Nếu bạn đã từng nghe thấy tiếng “cạch cạch”, “thịch thịch” như búa gõ hoặc cảm nhận đường ống nước trong nhà rung lên một cách đột ngột mỗi khi bạn đóng nhanh một chiếc vòi nước, xả xong bồn cầu hoặc khi máy giặt ngắt nước, thì xin chúc mừng (hoặc chia buồn), bạn đã chứng kiến “Hiện tượng Búa Nước” – hay còn gọi là va đập thủy lực (hydraulic shock). Vậy búa nước là gì, nguyên nhân tại sao lại có hiện tượng nagf và phương án khắc phục ra sao, Hãy đọc hết bài viết này để có câu trả lời nhé.

Hiện tượng búa nước là gì

Hiện tượng búa nước (hay còn gọi là sốc thủy lực, thủy kích – Water Hammer) là một hiện tượng vật lý xảy ra trong hệ thống đường ống dẫn chất lỏng (thường là nước) khi dòng chảy bị dừng lại hoặc thay đổi hướng một cách đột ngột. Điều này tạo ra một sóng áp suất có biên độ lớn lan truyền trong lòng ống, gây ra tiếng động mạnh như tiếng búa đập và có thể gây hư hại nghiêm trọng cho hệ thống. Búa nước thường xuyên xảy ra nhất khi chúng ta đóng van đầu nguồn quá nhanh.

Hãy hình dung thế này: nước trong ống giống như một đoàn tàu đang chạy. Khi bạn đóng van nhanh, bạn đột ngột dựng lên một bức tường chặn ngang đường ray. Đoàn tàu (nước) không thể dừng lại ngay lập tức, năng lượng quán tính của nó bị dồn nén và chuyển hóa thành một cú sốc áp lực khổng lồ, lan truyền ngược trở lại trong đường ống dưới dạng sóng áp lực (pressure wave).

Chính cái “sóng áp lực” dội ngược cực nhanh và mạnh mẽ này đập vào các thành ống, van và thiết bị khác như một chiếc búa vô hình, gây ra tiếng ồn đặc trưng và rung động mà chúng ta nghe thấy. Áp lực tức thời tại điểm xảy ra búa nước có thể cao gấp nhiều lần áp lực hoạt động bình thường của hệ thống, gây ra những hậu quả không mong muốn mà chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn ở phần sau. Hiểu rõ bản chất của hiện tượng này là bước đầu tiên để tìm ra giải pháp phòng chống hiệu quả.

Nguyên nhân chính gây ra Búa Nước

Để có thể xử lý triệt để hiện tượng búa nước, chúng ta cần hiểu rõ “thủ phạm” nào đang gây ra những cú sốc khó chịu này. Búa nước không tự nhiên sinh ra; nó là kết quả của một số điều kiện và hành động cụ thể trong hệ thống cấp nước của bạn. Dưới đây là những nguyên nhân phổ biến nhất:

