Мембрана в гидроаккумуляторе помогает сохранять требуемый напор воды. Она позволяет смягчать гидроудары и продлевает срок эксплуатации насосной станции. Но эластичная деталь со временем приходит в негодность. Исправить положение позволяет ремонт или полная замена резинового элемента.
Особенности гидроаккумуляторных мембран
Резиновая диафрагма разделяет гидробак на два отсека – воздушный и водный. Пространство между мембранной поверхностью и корпусом гидравлического аккумулятора заполняется воздухом под высоким давлением. Благодаря этому вода поступает к точке потребления по системе водоподачи под необходимым напором.
Диафрагмы могут быть плоскими и баллонными, могут иметь форму грелки в баках до 100 литров, груши или бутылки – в больших резервуарах.
Белые мембраны из натурального или бутилированного каучука используют в гидробаках, предназначенных для питьевой водоподачи. Черные из устойчивой к температурным перепадам резины EPDM или SBR – для систем отопления. Первые уступают в устойчивости к повышению температуры и давления, но не боятся патогенных микроорганизмов.
Производители выпускают два типа расширительных мембранных аппаратов – со сменной и стационарной мембраной. Первые стоят дороже, но позволяют сменить деталь при появлении разрывов и деформации. Вторые – более дешевые. Но в этом случае отсутствует возможность замены поврежденных элементов. Весь прибор при повреждении диафрагмы придет в негодность.
При выборе новой мембраны нужно обращать внимание не только на цвет или состав материала. Деталь должна быть плотной, прочной, без признаков трещин. Она обязана соответствовать по объему, длине и размеру горловины гидробака. Рекомендовано покупать комплектующие того же бренда, что и основное устройство, поскольку запчасти разных производителей могут существенно отличаться.
Основные причины износа
Факторы, негативно влияющие на состояние мембраны:
- непрерывное сжатие и растяжение;
- перепады давления и температуры и увеличение этих показателей свыше нормативов;
- трение диафрагмы о стенки корпуса аппарата.
Условия эксплуатации в водоснабжающих системах и сетях отопления такие, что избежать негативного воздействия попросту не удается. Производители дают пятилетнюю гарантию на работу дифрагм. Но на деле заменять их приходится чаще. При постоянном использовании гидробака груша обычно служит не более трех лет, а в жестких условиях – около года. Чтобы вовремя обнаружить проблему, рекомендовано производить профилактическое обследование этого узла каждые полгода.
Признаки необходимости замены или ремонта
О выходе из строя мембранного элемента говорят следующие неполадки:
- напорное устройство часто включается и выключается;
- гидробак работает рывками;
- подтекает ниппель;
- показания манометра стремительно стартуют вверх, а потом – резко падают;
- поток из крана вытекает с перебоями;
- за воздушным клапаном наблюдается течь.
Для подтверждения повреждения диафрагмы необходима диагностика, поскольку эти же признаки могут сообщать о трещинах в корпусе аккумулятора.
Проверку проводят, отсоединив гидравлический бак от водоснабжающей системы, после чего сливают оставшуюся в нем воду. Если вместе с жидкостью выходит воздух, значит, на резиновой детали присутствуют повреждения механического характера. То же означает, если при стравливании воздуха ниппель начнет подтекать. Следовательно, необходимо поменять либо отремонтировать мембрану в гидроаккумуляторе своими руками, что, в принципе, несложно.
Неплотное соединение корпуса аккумулятора и фланцевого штуцера также может стать причиной, которая привела к неисправностям.
При применении оборудования без поступления воды, давлением диафрагму может прижать к вводному штуцеру. Из-за этого жидкость не поступает в гидроаккумулятор по подающему трубопроводу. Чтобы решить проблему, нужно открутить фланец и расправить мембрану, заодно проверив ее на предмет повреждений.
Если причиной сбоев оказались трещины в корпусе гидробака, возиться с мембраной не имеет смысла. Если повреждения небольшие, их можно устранить посредством холодной сварки. При серьезных дефектах потребуется покупать новый прибор.
Починка диафрагмы
Ремонт мембраны гидроаккумулятора возможен, если повреждения небольшие. Особенно это актуально в агрегатах с несъемными диафрагмами. Ведь там при износе резиновой детали придется менять весь аппарат.
Совсем крошечную трещинку заклеивают, применяя клеящий состав для резины.
Самостоятельно отремонтировать деталь можно с помощью вулканизатора для велосипедных либо автомобильных камер. С подобной проблемой обращаются и в шиномонтаж. Прежде чем устанавливать отремонтированную диафрагму, нужно тщательно проверить внутреннюю поверхность накопителя. Не допускается наличие выступов и заусениц.
