگهانی به لوله منتقل شوند.

 

• چرا شبکه آب نیازمند لرزه‌گیر هوشمند است؟

شبکه‌های آب شهری بر خلاف ظاهر ساده‌شان، سیستم‌هایی دینامیکی هستند. جریان آب دائماً در حال تغییر است، مصرف مشترکین نوسان دارد، و پمپ‌ها در ساعات مختلف روز فشار متفاوتی تولید می‌کنند.

بدون سیستم‌های جذب ارتعاش، خطوط آب مدفون در خاک به‌راحتی دچار:

• خستگی مکانیکی
• ترک‌های ریز
• شکستگی بر اثر افزایش فشار
• آسیب ناشی از نشست خاک

می‌شوند.

این آسیب‌ها معمولاً در ابتدا «نامرئی» هستند و تنها با ابزارهای نشت‌یاب حرفه‌ای مانند نشت‌یاب‌های آکوستیک مشخص می‌شوند. اما زمانی که به شکست کامل تبدیل شوند، هزینه تعمیرات چند برابر خواهد شد. بنابراین لرزه‌گیرهای هوشمند نقش یک خط دفاعی پیشگیرانه را ایفا می‌کنند.

• فناوری لرزه‌گیرهای هوشمند چگونه کار می‌کند؟

با اینکه انواع مختلفی از لرزه‌ گیرهای هوشمند وجود دارد، سه فناوری اصلی در عملکرد آن‌ها مشترک است:

• جذب ارتعاش  (Vibration Absorption)

لرزه‌گیرها از موادی ساخته می‌شوند که دارای ضریب میرایی بالا هستند. این مواد انرژی ارتعاش را گرفته و آن را به گرما تبدیل می‌کنند. نتیجه این فرایند: کاهش انتقال لرزش به لوله، افزایش طول عمر اتصالات، جلوگیری از شل شدن مفصل‌ها است.

• جبران تغییرات فشار و ضربه قوچ  (Water Hammer Protection)

یکی از مهم‌ترین نقش‌های لرزه‌گیرهای هوشمند، جذب فشار ناگهانی است.
وقتی پمپ به‌طور ناگهانی خاموش یا روشن می‌شود یا شیرهای شبکه به سرعت بسته می‌شوند، موج فشار با سرعتی نزدیک به صوت در لوله حرکت می‌کند. این موج، خصوصاً در لوله‌های پلی‌اتیلن، باعث پارگی می‌شود.

لرزه‌ گیرهای هوشمند با استفاده از:

• محفظه‌های انبساطی
• دیافراگم‌های انعطاف‌پذیر
• تله‌های جذب فشار (Pressure Traps)

این موج را تخلیه کرده و آن را خنثی می‌کنند.

• حسگرهای هوشمند و تحلیل‌گر فشار (Smart Pressure Analytics)

در نسل جدید لرزه‌ گیرها، حسگرهایی نصب می‌شود که شدت لرزش، نوسان فشار، افت ناگهانی یا افزایش فشار، جریان غیرعادی را لحظه‌ به ‌لحظه ثبت می‌کنند. این داده‌ها در سیستم‌های مدیریت شبکه (SCADA / GIS) قابل تحلیل هستند. وجود چنین اطلاعاتی به اپراتورها کمک می‌کند پیش از وقوع شکست، محل آسیب‌پذیر را شناسایی کنند.

• لرزه‌گیرهای هوشمند و نقش آن‌ها در جلوگیری از شکست لوله‌ها

شکست لوله‌ها معمولاً به‌دلیل ترکیبی از سه عامل رخ می‌دهد:

• تنش مکانیکی
• فشار هیدرولیکی
• ارتعاش‌های مداوم

اگر حتی یکی از این عوامل کنترل شود، احتمال شکست لوله به‌شدت کاهش می‌یابد. لرزه ‌گیرهای هوشمند این سه عامل را به‌طور همزمان هدف می‌گیرند.

به‌عنوان مثال:

• در یک خط لوله با پمپ‌های قوی، لرزش زیاد است → لرزه‌گیر، انرژی ارتعاش را جذب می‌کند.
• در مناطق زلزله‌خیز، لرزه‌های زمینی باعث جابجایی خاک می‌شود → لرزه‌ گیر حرکت را جذب کرده و جلوی کشش لوله را می‌گیرد.
• در شهرهایی با تغییر فشار زیاد → لرزه ‌گیر افزایش ناگهانی فشار را خنثی می‌کند.

نتیجه:

کاهش چشمگیر شکست لوله و هدررفت آب  (Real Loss Reduction)

• چگونه داده‌های لرزه‌گیر هوشمند در مدیریت نشت کمک می‌کنند؟

جالب اینجاست که لرزه‌گیرهای هوشمند فقط یک قطعه مکانیکی نیستند؛ آن‌ها می‌توانند جزئی از سیستم پایش شبکه آب باشند.