Đóng van nước quá nhanh Đây là nguyên nhân “kinh điển” và thường gặp nhất của búa nước. Khi bạn đóng một chiếc van (như van khóa tổng, vòi nước lavabo, vòi sen…) quá nhanh, đặc biệt là các loại van hiện đại như van bi hay van điện từ vốn có khả năng ngắt dòng chảy gần như tức thời, cột nước đang chuyển động bỗng dưng bị chặn đứng. Năng lượng động học của cột nước này không biến mất mà chuyển hóa thành áp lực cực đại dội ngược, tạo ra “cú búa”. Van càng đóng nhanh, áp lực đột ngột càng lớn, tiếng búa càng mạnh.
Sự hoạt động của các thiết bị dùng nước (Máy giặt, máy rửa bát…) Các thiết bị gia dụng hiện đại như máy giặt, máy rửa bát hay máy làm đá tự động thường sử dụng các van điện từ (solenoid valve) để điều khiển dòng nước. Ưu điểm của loại van này là tốc độ đóng mở rất nhanh và chính xác theo tín hiệu điện. Tuy nhiên, chính sự đóng ngắt gần như tức thời này lại là “ứng cử viên sáng giá” gây ra búa nước mạnh mẽ, đặc biệt là khi thiết bị kết thúc một chu trình xả hoặc nạp nước. Bạn thường nghe thấy tiếng “thịch” lớn từ đường ống khi máy giặt chuyển từ chế độ giặt sang vắt hoặc kết thúc giai đoạn nạp nước.
Máy bơm dừng đột ngột Trong các hệ thống sử dụng máy bơm tăng áp hoặc bơm cấp nước trực tiếp, việc máy bơm dừng hoạt động một cách đột ngột (ví dụ: do mất điện, rơ-le áp lực ngắt khi đạt áp suất cài đặt) cũng có thể gây ra búa nước. Khi bơm dừng, dòng chảy bị ngắt quãng hoặc đảo chiều trong tích tắc trước khi van một chiều kịp đóng (nếu có), tạo ra một sóng áp lực phản hồi đáng kể.
Sự hiện diện của bọt khí trong đường ống Mặc dù không gây ra các cú sốc áp lực lớn như việc đóng van nhanh, nhưng sự có mặt của các bọt khí hoặc túi khí bị kẹt trong đường ống cũng là một nguyên nhân gây ra tiếng ồn giống búa nước, đôi khi có tính chất lặp đi lặp lại (gõ nhẹ liên tục). Khi áp lực trong ống thay đổi, bọt khí bị nén hoặc giãn nở đột ngột, gây ra rung động và âm thanh va đập nhỏ hơn.
Áp lực nước đầu vào quá cao Một hệ thống cấp nước vốn dĩ đã có áp lực đầu vào cao (ví dụ: nhà ở tầng thấp của tòa nhà cao tầng, hoặc sử dụng bơm tăng áp công suất lớn) sẽ dễ bị búa nước hơn và hậu quả cũng nghiêm trọng hơn. Khi dòng chảy trong hệ thống áp lực cao bị dừng đột ngột, năng lượng tích lũy trong nước lớn hơn, dẫn đến sóng áp lực dội ngược có cường độ mạnh hơn rất nhiều, gây nguy cơ hư hỏng cao hơn cho đường ống và thiết bị.

Nguyên nhân chính gây ra Búa Nước là do đóng van quá nhanh

Hiểu rõ các nguyên nhân này sẽ giúp chúng ta khoanh vùng được vấn đề và lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp nhất, thay vì chỉ giải quyết triệu chứng.

Hậu quả của Búa Nước đối với hệ thống ống nước

Nhiều người thường nghĩ búa nước chỉ là một tiếng động khó chịu rồi thôi. Tuy nhiên, bỏ qua hiện tượng này có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng hơn rất nhiều, ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và sự an toàn của toàn bộ hệ thống cấp nước trong nhà bạn. Sóng áp lực mạnh mẽ đó không chỉ gây ồn mà còn âm thầm phá hủy các thành phần. Dưới đây là những tác động tiêu cực chính:

Tiếng ồn khó chịu: Gây phiền toái trong sinh hoạt Đây là hậu quả dễ nhận biết nhất và cũng là điều khiến hầu hết mọi người bắt đầu tìm hiểu về búa nước. Những tiếng “cạch cạch”, “thịch thịch” vang vọng trong tường hoặc sàn nhà, đặc biệt vào ban đêm khi không gian yên tĩnh, có thể gây khó chịu, mất ngủ và ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống hàng ngày của gia đình bạn.
Rung lắc đường ống: Làm lỏng hoặc hỏng các mối nối, kẹp ống Áp lực từ sóng búa nước tạo ra lực đẩy và kéo mạnh dọc theo đường ống, khiến chúng bị rung lắc dữ dội. Theo thời gian, sự rung lắc lặp đi lặp lại này làm cho các đai kẹp (kẹp ống) bị lỏng ra, khiến ống càng rung mạnh hơn. Quan trọng hơn, nó tạo ra ứng suất cơ học lớn tại các mối nối (ren, dán keo, hàn nhiệt…), dần dần làm suy yếu kết cấu tại những điểm này.
Hư hỏng van và thiết bị: Áp lực sốc làm giảm tuổi thọ hoặc phá hỏng van, vòi nước, máy bơm… Các cú sốc áp lực cao đột ngột là “kẻ thù” của các thiết bị cơ khí và thủy lực. Van (đặc biệt là van đóng ngắt nhanh), vòi nước, đầu vòi sen, gioăng phớt bên trong các thiết bị… đều phải chịu những lực tác động vượt xa mức áp lực hoạt động bình thường mà chúng được thiết kế. Điều này làm chúng nhanh chóng bị mài mòn, hỏng hóc, rò rỉ hoặc thậm chí là vỡ nứt ngay lập tức trong trường hợp búa nước quá mạnh. Máy bơm cũng bị ảnh hưởng tiêu cực bởi những biến động áp suất này.
Rò rỉ và vỡ đường ống: Hậu quả nghiêm trọng nhất, đặc biệt với các mối nối yếu hoặc ống đã cũ Đây là hậu quả tốn kém và phá hoại nhất của búa nước kéo dài. Các mối nối đã bị suy yếu do rung lắc, hoặc các đoạn ống đã cũ, kém chất lượng sẽ không chịu nổi những cú “đấm” áp lực liên tục. Cuối cùng, chúng sẽ bị rò rỉ nước âm tường, âm sàn hoặc thậm chí là vỡ toác ra, gây ngập úng, hư hại đồ đạc, trần nhà, sàn nhà và cấu trúc công trình. Việc sửa chữa rò rỉ hoặc vỡ ống thường rất phức tạp và đắt đỏ.
Ảnh hưởng đến chất lượng công trình: Gây mất thẩm mỹ và tiềm ẩn nguy cơ Hậu quả của búa nước không chỉ dừng lại ở hệ thống ống nước. Rò rỉ nước có thể gây ẩm mốc, bong tróc sơn, hư hỏng tường và sàn, làm giảm giá trị thẩm mỹ của ngôi nhà. Nghiêm trọng hơn, nó có thể gây chập điện nếu nước ngấm vào hệ thống dây điện, tạo ra nguy cơ cháy nổ hoặc điện giật, đe dọa sự an toàn của mọi người. Bỏ qua búa nước tức là bạn đang chấp nhận một rủi ro tiềm ẩn cho cả công trình của mình.

Hậu quả của Búa Nước là gây ra rò rỉ, vỡ đường ống và hư hỏng các thiết bị

Rõ ràng, búa nước không chỉ là vấn đề về âm thanh. Việc nhận biết sớm các dấu hiệu và tìm giải pháp khắc phục là vô cùng quan trọng để bảo vệ tài sản và sự an toàn của công trình.

Các phương án chống Búa Nước hiệu quả nhất hiện nay

Đối mặt với hiện tượng búa nước khó chịu và tiềm ẩn nguy cơ hư hại, may mắn thay, có nhiều giải pháp đã được kiểm chứng để phòng ngừa và giảm thiểu tác động của nó. Mục tiêu chung của các phương pháp này là hấp thụ hoặc làm tiêu tan năng lượng của sóng áp lực đột ngột, ngăn không cho nó “đập” mạnh vào hệ thống. Dưới đây là các phương án hiệu quả bạn có thể áp dụng:

Lắp đặt Van chống búa nước

Việc sử dụng Van chống búa nước là một phương án hiệu quả và phổ biến để chống hiện tượng búa nước, đặc biệt trong các hệ thống đường ống dài, áp lực cao hoặc khi có nguy cơ dừng bơm đột ngột.

Một số tên gọi khác của van chống búa nước:

Van chống nước va là gì?

Van chống nước va là một loại van thủy lực được thiết kế đặc biệt để giảm thiểu tác động của sóng áp suất âm (áp suất giảm đột ngột) và sóng áp suất dương (áp suất tăng đột ngột) gây ra bởi hiện tượng búa nước. Chức năng chính của nó là “dự đoán” và phản ứng lại sự thay đổi áp suất bất thường trong đường ống.

Một số tên gọi khác của van chống búa nước:

Van chống va
van búa nước
Van chống nước va
Van điều khiển dự đoán tăng áp
Van chống va đập nước

Van chống va SA-Surge Series 600 của Armas

Nguyên lý hoạt động:

Van chống nước va thường hoạt động dựa trên nguyên lý cảm nhận áp suất. Nó được kết nối với đường ống chính và có một hoặc nhiều buồng điều khiển phản ứng với sự thay đổi áp suất.