Ремонтные работы продлят срок эксплуатации мембраны, но ненадолго, в среднем – на полгода. После этого все равно придется купить новую.
Этапы установки новой детали
Проблема замены гидроакумуляторной мембраны возникает довольно часто. Хорошо, что процесс этот крайне простой, его можно выполнить своими руками, без привлечения профессионалов. Да и цена комплектующих относительно невелика – от 200 рублей в зависимости от объема.
Предварительно необходимо проверить соответствие новой мембраны объему и другим параметрам аккумулятора. Если все показатели совпадают, требуется разобрать накопитель. Перед тем как заменить изношенную грушу в гидроаккумуляторе, нужно сбросить в нем давление, перекрыв поступление воды и слив остатки, затем отключить от электропитания.
Чтобы поменять диафрагму, нужно действовать следующим образом:
- Ослабьте крепежные болты фланцев и снимите их.
- Извлеките поврежденную деталь через специальное отверстие снизу бака.
- Осмотрите диафрагму и оцените размеры повреждения – вдруг ее можно отремонтировать.
- Очистите сам гидробак от коррозии и налета, а фланец – от возможных заусенцев.
- Возьмите держатель и вставьте его в отверстие, которое находится сверху диафрагмы.
- Поместите мембрану в гидробак, и, вкрутив болт в держатель, введите его в проем, расположенный в дне корпуса.
- Расправьте горловину и подожмите фланцем, затягивая болты с противоположных сторон.
После сборки устройства в обратном порядке, закачайте воздух внутрь гидробака. Это позволит прибору нормально функционировать. Закачка производится при помощи обычного насосного устройства через золотник, располагающийся внизу корпусной части.
Затем идет подсоединение к водоснабжающей и электрической сети и проверяется работа оборудования. Воду необходимо подключать постепенно, чтобы не спровоцировать разрыв новой диафрагмы.
Чтобы проблемы с мембранной деталью возникали как можно реже, нужно обеспечить комфортные условия эксплуатации прибора. В частности – следить, чтобы не было перепадов давления и температурных скачков в гидробаке, и регулярно проводить профилактические осмотры. Если аппарат не используется, его хранят в сухом месте, вдали от нагревательных приборов, чтобы резина диафрагмы не пересыхала и не трескалась.
Ремонт гидроаккумулятора. Замена резиновой мебраны
Статья посвящена ремонту гидроаккумулятора Wester объёмом 80 литров, установленного в автономной системе водоснабжения. Поэтапно расписана и наглядно показана последовательность необходимых действий от проверки работоспособности гидропнематического устройства до замены резиновой мембраны и ниппеля.
В автономных системах водоснабжения устанавливаются специальные устройства, обеспечивающие коменсацию возможных резких скачков давления воды и одновременно накопления некоторого количества этой жидкости, с последующей отдачей её в водопровод. Такие устройства называются гидроаккумуляторами (мембранными баками, гидропневматическими устройствами).
Гидроаккумулятор представляет собой бак, корпус которого изготовлен из стали [ещё лучше из нержавеющей стали], внутри которого находится резиновая мембрана, разделяющая две полости с давлением воздуха снаружи мембраны и с давлением воды внутри этой мембраны, фиксируемой и уплотняемой с помощью резьбового фланцевого соединения со штуцером подключения к водопроводной системе. Уплотнение неподвижного соединения осуществляется путём создания необходимого контактного давления по торцевой поверхности эластомерной мембраны (изготовленной из резины EPDM) во фланцевом соединении. Ниппель [с обратным клапаном] обеспечивает возможность заполнения корпуса сжатым воздухом. Компенсация скачков давлений, гидроударов и накопление воды в системе водоснабжения, содержащей гидропневматическое устройство, возможно благодаря тому, что резиновая мебрана, обладая свойством эластичности, способна увеличиваться в объёме.
Для устранения образования конденсата на наружной поверхности корпуса гидроаккумулятора его поверхность теплоизолируют, например, с помощью монтажной пены, как показано на нашем фото. Надежная и долговременная работа гидропневматического устройства зависит от многих факторов, в частности, от особенностей эксплуатации, перепада давления на мембране, температуры воды и наличия в неё загрязнений, количества рабочих циклов. Физико-механические свойства материала мембраны и совершенство конструкции устройства в целом определяют качество продукции.