داده‌هایی مانند:

• تغییرات ناگهانی فشار
• افزایش لرزش در یک نقطه
• کاهش مقاومت مکانیکی مفصل‌ها

می‌تواند نشان‌ دهنده نشت‌های ریز باشد. این الگوها در کنار تجهیزات نشت‌یابی حرفه‌ای مثل نشت‌یاب‌های آکوستیک سری PERIJA  ، یک تصویر کامل از سلامت شبکه می‌سازد.

نقش شرکت فرآیند ارقام پرداز (FAP) در پیشگیری از شکست خطوط آب

شرکت فرآیند ارقام پرداز طی بیش از 25 سال فعالیت در صنعت آب ایران، نه‌ تنها در زمینه نشت‌یابی، بلکه در پایش، حفاظت و هوشمندسازی شبکه‌های آبرسانی نیز فعال بوده است.

توانمندی‌های این شرکت شامل:

• نشت‌یاب‌های آکوستیک و تصویری با حساسیت بالا
• تجهیزات پایش فشار، فلو و آنالیز رفتار هیدرولیکی
• سیستم‌های تست و کالیبراسیون دقیق
• ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی برای تشخیص و تحلیل الگوهای نشت
• سازگاری کامل تجهیزات با سیستم‌های GIS / SCADA
• تجربه گسترده در پروژه‌های DMA و LCZ در سراسر ایران

است.

از آنجا که لرزه‌گیرهای هوشمند بخش مهمی از استراتژی پیشگیری از شکست لوله‌ها هستند، شرکت FAP در بسیاری از پروژه‌ها از داده‌های آن‌ها برای تحلیل رفتار شبکه، پیش‌بینی نقاط آسیب‌پذیر و کاهش هدررفت واقعی آب استفاده می‌کند.

این هم‌افزایی بین تجهیزات لرزه‌گیر، نشت‌یاب‌ها و سامانه‌های تحلیل داده، یکی از نقاط تمایز شرکت FAP در مدیریت پیشرفته آب بدون درآمد است.

چگونه استفاده از لرزه‌گیرهای هوشمند هزینه‌ها را کاهش می‌دهد؟

شکست لوله‌ها در شبکه آب هزینه‌ برترین نوع خرابی است. در ایران متوسط هزینه شکست لوله شامل:

• کندن و ترمیم آسفالت
• تعویض لوله
• تعمیر شیرآلات
• توقف جریان آب
• هزینه نیروی انسانی
• خسارت وارده به مشترکین

می‌تواند از ده ها تا چند صد میلیون تومان برای هر شکست باشد. حال با استفاده از لرزه‌ گیرهای هوشمند:

• میزان شکست سالانه را ۳۰ تا ۶۰٪ کاهش می‌دهد
• عمر لوله‌ها را ۱۰ تا ۱۵ سال افزایش می‌دهد
• هدررفت واقعی را کاهش می‌دهد
• نیاز به حفاری مجدد و تعمیرات سنگین را کم می‌کند

و این یعنی بازگشت سرمایه سریع برای شهرداری‌ها، شرکت‌های آب و پیمانکاران.

جمع‌بندی

شبکه‌های آبرسانی، سازه‌هایی پویا و حساس هستند. فشارهای هیدرولیکی متغیر، ارتعاشات محیطی، ضربه قوچ، زلزله و نشست خاک همگی عواملی هستند که به مرور باعث شکست خطوط آب می‌شوند. لرزه‌گیرهای هوشمند با جذب این تنش‌ها، شبکه آب را در برابر آسیب‌های ناگهانی مقاوم کرده و نقش مهمی در پیشگیری از شکست‌های پرهزینه دارند.

ترکیب داده‌های لرزه‌ گیرها با فناوری‌های نشت‌یابی، سیستم‌های پایش فشار و هوش مصنوعی—که از تخصص‌های شرکت فرآیند ارقام پرداز است—شبکه‌ای مقاوم، هوشمند و کم‌هدررفت ایجاد می‌کند.

در دنیایی که هدررفت آب چالش جدی آینده است، استفاده از لرزه‌ گیرهای هوشمند نه یک انتخاب، بلکه یک ضرورت فنی برای تاب‌آوری شبکه‌های آبرسانی محسوب می‌شود.

شرکت فرآیند ارقام پرداز (دانش بنیان)

تولید کننده آشکارسازهای زیرسطحی و ابزار دقیق تاسیسات

پیشرو و رهبر صنعت آشکارسازی زیرسطحی ایران

 

www.fap-company.com

sales@fap-company.com

021-57812

021-88909577