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喷灌系统之管道选型与连接

    

喷灌系统管道选型原则

管道是节水灌溉工程的主要组成部分,其作用是向喷头输送具有一定压力的水流,所以灌溉用管道必须能够承受一定的压力,保证在规定工作压力下不发生开裂及爆管现象,以免造成人身伤害和财产损失,.大原则:最好选用名牌和国优产品。

此外,由于管道与管件质优价廉,使用寿命长,内壁光滑,安装施工方便,同时也要考虑购买材料的方便程度,以减少运费。

微灌用管道系统分输配水管、田间支管和连接支管与灌水器的毛管,对于固定式微灌系统的干管与支管以及半固定式系统的干管,由于管内流量较大,常年不动,一般埋于地下,因而其材料的选用与喷灌系统相同。

除了地埋固定管道以外,微灌系统的地面用管较多,由于地面管道系统暴露在阳光下容易老化,减少使用寿命,因而微灌系统的地面各级管道常用抗老化性能较好,有一定柔韧性的高密度聚乙烯管(HDPE,尤其是微灌用毛管,基本上都用聚乙烯管(PE管)

       对于大型微灌工程的骨干输水管道(如上、下山干管,输水总干管),当塑料管道与连接件的品种和性能不能满足设计要求时,可采用其他材质,如钢管、铸铁管、钢筋混凝土管及其连接件。但过滤器后的观望则全部采用塑料管道及连接件。

 

节水灌溉用管道、管件介绍:

1.       铸铁管

优点:承压能力大,一般可承压1Mpa,工作可靠,使用寿命长,一般可使用30-60年,管件齐全,加工安装方便。

缺点:性脆,不能经受较大的东荷载;管壁厚,重量大,搬运部方便;价格高;管子长度较短,安装时接头多,增加施工量;长期使用内壁会产生锈瘤,使管道内径缩小,阻力加大,导致疏水能力大大降低,一般使用30年后需要进行更换。 

一般明设管道采用法兰连接,埋设管道地下时用承插接口。

常用喷灌用地埋铸铁管管件有承插双盘十字管、双承单插丁字管、承插螺纹丁字管、承插异径直通、弯头(45°和90°两种)、承堵和插堵。

2.       钢管

钢管一般用于裸露的管道或穿越公路的管道,它能受动荷载荷较高的工作压力,一般承受工作压力为1MPA以上;具有较强的韧性,不易断裂;管壁较薄,管段长而接头少,铺设安装简单方便。

缺点:价格高,使用寿命较短,常年输水的钢管使用年限一般不超过20年。另外钢管易腐蚀,埋设在地下时,须在其表面涂有良好的防腐层。 

3.       钢筋混凝土管

钢筋混凝土管有自应力钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土两种,都是在混凝土浇制过程中,使钢筋承受一定的拉力,从而使其在工作压力范围内不产生裂缝,可以承受0.4-1.2Mpa的压力。

优点:不易腐蚀,经久耐用,使用寿命比铸铁管长,一般可用40-60年以上;安装施工方便,内壁不结污垢,管道输水能力稳定,采用承插式柔性接头,密封性好,安全简便。

缺点:

  1. 自重大,运输不便,且运输时需要包扎、垫地、轻装,免受损伤。
  2. 质脆,耐撞击性差,价格较高。

4.       PVC(硬聚氯乙烯管)

PVC管是目前设施灌溉工程使用最多的管道,它是以聚氯乙烯树脂为主要原料,加入符合标准的,必要的添加剂,经挤出成型的管材。

PVC管的承压能力按管壁厚度和管径不同而异,喷灌系统常用的为0.6MPA1.0MPA1.6MPA2.5MPA,而微灌系统则根据系统压力一般选择压力较低的管道,主要用输水骨干管道。

优点:耐腐蚀,使用寿命长,在地埋条件下一把可用20年以上

      重量小,搬运容易,内壁光滑、水力性能好,过水能力稳定;

      有一定的韧性,能适应较小的不均匀沉陷。

缺点:材质受温度影响大,高温发生变形,底纹变脆;以受光、热老化,工作压力部稳定,膨胀系数大。

以《给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》(GB/T10002.1-1996)标准来要求的. 

规格有(公称外径DNmm2025324050637590110125140160180200

压力等级(单位:Mpa)有0.60.81.01.251.6.

PVC管的连接方法有专用胶水粘合与橡胶圈密封承插连接两种方法。

PVC管的管件比较齐全。尤其像I型管卡、法兰、活接头、伸缩接头、平承等都是PVC管管件。

5.       PE(聚乙烯管)

PE管可分为高硬度的高密度PE管(也称HDPEUPE管)和低硬度低密度PE管(简称LDPESPE管)。

高密度PE管为高硬度管,具有较高的强度和刚度

低密度PE管为低硬度管,其柔性、伸长率。耐冲击性能较

喷灌系统中使用高密度PE管较多,微灌系统中低密度PE管较多。

一般应参入炭黑(2.5%)做成黑色管。再也可以吸收紫外线,减缓老化的进程,延长使用寿命,另一方面可以使阳光找不到管内,以防止藻类在管内繁殖。

HDPE管材的功臣压力和规格尺寸是参照《给水用高密度聚乙烯管(HDPE)管材》(GB/T13663-92)标准来要求的。

原轻工业部标准SG80-75规定,低密度聚乙烯管在常温条件下使用压力位0.4MPA,一般用于微灌系统能够满足系统要求,但地埋喷灌固定管的内水压力常常达到0.6MPA1MPA级,在选用时要予以注意。

PE管的连接方式:内插式、螺纹连接式、螺纹锁紧式3种。

内插式用于连接内径标准的管道,螺纹锁紧式用于连接外径标准的管道,螺纹连接式用于PE管道与其他材质管道的连接

加筋高密度聚乙烯管材(简称HDPE筋塑管),其最大公称压力达到3.2MPA,该管材有连续性高强度金彩与高密度聚氯乙烯树脂复合而成。既有塑料的轻质、不生锈、耐腐蚀、光滑的特点,又有筋材高强度的特性。

目前HDPE筋塑管材以外径为公称直径,共分为φ50,φ63,φ75,φ90,φ110,φ125,φ160,φ200,φ250,φ315.