Проверка работоспособности гидроаккумулятора
В наcтоящей статье рассматривается гидроаккумулятор Wester WAV/WAO объёмом 80 литров. Реальный объём воды, который может обеспечить резиновая мембрана гораздо меньше, и составляет, по нашим оценкам, не более 25-30 литров.
Если в системе автономного водоснабжения наблюдаются частые включения водяного насоса, достаточно резкие падения давления воды в системе даже при открытии одного крана, следует проверить мембранный бак. Когда мембрана заполнена водой, замерить реальное давление воздуха в баке не получится.
Поэтому целесообразно отключить насос водоснабжения, перекрыть систему и слить воду из гидроаккумулятора. После этого можно с помощью манометра замерить давление воздуха в корпусе устройства, подсоеднив манометр к ниппелю. Обычно избыточное давление воздуха поддерживатся на ~0.1 — 0.2 бара ниже, чем минимальное давление воды в системе водоснабжения.
Если давление воздуха ниже рекомендованной величины, необходимо заполнить полость корпуса сжатым воздухом через ниппель, убедиться в герметичности ниппеля и мембраны гидроаккумулятора. На практике мы столкнулись с тем, что давление воздуха в корпусе отсутствовало.
После снятие колпачка с ниппеля из него просочилось несколько капель воды, нажим на шток обратного клапана ниппеля приводил к истечению из него воды. Это обстоятельство свидетельствует о том, что резиновая мембрана не герметична, а значит требует замены на новую. Следует подчеркнуть, что гидроаккумулятор Wester проработал в системе водоснабжения всего около полутора лет [менее 10 000 циклов]. Для некоторых других гидроаккумуляторов в их рекламных проспектах указываются цифры 50 000 — 100 000 циклов работы мембраны, что, скорее всего, не соответствует действительности.
Разборка гидроаккумулятора
Замена резиновой мембраны, установленной внутри гидроаккумулятора, потребует осуществления ряда поэтапных операций, в том числе, по разборке резьбового фланцевого соединения. Для этого понадобится торцевой ключ на 13 мм и стальной вороток. Для снятия и замены ниппеля потребуется применение торцевого ключа на 10 мм.
Кроме того, следует заранее приобрести наждачную бумагу "средней шершавости", ёмкость с преобразователем ржавчины и длинную кисть, баллон с силиконовой смазкой, а также особопрочный водостойкий 88-й клей. Для проведения необходимых замеров подготовьте рулетку и штангенциркуль. При работе соблюдайте технику безапасности: защитные очки и перчатки обязательны.
Откручивание болтов неподвижного фланцевого соединения
В произвольном порядке с помощью торцевого ключа на 13 мм и стального воротка сначала ослабялем все головки шести оцинкованных болтов, после чего полностью откручиваем эти болты.
После того, как все болты выкручены, снимаем оцинкованную крышку с фланцевого соединения. Как видно на фото, внутренняя центральная часть этой крышки имеет ржавый налёт толщиной около 1 мм. Внутренняя входная часть отверстия резиновой мембраны также содержит ржавые грязевые отложения.
В гидроаккумуляторе Wester для фланцевого соединения используются самые дешевые стальные оцинкованные болты с метрической резьбой диаметром 8 мм со стандартным (крупным) шагом, с классом прочности 5.8 [для экономии денежных средств в процессе производства].
По проведенным замерам длина резьбы болтов составляет около 16 мм, следовательно, для повышения надежности и долговечности следует приобрести и устанавить взамен нержавеющие болты М8×16.
Выемка штатной и заказ новой резиновой мембраны
По замерам штангенциркулем внутренний диаметр входного отверстия резиновой мембраны составляет около 80 мм, а наружный диаметр её торцевой поверхности около 114 мм.
Наружный диаметр крышки фланцевого соединения составляет около 148 мм, на крышке имеется установочный бурт. Как уже ранее отмечалось, на внутренней поверхности в центральной части крышки имеются следы ржавчины и отложения, которые следует удалить и затем провести обработку этого места преобразователем ржавчины, с последующей окончательной промывкой чистой водой.
Отклыдываете эту крышку в сторону и приступаете к выемке резиновой мембраны из корпуса. Особых усилий и, тем более, рывков [чтобы не было прорывов] прилагать не следует.
Подбор резиновой мебраны гидроаккумулятора
Мембрана гидроаккумулятора Wester объёмом 80 литров представляет собой "грушу", изготовлена из синтетической резины EPDM, и имеет свободную длину около 50 см.
