農業用配管: パイプの材質、サイズ、定格圧力の選び方

40 ヘクタールのブロックが最後のスプリンクラーで圧力を失った場合、パイプが最初に疑われることはほとんどなく、多くの場合は本当の原因です。ほとんどの圃場灌漑の場合、実際的な答えは、埋設 HDPE (PE100) 幹線と PVC またはLDPE 側管を組み合わせることです。 HDPE 土が動く場所、霜が地面を持ち上げる場所、または穴にラインを引く必要がある場所、レイアウトが固定され、地面が安定している場所、およびメートルあたりのコストが入札を決定する PVC の場所。選択は 3 つの数値によって決定されます。水の化学的性質、作動圧力とサージ、遠端で必要な流量です。外径、SDR で表される肉厚、および樹脂グレードは、この 3 つを同時に満たす必要があり、価格だけでラインを決定することが、システムの 2 番目のシーズンでパフォーマンスが低下する最も一般的な理由です。

カタログを読む前に水を読んでください

水質分析は、2 回目の見積もりよりも多くのことを決定します。井戸水、運河水、処理排水はパイプ内で異なる挙動を示し、その違いは最初に接合部、行き止まり、エミッターに現れます。 pH、塩化物、硬度、浮遊物質、温度範囲についてお問い合わせください。 2 つのソースをブレンドする場合は、どちらかのソースを単独で使用するよりも混合物の刺激が強くなる可能性があるため、ブレンドをテストしてください。

• 亜鉛メッキ鋼または軟鋼に対して約 300 mg/L を超える塩化物: 内部腐食。通常はねじ継手や動きの遅い部分に集中します。
• 発酵のための酸注入による pH 6.5 未満: PVC-U は一般に快適ですが、ポリエチレンは注文する前に樹脂メーカーの耐薬品性表と照合する必要があります。
• 約 50 mg/L を超える浮遊固体: 濾過はメインラインの下流に属し、パイプは依然として遠端で 0.5 m/s 近くのフラッシング速度を許容する必要があります。
• 浅い池からの 40 °C を超える水や、太陽が降り注ぐ長い黒いパイプの場合、圧力定格が低下し、PN10 として販売されているラインは PN6.3 以下でのみ安全である可能性があります。

実際に引用されるパイプファミリー

ほとんどの灌漑入札は、4 つの材料に加えて、システムのポータブル端用のホースで構成されます。それぞれがフィールドの異なる部分で勝利します。

PVC-U

埋設主管および固定スプリンクラー側管のデフォルト。剛性が高く、直径が大きくても安価で、溶剤セメントやリングシールソケットとの接合が迅速に行えます。寒い気候では衝撃に対して脆くなるため、加圧ラインのすべての曲がり、ティー、またはエンドキャップには推力抑制またはコンクリートブロックが必要です。

HDPE (PE100)

柔軟性があり、コイル状で供給され、融着によって結合されているため、地面の動きや霜に耐え、道路や生垣の下に引き込むことができます。バットフュージョンは 63 mm 以上が標準で、電気フュージョンは狭い溝に適しており、圧縮フィッティングは修理をカバーします。融合の品質は、きれいな表面、正しい加熱時間、および校正された機器に依存します。

LDPEと軟質ポリエチレン

本線というよりは横材。安くて、移動も簡単で、シーズンの終わりには丸めてしまうのも嬉しい。圧力定格が低く、熱でねじれたり柔らかくなったりする傾向があるため、横方向の役割が維持されます。

スチールおよびレイフラット ホース

亜鉛メッキ鋼板は、剛性が重要なポンプマニホールド、ライザー、バルブアセンブリに今でも使用されていますが、その内部は腐食により荒れ、長年の使用により摩擦が増加します。レイフラット ホースはポータブル スプリンクラー セットと季節限定ポンプ ラインをカバーしており、永久に埋設したままにしないでください。

直径と摩擦損失がシステムが機能するかどうかを決定します

速度目標は、システムを静かで効率的に保ちます。本管では約 1.0 ～ 1.5 m/s、コストの関係でパイプを小さくせざるを得なくなる側管では最大約 2.5 m/s です。直径が大きくなるにつれて、損失は急速に減少します。クリーンなポリエチレンに適した C = 140 での Hazen-Williams 計算を使用すると、内径 56 mm 付近の SDR17 の 63 mm PE100 ラインを通過する 10 m3/h の損失は 100 m あたり 2.7 m 近くになりますが、同じ SDR の 90 mm ラインを通る同じ流量の損失は 100 m あたり 0.5 m 未満です。

揚程はポンプの代償となるため、このギャップは重要です。細いラインの 500 メートルの長さは約 13.5 メートルです。大きいラインの料金は約 2.5 メートルです。ポンピングのシーズン中は、請求書にそうではないことが示されている場合でも、より大きなパイプの方が安価な決定となることがよくあります。平均ではなくピーク需要ブロックのサイズを設定し、エミッターの動作圧力、標高ゲイン、フィルター損失、横方向、サブメインライン、メインラインからの摩擦を追加します。起伏のある地面では、その合計はほとんどの予算の予想よりも速く上昇します。

