水锤效应作为关系发展过程中常见的一种危害，能够对管道以及相关设备造成很大的危害，影响管道功能的发挥。现阶段船舶行业的发展离不开各种给排水管道的支撑，所以在现阶段船舶管系的运行过程中，就很容易受到水锤效应的影响，造成管道的破裂或者是其他问题。水锤效应会对管道造成很大的影响，船舶管系发生的水锤效应如果不能在发展过程中及时地进行治理，就会持续的对管道造成很大的冲击，进而影响管道功能的发挥，从而造成船舶方面的问题。所以在现阶段船舶行业的发展过程中，就需要相关人员加强对水锤效应的重视程度，并针对性地对船舶管系进行管理，以规避水池效应造成的危害。
一、船舶管系和水锤效应概述
在船舶行业的发展过程中，为了保证传播功能的正常发挥以及保证船舶的稳定运行，需要诸多管道进行各种材料的运输，就构建成船舶管系，船舶管系是一个科学名词，具体是指用来输送和排除船舶工质（液体、气体）的管路、机械设备、器具和检测仪表。主要包括压载管系、燃油管系、滑油管系、空气管系、淡水管系以及消防管系等，这类设备在船舶中发挥着重要的作用，是船舶的重要构成。而水锤效应则是指在管道运输过程中发生的一种现象，水锤又称水击，是指水或者是其他液体在通过管道运输的过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停止、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象。由于输送液体的管道内壁十分光滑，水流收到的摩擦力就较小，当打开的阀门突然关闭或给水泵停止，水流对阀门及管壁，主要是阀门或泵会产生一个压力，再加上后续水流的惯性作用，管道内部的水流速度就迅速提升，从而对相关设备造成严重的破坏【1】。根据阀门的开启或者是关闭，水流急速停滞引发的水锤效应称之为正水锤。阀门突然开启产生的水锤现象被称之为负水锤，但是后者造成的危害较小。
二、船舶管系水锤效应的危害
水锤效应作为一种给排水管道的常见现象，如果关注力度不够或者是在操作环节出现失误，就会产生严重的后果，对管道或者是其他设施造成很大的破坏。鉴于此，就要求相关人员在发展过程中加强对水锤效应的重视程度，避免其对相关设备造成过大的破坏。
（一）引起管道强烈振动，造成管道接头断开
船舶中的管系由于受到船身大小以及功能规划等方面的限制，其管道的安排往往较为曲折，而且连接装置众多。在船舶管系的运行过程中，一旦发生水锤效应，管道内部激烈的水流就会对管道造成巨大的冲击力度，再加上船舶管系的分布较为曲折，连接部分较多，所以管道内部的水流能够进行冲击的部门也就较多，就造成管道的强烈震动。管道受到水流冲击产生的强烈震动一方面能够通过震动影响管道功能的正常发挥，在一定程度山制约船舶的运行。另一方面也能对接口造成很大的影响，船舶管系出于相关需要，部分地区长度较短，而且十分曲折，就需要通过相关设备进行管道的连接。但是当水锤效应发生之后，内部激烈的水流造成管道持续震动，进而导致接口松动，造成接口断裂。
（二）造成管道破裂以及阀门的损坏
在船舶管系的运行过程中，水锤效应一旦出现，其管道内部的压强就会急速升高，可达管道正常工作压强的几倍，甚至几十倍。这种大幅度的压强波动会对管道造成很大的危害。一方面，过大的压强会冲击管道较为薄弱的阀门处，巨大的压力会对阀门产生向外的推动力，压力过大的情况就会损坏阀门，造成管道泄露，不利于其功能的发挥。如果管道的阀门较为紧密，管道内部的压力又过于巨大，压力则会对管道内壁造成巨大的压力，从而造成管道爆管【2】。另一方面，管道内部压力过小也会对管道造成影响，水锤效应在发生之时，还可能会造成管道内部的低压问题，此类现象一旦发生，就会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定设施。所以在船舶管系中，水锤效应产生的高压和低压也会对管道造成很大的影响。
（三）水泵反转
水锤效应发生之后，还有可能引发水泵的翻转问题，造成严重的影响。由于水锤效应的发生会在管道内部产生很大的压力，其强烈的压力就可能对水泵造成冲击，引发水泵反转。这种情况一旦发生，就会破坏泵房内设备或管道，而且由于缺乏水泵的限制，水流在缺乏限制的情况下还会淹没泵房，造成各种电子零件的失灵，造成更大的破坏。并且水泵反转在发生之时还会对工作人员造成影响，可能造成人身伤亡等重大事故，对生产和生活都会造成很大的影响。所以为了保证工作人员的身体健康和管道功能的正常发挥，相关人员就必须加强对水锤效应的重视，然后进行针对性地解决。
三、船舶管系“水锤效应”的产生原因
在船舶管系的发展过程中，水锤效应一经发生就会对管道造成很大的破坏，从而影响船舶的运行，就需要相关人员针对水锤效应进行治理。而由于船舶管系数量较多，分布较为复杂，而且承担的任务也各不相同，水锤效应的发生也就缺乏规律，增加了治理的难度。相关人员想要进行针对性的治理，就需要了解水锤效应的成因，从原因方面进行解决。