Khi áp suất giảm đột ngột (sóng áp suất âm): Điều này thường xảy ra ngay sau khi máy bơm dừng đột ngột. Áp suất trong đường ống giảm xuống dưới mức áp suất khí quyển hoặc áp suất cài đặt của van. Van chống nước va sẽ cảm nhận được sự giảm áp này và mở nhanh chóng để đưa nước (hoặc không khí nếu có van kết hợp xả khí) vào đường ống. Việc này giúp phá vỡ cột nước bị hút chân không và ngăn chặn sự hình thành sóng áp suất dương cực đại khi cột nước này đột ngột dừng lại hoặc va chạm ngược chiều.
Khi áp suất tăng đột ngột (sóng áp suất dương): Sau khi mở để đón sóng áp suất âm, van cũng có khả năng từ từ đóng lại để xả bớt lượng nước dư thừa ra ngoài (thường qua một đường ống xả) khi sóng áp suất dương xuất hiện. Quá trình đóng van diễn ra có kiểm soát để tránh tạo ra một đợt búa nước mới.

Cấu tạo cơ bản:

Van chống nước va thường có cấu tạo phức tạp hơn các loại van thông thường, bao gồm thân van chính, màng ngăn hoặc piston, lò xo, và hệ thống các van điều khiển nhỏ (pilot valves) để cảm nhận áp suất và điều khiển quá trình mở/đóng của van chính.

cấu tạo phần điều khiển của van chống va thủy lực

Vị trí lắp đặt:

Van chống nước va thường được lắp đặt song song với đường ống chính, gần máy bơm hoặc tại các điểm xung yếu khác trong hệ thống nơi dễ xảy ra búa nước do dừng bơm. Nó cần có đường ống nhánh nối vào đường ống chính và một đường ống xả ra ngoài hoặc về bể chứa.

Ưu điểm của phương án sử dụng van chống nước va:

Hiệu quả cao: Có khả năng giảm đáng kể biên độ của sóng áp suất do búa nước gây ra.
Phản ứng nhanh: Được thiết kế để phản ứng kịp thời với sự thay đổi áp suất đột ngột.
Bảo vệ toàn diện: Giúp bảo vệ không chỉ đường ống mà còn cả máy bơm và các thiết bị khác trong hệ thống khỏi tác động của búa nước.
Hoạt động tự động: Hoạt động hoàn toàn tự động dựa trên áp suất của hệ thống mà không cần nguồn điện hay sự can thiệp của con người.

Nhược điểm:

Chi phí đầu tư ban đầu cao: Van chống nước va thường có giá thành cao hơn so với một số phương án chống búa nước đơn giản khác.
Yêu cầu lắp đặt và bảo trì phức tạp hơn: Cần có không gian và hệ thống đường ống xả đi kèm. Việc bảo trì cũng cần sự hiểu biết về nguyên lý hoạt động của van.
Cần lựa chọn đúng loại và cài đặt chính xác: Việc lựa chọn van không phù hợp với đặc tính của hệ thống hoặc cài đặt sai áp lực làm việc có thể làm giảm hiệu quả hoặc thậm chí gây ra vấn đề mới.

Khi nào nên sử dụng van chống nước va?

Phương án này đặc biệt phù hợp cho các hệ thống:

Hệ thống cấp nước có cột áp cao hoặc đường ống dài.
Hệ thống bơm có công suất lớn, dễ xảy ra hiện tượng dừng đột ngột (ví dụ do mất điện).
Hệ thống yêu cầu độ tin cậy cao và cần bảo vệ tối đa các thiết bị quan trọng.
Hệ thống có lịch sử gặp phải hiện tượng búa nước nghiêm trọng.

Tóm lại, van chống nước va là một giải pháp kỹ thuật cao cấp và hiệu quả để kiểm soát hiện tượng búa nước. Mặc dù có chi phí ban đầu và yêu cầu kỹ thuật cao hơn, nhưng lợi ích mang lại về bảo vệ hệ thống và đảm bảo an toàn là rất đáng kể, đặc biệt trong các ứng dụng công nghiệp và cấp thoát nước quy mô lớn.