Штатная мембрана, отработавшая около 1.5 лет [менее 10 000 циклов] выглядит почти новой. При внешнем осмотре не были обнаружены какие-либо порезы, разрывы или другие механические повреждения на её наружной поверхности. Однако, в эксплуатации мембрана не выполняет своё функциональное назначение. Воздух уходит в систему водоснабжения, а в воздушную полость корпуса постепенно просачивается вода из системы.
Внутренний даметр отверстия в корпусе гидроаккумулятора под установку эластомерной мембраны по замерам составляет около 88-90 мм, этот и другие ранее замеренные размеры следует принять во внимание и записать для использования в дальнейшем.
В нашем случае на наружной поверхности резиновой мембраны имеются следующие надписи: 50/80 LT, MADE IN ITALY, EPDM, BUTTLE. Из которых следует, что это изделие, вероятно, изготовлено в Европе, возможно даже в Италии, и применяется для мембранных баков ёмкостью от 50 до 80 литров. Именно эта надпись и ранее замеренные размеры помогли нам найти и заказать практически точно такую же [по размерам и материалу] мембрану на сайте интернет-магазина ВсеИнструменты (Мембрана 50/80 л Sefa 0302 EPDM UNIPUMP 68282). Аналогичная по размерам мембрана оказалась как минимум, в ~1.5 раза дешевле, чем оригинальное изделие от компании Wester.
Работы по ремонту и сборке гидроаккумулятора
После выемки мембраны проводился осмотр внутренней поверхности корпуса гидроаккумулятора. В результате было установлено, что эта внутренняя поверхность имеет следы ржавчины и достаточно шероховата, что сокращает срок службы любой мембраны. Более того, было выявлено, что штатный ниппель внутри имеет острые кромки, что не допустимо для обеспечения долговременной работы мембраны. Поэтому было принято решение приобрести новый ниппель с обратным клапаном, а после его получения дополнительно скруглить имеющиеся на нём острые кромки.
Через неделю после заказа была получена новая резиновыя мембрана [на удивление, с теми же обозначениями 50/80 LT, MADE IN ITALY, EPDM], без описания, инструкции, паспорта, или вообще какого-либо документа, кроме чека об оплате.
После выемки штатного ниппеля и до установки нового, а также установки новой резиновой мембраны, проводились подготовительные работы, связанные с обработкой внутренней поверхности мембранного бака с помощью металлической щётки, наждачной бумаги и последующим нанесением преобразователя ржавчины с цинковым покрытием. По завершении химичекой реакции и полного высыхания бака, на внутреннюю площадку в месте расположения ниппеля был нанесён тонкий слой особопрочного водостойкого 88-го клея, после чего, примерно через 2-3 минуты был установлен новый ниппель, гайка которого была затянута с помощью торцевого ключа на 10. Далее на наружную поверхность новой резиновой мембраны была нанесена тонким слоем силиконовая смазка, обеспечивающая снижение трения о внутреннюю поверхность корпуса гидроаккумулятора. Также силиконовая смазка была нанесена на большую часть внутренней поверхности корпуса гидроаккумулятора, в особенности, по сварочному шву в центре бака, а также у фланца.
Завершающим этапом сборки гидроаккумулятора является установка новой резиновой мембраны внутрь его корпуса и крышки фланца, затяжка нержавеющих болтов фланцевого соединения. Следует отметить, что правильная затяжка болтов осуществляется за несколько проходов с предварительной затяжкой каждой пары болтов, по одному с одной и противоположной стороны от входного штуцера гидропневматического устройства, что обеспечивает более равномерное обжатие торца резиновой мембраны неподвижного фланцевого соединения.
Проверка отремонтированного гидроаккумулятора
После сборки гидроаккумулятора в его корпус был накачан сжатый воздух с давлением 1.6 бар, и устройство было подключено к системе автономного водоснабжения. В результаты было выявлено, что новая резиновая мембрана и новый ниппель работают штатно. Отремонтированное устройство обеспечило повышение давления воды в системе водоснабжения примерно на 0.2 бара. Водяной насос включается гораздо реже, мембранный бак обеспечил дополнительные 25-30 литров воды. Информация по сроку службы новой мембраны будет опубликована дополнительно.
Ремонт гидроаккумулятора своми силами с заменой резиновой мембраны и ниппеля потребовал в общем и целом около 3-х часов и примерно 3500 рублей на июль 2024 года (не считая времени на заказ и ожидаение новой резиновой мембраны, ниппеля и нержавеющих болтов, а Высыхания внутренней поверхности корпуса гидроаккумулятора после его обработки преобразователем ржавчины с цинковым покрытием).