（一）供水方式的影响
相较于传统的管道来说，船舶管系的部分管道由于特殊的供水方式，是造成水锤效应的重要因素。船舶管系受制于空间的限制，落差较小，只能采用压力式的供水，通过相关压力设备实现向各处的供水需要。现阶段船舶常见的压力供水器多为压力水柜，该设备上设置有高低压压力继电器，能实现自动化的水泵启停。在运行过程中，由于压力水柜上部还有压缩空气，所以运水环节这些空气就会经由压力传递到管道中，由此形成气阻【3】。而压力水柜在运行过程中产生的压力就会经过两种介质，但是压力波在空气中的传播形式和在水中的传播形式存在一定的差异，当两者同时存在时，就会引发水锤效应，对管道造成破坏。
（二）管道的弯曲较多
和地面上的管道排列有所不同的是，船舶管系在发展过程中由于船舶本身体积有限，加上船舶需要进行供水的设施较多而且分布广泛，管道就需要尽可能满足各方面的供水需要，产生大量的弯曲。另一方面，船舶功能众多，为了能满足船舶功能的发挥，还需要诸多其他管路，根据功能优先级的影响，供水管路就需要进行让步，就进一步增加了水管的弯曲设置。当水管弯曲较多时，就会增加水流对管道的冲击频率，造成水锤现象。另一方面，弯道过多还会在管道内部形成真空，产生气泡，这些气泡不断地在管道内部破裂又出现，就影响了压力波在管道内部的连贯性，造成水锤效应的出现。
（三）阀门、水龙头以及水泵使用频繁
船舶管系水锤效应频繁出现的重要原因还在于船舶上的管系阀门等开关设备的使用较为频繁。一方面，船舶上的人员的数量众多，船员在生产生活环节需要用水的地方也众多，就需要大量水资源以满足相关人员的发展需要，高峰期就需要相关水泵在发展过程中频繁启用。而且船员数量众多也就需要设置大量的水龙头等设备。这样一来，水泵的频繁使用以及水龙头和阀门等设备的频繁使用，就会造成管道水资源流速变化频繁，进而造成水锤效应，对管道造成破坏。所以船舶管系在发展过程中，由于水利设备使用频繁，也是造成水锤效应发生的重要原因之一。
四、船舶管系“水锤效应”的处理对策
在现阶段船舶管系的使用过程中，水锤效应的频繁出现就对管道造成了很大的破坏，进而影响船舶功能的发挥。所以为了保护管道的安全以及船舶功能的正常运转，就需要相关人员针对水锤效应产生的原因进行研究，降低水锤效应的发生频率，从而对水锤效应进行处理。
（一）降低水流的速度
现阶段船舶在发展过程中一般采用压力供水方式，这种方式在使用环节就会造成水锤效应。为了规避该方式产生的水锤效应，就需要通过降低管道内部的水流速度这种方式来实现。降低输水管线的流速，可在一定程度上降低水锤压力，相关人员在进行管道布设时，应考虑尽量避免出现驼峰或坡度剧变，并且减少输水管道长度，设置多个泵站并通过吸水井连接起来。这样一来，就能够在一定程度上降低水锤效应的发生频率。另一方面，压力式的供水方式作为引发水锤效应的重要因素，所以想要对水锤效应进行处理，还可以从供水方式上入手。压力式的供水形式在发展过程中由于水流速度较快，很容易在发展过程中产生水锤效应，相关人员在进行管道设计时，可以对管道系统进行设计，使得管道内部的水流速度在秒速3米之内，从而避免水锤的发生。而且在设备的用水环节，应该尽量选择具有延时阀门控制的设备，避免设备突然关闭引发的水流冲击。
（二）合理安排管线布置
在引发水锤效应的原因中，管道布置方式弯道过多也是造成水锤现象发生的重要因素，所以在治理水锤效应的过程中，还可以通过合理的管道路线设计合理规划管道，避免水锤效应的出现。一方面，应该尽量规避弯曲的设置，特别是小曲率弯头的使用，如果实际情况允许，就需要相关人员在发展过程中使用弯管对弯头进行代替，以避免水流经过弯道时对水道造成的冲击。如果发展环节无法对管道进行规避，应尽量用大角度弯曲代替直角弯曲，给水流留下足够的空间，避免水锤效应的出现。另一方面，在管道的安排过程中，针对同一级别的管道设计，应该尽量选择同规格的管道，比如在主管道的规划时就需要保证其管道规格一样，在次级管道的规划环节也要保证管道使用同种材质和规格，尽量规避管径忽大忽小情况的出现。而且在并入和分流管道的设计时，应尽量使用Y字形的接口代替T字形，避免水流经过时对接口造成的冲击【4】。
结语
在现阶段船舶行业的发展过程中，为了保证船舶功能的发挥以及满足船员生活的需要，需要建立大量的管道进行给排水。但是在管系使用过程中，会产生水锤效应，对管道造成破坏，制约船舶功能的发挥。所以在发展过程中，就需要相关人员通过降低水流速度、合理安排管线以及引进新设备和新技术等手段，对船舶发展过程中存在的水锤效应进行治理，保证管道质量的同时促进船舶行业的发展。
参考文献：
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