Các phương án khác

Sử dụng Bình tích áp

Bình tích áp thường được biết đến với vai trò ổn định áp suất trong hệ thống bơm, nhưng nó cũng là một thiết bị chống búa nước cực kỳ hiệu quả, đặc biệt cho các hệ thống lớn hoặc những nơi áp lực nước cao.

Cách hoạt động: Bình tích áp có một buồng chứa lớn, thường được chia làm hai phần bởi một màng ngăn hoặc ruột bóng cao su: một bên chứa khí nén (thường là không khí) và một bên nối với hệ thống nước. Khi có sóng áp lực búa nước, lượng nước dư thừa đột ngột sẽ tràn vào buồng chứa của bình tích áp, nén lượng khí bên trong. Lượng khí bị nén này giống như một chiếc lò xo khổng lồ, hấp thụ năng lượng của sóng áp lực và giảm thiểu cú sốc.

Sự khác biệt và khi nào nên dùng: So với van chống búa nước chỉ xử lý tại một điểm cụ thể, bình tích áp có khả năng hấp thụ sốc cho toàn bộ nhánh hoặc toàn bộ hệ thống mà nó được kết nối. Bình tích áp phù hợp hơn cho các hệ thống có bơm tăng áp, đường ống dài, hoặc khi vấn đề búa nước lan tỏa khắp nơi chứ không chỉ tập trung tại một vài điểm.

Lắp đặt van giảm áp

Đây là một biện pháp gián tiếp nhưng hữu ích trong việc kiểm soát búa nước, đặc biệt nếu nguyên nhân búa nước có liên quan đến áp lực đầu vào quá cao.

Vai trò: Van giảm áp được lắp đặt ở đầu nguồn cấp nước chính vào nhà hoặc tòa nhà để hạ áp lực nước từ mức cao (ví dụ: áp lực từ mạng lưới công cộng hoặc từ tầng cao của tòa nhà) xuống mức an toàn và ổn định cho hệ thống đường ống và thiết bị bên trong.

Cách hỗ trợ chống búa nước: Bằng cách giảm áp lực chung của hệ thống, năng lượng của dòng nước cũng được giảm đi. Khi dòng chảy bị dừng đột ngột, sóng áp lực tạo ra sẽ có cường độ thấp hơn đáng kể so với khi áp lực ban đầu ở mức cao. Van giảm áp không trực tiếp hấp thụ sóng búa nước, nhưng nó làm giảm “nhiên liệu” cho cú búa đó.

Điều chỉnh tốc độ đóng mở van

Đối với các van thủ công, hành động đơn giản là đóng van từ từ thay vì sập một cái mạnh có thể giảm thiểu đáng kể nguy cơ búa nước.

Giải pháp: Nâng cao nhận thức cho người sử dụng về việc đóng mở van nhẹ nhàng, không vội vàng. Đối với các hệ thống mới hoặc sửa chữa lớn, cân nhắc lựa chọn các loại van có tốc độ đóng chậm hơn (ví dụ: van cửa – gate valve cần nhiều vòng xoay để đóng hoàn toàn, thay vì van bi – ball valve chỉ cần xoay 1/4 vòng). Tuy nhiên, giải pháp này không áp dụng được cho các van tự động của thiết bị gia dụng.

Bằng cách kết hợp một hoặc nhiều phương pháp trên, tùy thuộc vào nguyên nhân và mức độ nghiêm trọng của búa nước, bạn hoàn toàn có thể loại bỏ hoặc giảm thiểu đáng kể hiện tượng khó chịu và nguy hiểm này, bảo vệ hệ thống ống nước của mình một cách hiệu quả.

Bảo trì hệ thống để ngăn ngừa búa nước

Bên cạnh việc lắp đặt các thiết bị chống búa nước chuyên dụng, việc duy trì một hệ thống cấp nước khỏe mạnh và được bảo dưỡng định kỳ là một trong những cách hiệu quả nhất để phòng ngừa búa nước ngay từ đầu hoặc giảm thiểu tác động của nó. Giống như chăm sóc sức khỏe cá nhân, “phòng bệnh hơn chữa bệnh” luôn là nguyên tắc vàng.

