Đường ống nông nghiệp: Cách chọn vật liệu ống, kích thước và mức áp suất

Khi một khu đất rộng 40 ha bị mất áp suất ở vòi phun nước cuối cùng, đường ống hiếm khi là nguyên nhân đầu tiên mà thường là nguyên nhân thực sự. Đối với hầu hết các hệ thống tưới tiêu trên đồng ruộng, câu trả lời thực tế là đường ống chính HDPE (PE100) được chôn dưới đất kết hợp với các ống bên PVC hoặc LDPE: HDPE nơi đất di chuyển, sương giá nâng mặt đất lên hoặc phải kéo dây qua lỗ khoan và PVC ở nơi có bố cục cố định, mặt đất ổn định và chi phí mỗi mét quyết định giá thầu. Ba con số quyết định sự lựa chọn: thành phần hóa học của nước, áp suất làm việc cộng với sự tăng vọt và lưu lượng cần thiết ở đầu xa. Đường kính bên ngoài, độ dày thành được biểu thị bằng SDR và ​​​​loại nhựa phải đáp ứng cả ba yếu tố cùng một lúc và chỉ kích thước đường kẻ theo giá là lý do phổ biến nhất khiến hệ thống hoạt động kém trong mùa thứ hai.

Đọc nước trước khi bạn đọc danh mục

Phân tích nước quyết định nhiều điều hơn là báo giá thứ hai. Nước giếng, nước kênh và nước thải đã qua xử lý hoạt động khác nhau bên trong đường ống và sự khác biệt xuất hiện đầu tiên ở các khớp nối, ngõ cụt và nguồn phát. Yêu cầu độ pH, clorua, độ cứng, chất rắn lơ lửng và phạm vi nhiệt độ. Nếu hai nguồn được trộn lẫn, hãy kiểm tra hỗn hợp vì hỗn hợp có thể mạnh hơn so với chỉ một trong hai nguồn.

• Clorua trên khoảng 300 mg/L đối với thép mạ kẽm hoặc thép nhẹ: ăn mòn bên trong, thường tập trung ở các mối nối ren và các phần chuyển động chậm.
• Độ pH dưới 6,5 khi bơm axit để bón phân: PVC-U nhìn chung rất thoải mái, trong khi polyetylen phải được kiểm tra theo bảng kháng hóa chất của nhà sản xuất nhựa trước khi đặt hàng.
• Chất rắn lơ lửng trên khoảng 50 mg/L: quá trình lọc thuộc về hạ lưu của đường ống chính và đường ống vẫn phải cho phép tốc độ xả gần 0,5 m/s ở đầu xa.
• Nước có nhiệt độ trên 40 °C từ ao cạn hoặc đường ống đen dài dưới ánh nắng đầy đủ: mức áp suất giảm và đường dây được bán dưới dạng PN10 có thể chỉ an toàn ở PN6.3 hoặc thấp hơn.

Những gia đình ống mà bạn thực sự sẽ được trích dẫn

Hầu hết các thiết bị tưới tiêu đều có bốn vật liệu, cộng với ống mềm dành cho đầu di động của hệ thống. Mỗi người chiến thắng ở một phần khác nhau của lĩnh vực này.

PVC-U

Mặc định cho đường ống chính được chôn và các đường ống phun nước cố định. Cứng, rẻ tiền ở đường kính lớn hơn và nhanh chóng liên kết với xi măng dung môi hoặc ổ cắm vòng đệm. Thời tiết lạnh làm cho nó trở nên giòn khi va chạm và mọi khúc cua, điểm chữ T hoặc đầu cuối trên đường điều áp đều cần có lực đẩy hoặc khối bê tông.

HDPE (PE100)

Linh hoạt, được cung cấp ở dạng cuộn và được nối bằng phản ứng tổng hợp, vì vậy nó chịu được chuyển động của mặt đất và sương giá và có thể được kéo dưới đường hoặc hàng rào. Hợp nhất đối đầu là tiêu chuẩn từ 63 mm trở lên, hợp kim điện phù hợp với các rãnh chật hẹp và các phụ kiện nén bao gồm việc sửa chữa. Chất lượng nhiệt hạch phụ thuộc vào bề mặt sạch sẽ, thời gian gia nhiệt chính xác và thiết bị được hiệu chuẩn.

