《微灌地面用塑料管件編制說(shuō)明》

《微灌地面用塑料管件》

編制說(shuō)明

標(biāo)準(zhǔn)編制組

2021年7月15日

一、工作簡(jiǎn)況

1.1任務(wù)來(lái)源

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)水利企業(yè)協(xié)會(huì)提出。根據(jù)“關(guān)于批準(zhǔn)《水利工程建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理評(píng)價(jià)》等8

項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的通知”（中水企[2018[23號(hào)）和“關(guān)于發(fā)送《微灌地面用塑料管件》標(biāo)準(zhǔn)工作任

務(wù)的函”（中水企函[2018]17號(hào)），編制本標(biāo)準(zhǔn)。

1.2協(xié)作單位

本標(biāo)準(zhǔn)主編單位：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院

本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作單位：寧波市艾瑞泰克灌溉設(shè)備有限公司，河北潤(rùn)農(nóng)節(jié)水科技有限公司等。

1.3主要工作過(guò)程

自2018年8月本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)以來(lái)，中國(guó)水科院即組織有關(guān)單位組成了標(biāo)準(zhǔn)編制組，開(kāi)展標(biāo)

準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)工作，主要工作過(guò)程如下：

2018年8月，中國(guó)水利企業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)《節(jié)水灌溉用塑料管材和管件基本參數(shù)及技術(shù)條件》

進(jìn)行了立項(xiàng)審查和立項(xiàng)批準(zhǔn)，下達(dá)了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制訂任務(wù)，啟動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)編制工作。

2018年10月30日，中國(guó)水科院組織編寫(xiě)組有關(guān)人員赴山東省萊蕪市，針對(duì)微灌地面用

塑料管件的生產(chǎn)廠家進(jìn)行了調(diào)研，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)編制涉及的內(nèi)容進(jìn)行了討論。

2018年11月18日，編寫(xiě)組人員赴山東省萊蕪市，到塑料管件生產(chǎn)廠家對(duì)系列管件進(jìn)行

測(cè)試，掌握了管件的規(guī)格尺寸數(shù)據(jù)和主要性能指標(biāo)。

2019年1月15日，中國(guó)水利企業(yè)協(xié)會(huì)張金宏副會(huì)長(zhǎng)等人在山東濟(jì)南與來(lái)自科研、教學(xué)、

設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等單位的專家，對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)初稿進(jìn)行了討論。

2019年7月18日至19日，編寫(xiě)組人員赴浙江省余姚市，針對(duì)主要用于出口的微灌用塑

料管件的生產(chǎn)廠家進(jìn)行了調(diào)研，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)涉及的性能指標(biāo)等內(nèi)容進(jìn)行了討論。

2019年7月至2020年，編寫(xiě)組收集了國(guó)內(nèi)有代表性的管件，進(jìn)行了產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)室性能檢

測(cè)，主要包括管件的規(guī)格尺寸、靜液壓性能、彎曲密封性能、烘耐拉拔性能、烘箱試驗(yàn)等項(xiàng)

目。2020年因疫情等因，未開(kāi)展調(diào)研及研討活動(dòng)等。

2021年1月至今，在收集資料，對(duì)管件進(jìn)行實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了

分析確定，并進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證，編制了本標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿。

1.4主要起草人及其所做的工作

高本虎，本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容的確定，各章節(jié)內(nèi)容的編寫(xiě)；

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陳穎斐，主要技術(shù)內(nèi)容的確定編寫(xiě)；

安勝鑫，主要技術(shù)內(nèi)容的確定編寫(xiě)。

二、確定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容（如技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公式、性能要

求、實(shí)驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等）的論據(jù)（包括試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)），

修訂團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)增加新、舊團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比

標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容確定依據(jù)：

a）區(qū)分主次，突出管件連接與應(yīng)用要求。

b）管件性能指標(biāo)在實(shí)驗(yàn)室或工作現(xiàn)場(chǎng)可測(cè)得或易獲得，試驗(yàn)方法無(wú)歧義。

c）管件性能指標(biāo)明確且定量化。

d）對(duì)于通用性的要求，或在其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里面已經(jīng)明確的內(nèi)容，只作為一般要求提出或

直接引用。

e)充分考慮我國(guó)微灌地面用塑料管件的生產(chǎn)技術(shù)水平、產(chǎn)品應(yīng)用特點(diǎn)及使用壽命等確定

技術(shù)指標(biāo)。

本標(biāo)準(zhǔn)為初次制定，標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)內(nèi)容的確定論據(jù)如下：