Kiểm tra định kỳ các van, mối nối: Theo thời gian sử dụng, các van nước (vòi sen, vòi lavabo, van khóa tổng…) có thể bị mòn, cũ đi hoặc tích tụ cặn bẩn, khiến chúng không còn hoạt động trơn tru. Một chiếc van đóng không kín hoàn toàn hoặc bị kẹt có thể ảnh hưởng đến dòng chảy và áp lực, gián tiếp góp phần gây ra búa nước. Tương tự, các mối nối giữa các đoạn ống có thể bị lỏng lẻo do rung động hoặc lão hóa vật liệu. Việc kiểm tra mắt thường các van và mối nối (tìm dấu hiệu rò rỉ nhỏ, ống bị lỏng, van khó đóng/mở) giúp bạn phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn trước khi chúng trở nên nghiêm trọng và là điểm yếu khi búa nước xảy ra.
Đảm bảo áp lực nước ổn định: Áp lực nước quá cao không chỉ là nguyên nhân gây ra búa nước mạnh hơn mà còn tạo áp lực tổng thể lên toàn bộ hệ thống. Việc kiểm tra và duy trì áp lực nước trong giới hạn an toàn (thường khuyến cáo cho hệ thống dân dụng là dưới 60-80 PSI hoặc tương đương) là rất quan trọng. Nếu nhà bạn có lắp van giảm áp, hãy đảm bảo nó vẫn hoạt động tốt và giữ áp lực ở mức cài đặt. Nếu không có van giảm áp mà áp lực nước đầu vào quá mạnh, bạn nên cân nhắc lắp đặt một chiếc. Áp lực ổn định giúp dòng chảy êm hơn và giảm thiểu nguy cơ phát sinh sóng áp lực đột ngột.
Xả khí hệ thống định kỳ: Như chúng ta đã biết, các túi khí bị kẹt trong đường ống có thể gây ra tiếng ồn giống búa nước và tạo ra các cú sốc áp lực nhỏ. Không khí có thể xâm nhập vào hệ thống khi có sửa chữa, khi đường ống bị cạn nước hoặc do quá trình hoạt động của bơm. Việc định kỳ xả hết không khí ra khỏi hệ thống (bằng cách mở lần lượt các vòi nước từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất trong nhà cho đến khi nước chảy liên tục, không còn bọt khí hoặc tiếng “khò khò”) sẽ loại bỏ nguyên nhân gây búa nước từ khí nén. Ở một số hệ thống phức tạp hoặc lớn, việc lắp đặt các van xả khí tự động tại các điểm cao có thể là giải pháp hữu ích.

Bằng cách dành chút thời gian kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ hệ thống cấp nước, bạn không chỉ giúp ngăn ngừa hiện tượng búa nước khó chịu mà còn kéo dài tuổi thọ của đường ống và các thiết bị sử dụng nước, tiết kiệm đáng kể chi phí sửa chữa trong tương lai.

Tổng kết: Thông qua những thông tin mà mình vừa chia sẻ quý khách hàng. Có thể thấy hiện tượng búa nước, làm ảnh hưởng rất nhiều đến hệ thống làm việc. Cho nên khi xây dựng và lắp đặt hệ thống, chúng ta cần phải có luôn các phương án. Để khắc phục được hiện tượng búa nước xảy ra. Trên đây là một số thông tin vô cùng quan trọng về hiện tượng búa nước. Nếu bạn còn thắc mắc điều gì liên hệ ngay với công ty Viva thông qua những thông tin dưới đây.

CÔNG TY CỔ PHẦN KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP VIVA

Số 20 Nhà B Tập thể Quân đội C30- Cục vật tư, P. Hạ Đình, Q. Thanh Xuân, TP. Hà Nội, Việt Nam.

Mã số thuế: 0110017856
Email: vangiare.vn@gmail.com
Google Map

Điện thoại: 0965.925.563
Website: https://vangiare.vn
Fanpage: FB.com/congtyviva

Xem tiếp PN là gì