LDPE và Polyetylen mềm

Một vật liệu bên chứ không phải là một đường chính. Giá rẻ, dễ di dời và rất vui khi được lăn bánh vào cuối mùa. Xếp hạng áp suất thấp hơn và xu hướng bị xoắn hoặc mềm do nhiệt giữ cho nó ở vai trò bên.

Ống thép và ống Layflat

Thép mạ kẽm vẫn giành được vị trí của mình tại các ống góp máy bơm, ống đứng và cụm van nơi độ cứng rất quan trọng, nhưng bên trong của nó trở nên nhám do ăn mòn và ma sát tăng lên theo năm tháng. Ống Layflat bao phủ bộ phun nước di động và đường ống bơm theo mùa và không bao giờ được chôn vĩnh viễn.

Đường kính và tổn thất ma sát quyết định liệu hệ thống có hoạt động hay không

Mục tiêu vận tốc giữ cho hệ thống hoạt động êm ái và hiệu quả: khoảng 1,0 đến 1,5 m/s ở đường chính, lên đến khoảng 2,5 m/s ở đường bên, nơi chi phí buộc đường ống nhỏ hơn. Tổn thất giảm đi nhanh chóng khi đường kính tăng lên. Sử dụng phép tính Hazen-Williams với C = 140, phù hợp với polyetylen sạch, 10 m³/h qua đường PE100 63 mm của SDR17, với lỗ khoan gần 56 mm, mất gần 2,7 m cột nước trên 100 m, trong khi cùng một dòng chảy qua đường 90 mm có cùng SDR sẽ mất dưới 0,5 m trên 100 m.

Khoảng cách đó rất quan trọng vì đầu là thứ mà máy bơm trả tiền. Năm trăm mét đường nhỏ hơn tốn khoảng 13,5 m cột nước; đường lớn hơn có giá khoảng 2,5 m. Sau một mùa bơm, ống lớn hơn thường là quyết định rẻ hơn ngay cả khi hóa đơn đề xuất khác. Kích thước dành cho khối nhu cầu cao nhất thay vì mức trung bình, sau đó thêm áp suất vận hành bộ phát, mức tăng độ cao, tổn thất bộ lọc và ma sát từ đường bên, đường chính phụ và đường chính. Trên nền đất nhấp nhô, tổng số đó tăng nhanh hơn hầu hết ngân sách mong đợi.

Nối ống với phương pháp tưới

Hệ thống phun nước nhỏ giọt và phun nước siêu nhỏ chạy ở áp suất thấp, sử dụng các mặt bên hẹp và yêu cầu lọc nghiêm ngặt cộng với xả nước thường xuyên, do đó, đường ống chính PE100 được chôn với các mặt bên bằng polyetylen có thành mỏng là sự kết hợp thông thường. Khối rắn và khối phun nước chạy ở áp suất cao hơn và di chuyển khối lượng lớn trên mỗi ha, điều này làm cho đường kính đường chính trở thành yếu tố quyết định. Tưới theo rãnh và tưới lũ chấp nhận một cách tiếp cận thô hơn, điển hình là đường ống có cổng với bộ điều khiển áp suất thấp đơn giản, mặc dù nó mang lại kết quả phân loại chính xác hơn bất kỳ phương pháp nào khác. Một trang trại thường vận hành hai hệ thống này trên một nguồn và đường dây chính phải phục vụ nhu cầu cao nhất mà không làm ảnh hưởng đến phần còn lại.

Mối nối, phụ kiện và độ sâu chôn cất

Các phụ kiện quyết định thời gian tồn tại của một dòng. Khuỷu tay, ống chữ T, khớp nối, khớp nối, nắp, chữ thập và van phải có cùng loại nhựa và loại áp suất như đường ống. Van PN16 trên đường dây chính PN10 là được; việc lắp PN6 trên cùng một đường dây là một lỗi đã được lên kế hoạch.

Độ sâu chôn lấp theo nông cụ sẽ băng qua cánh đồng. Các đường dây chính thường được đặt ở độ sâu 0,6 đến 0,9 m, dưới độ sâu của máy cày và lớp đất dưới, được lót không có đá sắc nhọn dựa vào tường và được đánh dấu bằng băng cảnh báo. Khoảng 0,3 m che phủ là đủ cho các đường dây cách xa máy móc. Các khối chặn nằm phía sau các ống nối chữ T, chỗ uốn cong và nắp đầu trên PVC chịu áp, đồng thời buồng van phải thoát nước để các phụ kiện không bao giờ bị ngâm trong nước.