2.1外觀

從塑料加工工藝對(duì)制品的通常要求，規(guī)定了管件表面應(yīng)光滑，不允許有裂紋、氣泡、脫

皮和明顯的雜質(zhì)、嚴(yán)重的冷斑及色澤不均、分解變色線等缺陷。

2.2顏色

設(shè)置于地面進(jìn)行輸配水的塑料管道，從防紫外線抗老化的角度，通常要求塑料管件顏色

為黑色，但也有采用其它顏色的，對(duì)非黑色的塑料管件，由供需雙方商議決定。

2.3不透光性

塑料管件要求不透光，可抑制管件內(nèi)壁藻類和細(xì)菌的生長(zhǎng)，避免對(duì)滴頭造成堵塞。

2.4規(guī)格尺寸

我國(guó)北方井灌區(qū)單井一般出水量30~50m3/h，田間配套直徑110mm的管道輸水，故設(shè)定

管件直徑最大尺寸為110mm。另外，田間輸水管道直徑如果太大致管道太重，也不利于管

道移動(dòng)和灌水作業(yè)等。

滴灌帶直徑一般為16mm，故設(shè)滴灌帶專用管件。

3

微灌（包括滴灌、微噴和滲灌，小管出流等）管道的塑料管件直徑以20mm起步配套。

2.5物理力學(xué)性能

根據(jù)地面灌溉管道的使用功能，擬定塑料管件必要的性能指標(biāo)要求。

2.5.1靜液壓性能

耐靜液壓性能是體現(xiàn)管道輸水功能的基本要求之一。塑料管件和管材組合成管道，應(yīng)能

在設(shè)定工況下完成輸水任務(wù)，故管件應(yīng)具備設(shè)定的耐水壓能力，要求在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，管

件在4倍公稱壓力下保壓1h后，應(yīng)無(wú)破裂；若管件與管材應(yīng)連接方面存在尺寸公差等致漏水

時(shí)，滲漏量應(yīng)不大于1.4L/h。對(duì)于滴灌帶（管）專用管件，應(yīng)能在3倍公稱壓力下保壓1h

后無(wú)破裂。

2.5.2耐拉拔性能

耐拉拔是管件和管材連接是否可靠的基本要求。和地埋固定管道不同，地面用管道在使

用過(guò)程中受各種因素影響，連接處容易松動(dòng)。為體現(xiàn)管道在移動(dòng)等使用要求條件下的性能，

設(shè)定耐拉拔性能指標(biāo)，即要求在承載規(guī)定的軸向拉力時(shí)，連接處應(yīng)無(wú)松脫。

滴灌帶（管）專用管件耐拉拔性能。對(duì)滴灌帶（管）專用管件，考慮到和其配套使用的

滴灌帶（管）的性能指標(biāo)要求，設(shè)定在施加180N的軸向載荷或生產(chǎn)廠聲稱的其它荷載值，

保持荷載1h，連接處應(yīng)無(wú)松脫，滴灌帶（管）專用管件應(yīng)無(wú)損壞。

2.5.3彎曲密封性能

地面管道應(yīng)能適應(yīng)地形起伏折轉(zhuǎn)變化以及使用情況下的產(chǎn)生的管道彎曲等變化要求，故

設(shè)管件耐彎曲性能指標(biāo)要求，即設(shè)定在300彎曲狀態(tài)下進(jìn)行內(nèi)壓試驗(yàn)，管材與管件連接密封

處應(yīng)無(wú)破裂；在彎曲試驗(yàn)條件下允許有滲漏，但滲漏量不大于1.4L/h。

公稱外徑小于32mm的管件，通常壓力等級(jí)較低，管材壁厚較小，在管道彎曲等場(chǎng)合的

應(yīng)用能力強(qiáng)，故不做彎曲密封性能試驗(yàn)要求。

2.5.4維卡軟化和烘箱試驗(yàn)

維卡軟化和烘箱試驗(yàn)是針對(duì)PVC材質(zhì)的管件提出的要求，是根據(jù)PVC材質(zhì)的特性進(jìn)行

設(shè)定的。

PVC為非結(jié)晶材料(即無(wú)定形材料)，其結(jié)晶度不超過(guò)10%，因此其耐熱性能可用維卡軟

化溫度表征，以測(cè)試PVC材料的耐熱性（開(kāi)始快速老化的溫度）。

PVC管件經(jīng)注塑成型，為考察成型過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力大小、冷料及熔接縫質(zhì)量，設(shè)定烘箱