パイプを灌漑方法に合わせる

点滴およびマイクロスプリンクラー システムは低圧で動作し、狭いラテラルを使用し、厳密な濾過と定期的なフラッシングを必要とするため、埋設された PE100 メインと薄肉ポリエチレンのラテラルの組み合わせが一般的です。ソリッドセットおよびスプリンクラーブロックは高圧で稼働し、ヘクタールあたりの移動量が多いため、幹線の直径が決定要因となります。畝間灌漑と洪水灌漑では、他のどの方法よりも正確なグレーディングが得られますが、通常は単純な低圧制御を備えたゲート付きパイプなど、より粗いアプローチが許容されます。ファームでは、1 つのソース上でこれらのシステムが 2 つ実行されていることが多く、メインラインは残りのシステムを枯渇させることなく、最も高い需要に対応する必要があります。

接合・継手・埋設深さ

フィッティングによってラインの長さが決まります。エルボ、ティー、カップリング、ユニオン、キャップ、クロス、バルブは、パイプと同じ樹脂ファミリーおよび圧力クラスのものである必要があります。 PN10 メインライン上の PN16 バルブは問題ありません。同じライン上の PN6 フィッティングは予定された故障です。

埋設深さはフィールドを横切る器具に従います。幹線は通常、プラウとサブソイラーの深さよりも 0.6 ～ 0.9 メートル下に敷設され、壁に鋭利な石が当たらないように敷設され、警告テープでマークされています。ラインが機械に近づかないようにするには、約 0.3 m のカバーがあれば十分です。スラスト ブロックは、加圧された PVC のティー、ベンド、およびエンド キャップの後ろにあり、バルブ チャンバーは排水され、継手が水に浸かることがないようにする必要があります。

圧力定格、サージ、温度の現実性

PN 評価は、20 °C で長期間の試験期間にわたって水を運ぶパイプを表します。フィールドでは 3 つのものがそれを侵食します。

1. 温度: ポリエチレンと PVC はどちらも水が温まると低下するため、壁に印刷された数値ではなく樹脂メーカーの曲線に従ってください。
2. サージ: バルブを素早く閉じるか、空のラインにポンプを始動すると、圧力波として作業揚程が 2 ～ 3 倍増加する可能性があります。ゆっくりと閉まるバルブ、高い位置にある空気放出ポイント、最初にメインラインを満たす開始シーケンスは、重いパイプを購入するよりも安価です。
3. 寿命: 50 年の定格は、安定した温度で安定した圧力を想定しています。年間 8 か月間半分の圧力で稼働するラインは、毎日午後にピークヘッドが発生するラインよりも長持ちします。

30 年ラインと 5 年修理の違いは何ですか

• 樹脂源: 岩場または研磨地用の PE100 または PE100-RC など、宣言されたグレードの 100% バージン材料は、リグラインドを大量にブレンドしたコンパウンドとは異なる挙動を示します。
• 壁の厚さと SDR: コイルに沿ったいくつかの点で測定します。 SDR 許容値を下回った壁は、圧力定格を静かにカットします。
• マーキング: 材質、規格、SDR または壁のクラス、圧力定格、製造元、製造日がパイプに沿って読みやすく繰り返し表示される必要があります。
• UV 保護: 地上で寿命を迎えるすべてのパイプに関連しており、通常は黒色のポリエチレンが使用されます。
• 証拠: CNAS などの認定を受けた研究所からのバッチテストレポートは、Web サイト上の証明書以上のことを物語っています。また、パイプが適切な長さで適合する継手で到着する場合にのみ配送速度が向上するため、トレンチのレイアウトに一致する連続した長さのコイルを供給できるかどうかも確認してください。

試運転とメンテナンス

コミッショニングは短時間で完了するため、適切に行う価値があります。ゆっくりと充填し、最高点で空気を排出してから、エミッタを接続しない状態で、使用圧力の 1.5 倍で約 1 時間圧力テストを行います。遠端の静圧と流量を記録します。これら 2 つの数字がベースラインになります。

その後のメンテナンスは観察がメインです。ゲージの表示が毎月わずかに低くなっている場合は、漏れ、バルブが部分的に閉じているか、フィルターの負荷がかかっていることを示しています。シーズンの初めと終わりに側面を洗い流し、最初の霜が降りる前に地上のラインを排水し、サブソイラーが最初にメインラインを見つけないようにトレンチマーカーを見えるようにしておきます。

農業用配管は 1 つの製品で決まるわけではありません。水の化学的性質によって材料が設定され、ピークフローによって直径が設定され、地盤の状態によって深さと接合方法が設定され、継手によってアセンブリ全体が結合されます。これら 4 つを正しく設定すれば、パイプは灌漑システムの一部となり、誰も改めて考える必要がなくなります。