Đánh giá áp suất, tăng áp và nhiệt độ thực tế

Xếp hạng PN mô tả một đường ống dẫn nước ở nhiệt độ 20°C trong thời gian thử nghiệm dài. Ba điều làm xói mòn nó trong lĩnh vực này.

1. Nhiệt độ: cả polyetylen và PVC đều giảm khi nước ấm lên, vì vậy hãy làm theo đường cong của nhà sản xuất nhựa thay vì con số được in trên tường.
2. Tăng áp: đóng van nhanh hoặc khởi động máy bơm vào đường ống trống, có thể tăng gấp hai đến ba lần đầu làm việc dưới dạng sóng áp suất. Van đóng chậm, điểm thoát khí ở điểm cao và trình tự bắt đầu lấp đầy đường ống chính trước sẽ rẻ hơn so với việc mua một đường ống nặng hơn.
3. Tuổi thọ: đánh giá năm mươi năm giả định áp suất ổn định ở nhiệt độ ổn định. Một đường dây chạy ở nửa áp suất trong tám tháng một năm sẽ tồn tại lâu hơn một đường dây có đỉnh cao nhất vào mỗi buổi chiều.

Điều gì phân biệt đường dây 30 năm với đường dây 5 năm sửa chữa

• Nguồn nhựa: 100% vật liệu nguyên chất có cấp độ được công bố, chẳng hạn như PE100 hoặc PE100-RC dành cho nền đá hoặc đá mài mòn, hoạt động khác với hỗn hợp được pha trộn nhiều với nghiền lại.
• Độ dày thành và SDR: đo tại một số điểm dọc theo cuộn dây. Một bức tường trôi dưới mức dung sai SDR sẽ giảm mức áp suất một cách lặng lẽ.
• Việc đánh dấu: vật liệu, tiêu chuẩn, SDR hoặc cấp tường, mức áp suất, nhà sản xuất và ngày sản xuất phải xuất hiện rõ ràng và lặp đi lặp lại dọc theo đường ống.
• Chống tia cực tím: phù hợp với bất kỳ đường ống nào tồn tại trên mặt đất, trong đó polyetylen đen là câu trả lời thông thường.
• Bằng chứng: các báo cáo thử nghiệm hàng loạt từ một phòng thí nghiệm có chứng nhận được công nhận, chẳng hạn như theo CNAS, nói lên nhiều điều hơn là một chứng chỉ trên trang web. Ngoài ra, hãy hỏi xem liệu các cuộn dây có thể được cung cấp với chiều dài liên tục phù hợp với cách bố trí rãnh hay không, vì tốc độ phân phối chỉ hữu ích nếu đường ống có độ dài phù hợp với các phụ kiện phù hợp.

Vận hành và bảo trì

Việc vận hành là ngắn gọn và đáng làm đúng cách. Đổ đầy từ từ, đẩy không khí ra ở những điểm cao nhất, sau đó kiểm tra áp suất ở mức 1,5 lần áp suất làm việc trong khoảng một giờ mà không kết nối bộ phát. Ghi lại áp suất tĩnh và dòng chảy ở đầu xa; hai con số đó trở thành đường cơ sở của bạn.

Sau đó, việc bảo trì chủ yếu là quan sát. Đồng hồ đo chỉ số thấp hơn một chút mỗi tháng cho thấy có rò rỉ, van đóng một phần hoặc bộ lọc đang tải lên. Xả sạch các đường bên vào đầu và cuối mùa, thoát nước các đường trên mặt đất trước đợt sương giá đầu tiên và giữ cho các điểm đánh dấu rãnh có thể nhìn thấy được để người đi dưới đất không tìm thấy đường chính trước.

Đường ống nông nghiệp không phải là một quyết định về sản phẩm. Thành phần hóa học của nước xác định vật liệu, lưu lượng cực đại xác định đường kính, điều kiện mặt đất xác định độ sâu và phương pháp nối, đồng thời các phụ kiện giữ toàn bộ tổ hợp lại với nhau. Thực hiện đúng bốn điều đó và đường ống sẽ trở thành một phần của hệ thống tưới tiêu mà không ai phải nghĩ đến nữa.