試驗(yàn)，檢查管件經(jīng)烘箱試驗(yàn)后的缺陷，并測(cè)量開(kāi)裂、氣泡和脫層以及熔接縫開(kāi)裂情況。

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三、主要試驗(yàn)（驗(yàn)證）的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)

濟(jì)效果

在管件性能指標(biāo)的試驗(yàn)驗(yàn)證方面，主要進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室條件下的測(cè)試、田間測(cè)試結(jié)果收集

整理和資料收集分析等工作。

3.1實(shí)驗(yàn)室等條件下的測(cè)試

在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試方面，主要進(jìn)行了不同類型和不同規(guī)格管件尺寸的測(cè)量、物理力學(xué)

性能指標(biāo)的測(cè)試等驗(yàn)證工作。

3.1.1規(guī)格尺寸測(cè)量

編寫(xiě)組收集測(cè)量了DN16簡(jiǎn)直通、DN16簡(jiǎn)旁通、DN16大口法、DN16簡(jiǎn)旁通閥、DN16

小口閥、DN16直通閥、DN20簡(jiǎn)旁通閥（小口、大口）、DN20簡(jiǎn)旁通、DN25旁通閥、DN16

拉環(huán)旁通、DN90三通、DN50彎頭、DN90×DN63異形三通、DN63套管、DN65套管、DN25

彎頭、DN25三通、DN32彎頭、DN63球閥、DN63彎頭、DN63鞍座等數(shù)百種管件，對(duì)每個(gè)

管件軍訓(xùn)了測(cè)量，管件的每個(gè)部位測(cè)量4次，取測(cè)量的平均值作為管件尺寸的代表值。被測(cè)

試管件的公稱尺寸及其尺寸偏差與本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值相符合。

3.1.2物理力學(xué)性能測(cè)試

自2019年7月以來(lái)，編寫(xiě)組對(duì)收集的國(guó)內(nèi)有代表性的管件，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室條件下的物理

力學(xué)性能檢測(cè)，主要包括管件的、靜液壓性能、彎曲密封性能、烘耐拉拔性能、烘箱試驗(yàn)等

項(xiàng)目。

編寫(xiě)組通過(guò)對(duì)大量測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所擬定的管件物理力學(xué)性能指標(biāo)符合目前國(guó)內(nèi)管

件產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用實(shí)際。

3.2有關(guān)資料收集分析

本標(biāo)準(zhǔn)主編單位中國(guó)水科院積累了大量的塑料管材管件技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試數(shù)據(jù)。如自1986

年4月正式成立并開(kāi)始運(yùn)作的中國(guó)灌排技術(shù)開(kāi)發(fā)公司北京鑒定站開(kāi)始，至在此基礎(chǔ)上前后成

立的水利部灌排設(shè)備檢測(cè)中心（1993年成立）和國(guó)家農(nóng)業(yè)灌排設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（2005

年成立），保存有30多年來(lái)的測(cè)試數(shù)據(jù)。

編寫(xiě)組通過(guò)對(duì)歷史積累的不同規(guī)格尺寸塑料管件技術(shù)指標(biāo)測(cè)試數(shù)據(jù)的分類分析，表明所

確定的本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求是適用的。

3.3技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證及預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果

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截至2015年底，全國(guó)灌溉面積達(dá)到10.81億畝，其中高效節(jié)水灌溉工程面積2.7億畝。

在高效節(jié)水灌溉面積中，采用管道輸水的高效節(jié)水灌溉面積13366萬(wàn)畝，噴灌5622萬(wàn)畝，微

灌7897萬(wàn)畝?！笆濉毙略?億畝高效節(jié)水灌溉面積，其中管道輸水灌溉面積4015萬(wàn)畝，

噴灌2074萬(wàn)畝，微灌3911萬(wàn)畝。

現(xiàn)在，即在“十三五”末，我國(guó)高效節(jié)水灌溉面積應(yīng)已達(dá)3.7億畝，其中管道輸水灌溉面

積17381萬(wàn)畝，噴灌7696萬(wàn)畝，微灌11868萬(wàn)畝。

采用管道輸水灌溉的，目前基本位于井灌區(qū)，其灌水模式主要為一眼機(jī)井（北方井灌區(qū)