管材公称压力分别为:0.6MPA,0.8MPA,1.0MPA,1.25MPA1.6MPA.

PE管材在半固定式喷灌系统和微灌系统中应用较多,而在地埋式固定喷灌系统中则应用很少。

6.       PP管聚丙烯管)

喷灌用聚丙烯管是以聚丙烯树脂为主要原料,经挤出成型而制成的性能良好的聚丙烯管材。未着色前呈白色半透明

7.       硬塑料管材的连接:

 

(1)       扩口承接式连接  常用连接之一,器连接方法有热软化扩口连接、扩口加密封圈连接和溶剂粘合式承插连接。值在分流、转弯、变径等情况下使用该管件。

(2)       套管式连接 用一专用接头将两节管子连接在一起,其接头的承受能力不应低于管材的公称压力。接头分固定式接头和活接头两种。

固定式套管式接头与管子两节后成为一个整体,不易拆卸,接头成本较低

活接头的接头与管子连接后也成为一整体,但管子与管子之间可通过松紧螺母来拆卸,接头成本较高,一般多用于系统中需要经常拆卸之处。

(3)       锁紧接头式连接 这种连接方式是将俩段管子用专用接头通过锁紧连在一起,能承受较高的压力。多用于胶粘剂连接不方便的PE管、聚丙烯管以及系统设计压力要高的PE棺材连接。

(4)       螺纹式连接 螺纹式连接多用于管径较小(≤75mm)、管壁较厚(≥2.5mm)的管材连接。用螺纹连接的管子,由于管端套丝,器段部的强度有所下降,影响整体使用压力,选用时应考虑到这一点。

(5)       法兰式连接      是将管子的两端焊接或热压上法兰盘,用螺栓把两节管子连接在一起,两法兰盘间用软质塑料或橡胶垫密封。法兰式连接适合压力不太高的管道系统,方法简单,连接、拆卸方便。在管子两端形成法兰盘需两次加工,因此在管道灌溉系统中应用不多。多为连接一些必须由法兰连接的器件,如水泵等,与铸铁管、钢管连接时也需要法兰连接。

(6)       热熔焊接式连接      多用于管道修复

三、移动管道及管件

移动式、半固定式喷灌系统管道的移动部分由于需要经常移动,因此他们出来要满足喷灌用的基本要求外,还必须具有重量轻,移动方便;连接管件易于拆装;耐磨耐撞击,抗老化性能好等特点

       常见的喷灌机微灌系统用的一点管材有薄壁铝管、薄壁钢管和涂塑软管。

1.       薄壁铝管

优点:

重量轻,搬运方便,

强度高,能承受较大的工作压力,可达1.0MPA

韧性强,不易断裂,不锈蚀,耐酸性腐蚀

内壁光滑,水力性能好

寿命长,正常条件下寿命可达15-20年,被广泛用作喷灌系统的地埋移动管道

缺点::

硬度小,抗冲击力差,发生碰撞容易变形,价格较高,耐磨性部级钢管,不耐强碱腐蚀,寿命价格比略低于塑料管,但废铝管可以回收。

薄壁铝管管件有两类:铝合金铸件和冲压镀锌钢件

铝合金铸件不怕锈蚀,使用管理简便、有自写功能

冲压镀锌钢件:转角大,对地形变化适应能力强,在应用时要根据实际情况合理选用。

薄壁铝管的街头为快速接头,最适宜于移动式、半移动方式喷灌系统的移动管道与固定管道之间的连接。

2.       薄壁镀锌钢管

薄壁镀锌钢管是用0.8-1.5mm带钢辊压成形,高频感应对焊成管,并切割成所需要的长度,在管段配上快速接头,然后经镀锌而成。

优点:重量轻、搬运方便;强度高,可承受1.0MPA的工作压力;韧性好,不易断裂,抗冲击力强,不怕一般的碰撞;寿命长,质量好的热浸镀锌薄壁钢管课使用10-15年。

缺点:它的耐腐蚀能力不如铝管和塑料管;价格较高;重量也较铝管和塑料管大,一点不如铝管方便。

3.       涂塑软管

是用锦纶纱、维纶纱或其他强度较高的材料制成管,内外壁或内壁涂敷聚氯乙烯或其塑料制成。

用于喷灌的涂塑软管主要有锦纶丝塑料管和维塑软管。

锦纶塑料管事用锦纶丝织成网状管后在内壁涂一层塑料而成。

维塑软管使用维纶丝织成管,并在内、外壁涂聚氯乙烯而成

涂塑软管的优点:

       耐酸碱、抗腐蚀、管身柔软、使用寿命较长、管壁较厚,使用寿命可达3-4年。

由于重量轻、便于移动、价格低等特点,常用语移动式喷灌系统

缺点:

易老化,不耐磨,怕扎,怕压折。

管件

一般使用内口是消防接头,规格有φ50,φ65和φ80三种

此接头用橡胶密封圈止水,密封性能较好。公称压力位1.6MPA


 
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