的單眼機(jī)井出水量為30-50m3/h）控制灌溉面積50畝左右，從出露地面的給水栓（出水口或

閥門(mén)）連接PE（或涂塑軟管等）軟管的方式將水引至溝畦入口實(shí)施地面灌溉。出水口通常采

用鋼質(zhì)的或玻璃鋼材質(zhì)的，采用塑料制品的較少。個(gè)別規(guī)模較大的管道輸水灌溉工程，有采

用塑料管件連接管道或軟管進(jìn)行灌水的。

噴灌工程，當(dāng)采用半固定式噴灌模式的，除采用為鋁合金材質(zhì)的移動(dòng)管道外，也有采用

塑料材質(zhì)的管道進(jìn)行輸配水，此時(shí)需采用塑料管件進(jìn)行連接。

塑料管件用量最大的當(dāng)屬微灌，尤其是滴灌工程。在微灌工程管網(wǎng)布置中,軟管沿地面鋪

設(shè)，通過(guò)塑料管件連接埋地PVC(或PE等)主管道與滴灌帶(管)(見(jiàn)圖1),起著輸配水作用。根

據(jù)不同作物種植模式，作物行距的不同(見(jiàn)圖2～圖4)，需在滴灌帶(管)先行鋪設(shè)完后，在對(duì)

應(yīng)滴灌帶(管)的位置處，現(xiàn)場(chǎng)打孔采用塑料管件與滴灌帶(管)連接。

圖1軟管和滴灌帶等布置圖圖2軟管和滴灌帶通過(guò)管件連接情況

圖3軟管和滴灌帶通過(guò)管件連接灌水情況圖4軟管和滴灌帶通過(guò)管件連接灌水情況

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大田作物每年每季一般設(shè)計(jì)灌水5次左右，塑料管件在輸配水管網(wǎng)中起連接作用，與滴

灌帶使用時(shí)間相同，即管件每年有壓輸水總時(shí)間大概100h左右。大田作物所用滴灌帶(管)在

使用一個(gè)作物生長(zhǎng)季后即回收，與滴灌帶(管)連接的塑料管件和軟管也一同被回收。回收的

管件可在下一個(gè)作物生長(zhǎng)季使用。根據(jù)工程應(yīng)用情況，管件使用年限一般為3～5年。

目前，我國(guó)微灌工程保有量已達(dá)11868萬(wàn)畝，“十四五”期間，每年還將發(fā)展高效節(jié)水

灌溉面積1500萬(wàn)畝，其中微灌占很大部分。鑒于微灌工程中占比達(dá)90%以上的滴灌，實(shí)際應(yīng)

用模式是滴灌帶及與其連接的塑料管件每年均需回收，來(lái)年再在田間鋪設(shè)的情況，需要補(bǔ)充

更新大量的塑料管件。

為保證軟管與滴灌帶(管)的連接的方便性、緊固性與密封性，管件的公稱尺寸及其偏差的

確定就顯得極其重要。本標(biāo)準(zhǔn)擬定的塑料管件公稱外徑及其偏差、物理力學(xué)性能指標(biāo)等即是

根據(jù)目前工程實(shí)際應(yīng)用的連接管件的尺寸情況擬定的。

微灌工程所使用的滴灌帶和軟管均已有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但還沒(méi)有連接滴灌帶和軟管的

管件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，這是目前微灌工程中的一大短板。故制定一個(gè)與微灌

工程相適應(yīng)、并滿足灌水運(yùn)行要求、符合目前生產(chǎn)和實(shí)際使用情況的地面用塑料軟管產(chǎn)品標(biāo)

準(zhǔn)，是目前我國(guó)微灌工程發(fā)展迫切需要解決的問(wèn)題。該標(biāo)準(zhǔn)的制定，對(duì)規(guī)范塑料管件產(chǎn)品生

產(chǎn)應(yīng)用，滿足微灌工程建設(shè)需求，具有建設(shè)性意義；對(duì)促進(jìn)我國(guó)節(jié)水灌溉產(chǎn)品的發(fā)展提供技

術(shù)支持具有積極促進(jìn)意義。

四、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度，以及與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)

準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，或與測(cè)試的國(guó)外樣品、樣機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比

情況

國(guó)際、國(guó)外尚無(wú)適用于微灌工程的地面用塑料管件標(biāo)準(zhǔn)，故本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有采用國(guó)際

標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，在塑料管件方面，我國(guó)有翻譯ISO9625：1993并轉(zhuǎn)化為國(guó)標(biāo)的《灌溉用聚乙烯（PE）

壓力管機(jī)械連接管件》(GB/T20201-2006)、翻譯ISO12460：1998并轉(zhuǎn)化為國(guó)標(biāo)的《農(nóng)業(yè)灌

溉設(shè)備聚乙烯承壓管用塑料鞍座》(GB/T19796-2005)和翻譯ISO3501：1976并轉(zhuǎn)化為國(guó)標(biāo)

的《聚乙烯壓力管材與管件連接的耐拉拔試驗(yàn)》(GB/T158