我國滴灌產品質量分析及對策研究

姚 彬，夏康平，李建宇

(中國灌溉排水發展中心，北京 100054)

0 引 言

隨著“東北節水增糧”、“小型農田水利”和“全國規?；澦痉丁钡软椖繉嵤瑓^域化和規模化發展成為大陸節水灌溉發展的主要方向和模式，近幾年來，西北、華北和南方節水灌溉規?；ㄔO得到快速推動，全國農業節水灌溉發展進入跨越式階段。截止2013年底，全國微灌面積已達482萬hm2(主要為滴灌面積)，2012年和2013年分別新增微灌面積111和63萬hm2。同時國家對節水灌溉產品質量高度關注，節水灌溉設備與材料生產企業也愈加重視。幾年來農業節水灌溉產品質量整體水平不斷提高，但仍有部分企業追求短期利益，粗制濫造、以次充好，擾亂市場秩序，損害公眾利益，阻礙產品優化升級。

滴灌作為三大高效節水灌溉技術之一，在節水灌溉發展過程中占有較大比重。滴灌用材料設備是滴灌技術的載體，其質量優劣直接影響滴灌工程質量和效益。為確保工程質量、規范市場、從源頭上保障項目順利實施和長久效益發揮，2012年始連續3年對滴灌產品進行質量抽查，重點檢測了全國41家企業92種產品，包括PE管材、PVC管材、滴灌帶等3大類。通過對檢測結果綜合分析，結果顯示抽樣產品總體合格率在55%左右，抽樣產品質量總體上還處于較低水平。

1 滴灌材料設備檢測結果

1.1 內鑲式滴灌帶

共抽查10家企業生產的12個樣品，樣品公稱直徑16 mm、公稱壁厚0.2 mm。檢測結果：7個合格，5個不合格，合格率為58%。不合格項目依照不合格率大小依次為炭黑含量、拉伸性能和公稱壁厚。影響內鑲式滴灌帶不合格的因素主要是炭黑含量低，占不合格項目的60%。公稱壁厚不合格主要表現為壁厚偏小。內鑲式滴灌帶樣品檢測結果統計見表1。

表1 內鑲式滴灌帶樣品檢測結果統計表

1.2 單翼迷宮式滴灌帶

共抽查20家企業生產的25個樣品，樣品公稱直徑16 mm、公稱壁厚0.2 mm。檢測結果：20個合格，5個不合格，合格率為80%。不合格項目依照不合格率大小依次為公稱外徑、流量均勻度、耐靜水壓、拉伸性能和爆破壓力。公稱外徑不合格主要表現為外徑偏大。單翼迷宮式滴灌帶樣品檢測結果統計見表2。

1.3 PVC管

共抽查了11家企業生產的26個樣品，公稱管徑從63～160 mm，公稱壓力0.25～0.63 MPa。檢驗結果： 1個合格，25個不合格，合格率為3.8%。各檢測項目合格率分別為外觀100%、外徑尺寸23%、壁厚尺寸65%、密度81%、微卡軟化溫度88%、落錘沖擊100%、靜液壓試驗58%和環剛度100%。不合格項目依照不合格率大小依次為外徑、靜液壓、壁厚、密度和微卡軟化溫度。

表2 單翼迷宮式滴灌帶樣品檢測結果統計表

在管徑不合格項目中，管徑偏大的占95%，外徑偏小的占5%；在壁厚不合格項目中，壁厚偏大的占44%，壁厚偏小的占55%；在管密度不合格項目中，密度偏大的占80%，密度偏小的占20%。PVC管樣品檢測結果統計見表3。

表3 PVC管樣品檢測結果統計表

1.4 PE管

共抽查了10家企業生產的24種樣品，公稱管徑從63～110 mm，公稱壓力0.40～0.80 MPa。檢驗結果：6個樣品合格，18個樣品不合格，合格率為25%。各檢測項目合格率分別為外觀100%、管徑尺寸63%、壁厚尺寸62%、靜液壓試驗54%、斷裂伸長率92%、縱向回縮率100%、氧化誘導時間79%。不合格項目依照不合格率大小依次為靜液壓試驗、外徑、壁厚、氧化誘導時間和斷裂伸長率。在管徑不合格項目中，外徑偏大的占56%，外徑偏小的占44%；在壁厚不合格項目中，壁厚偏大的占63%，壁厚偏小的占37%。PE管樣品檢測結果統計見表4。

表4 PE管樣品檢測結果統計表

1.5 滴灌用薄壁PE軟管

共抽查了4家企業生產的5種樣品(其中4個公稱外徑32 mm、一個公稱外徑63 mm)。對軟管的外觀、尺寸、拉伸強度、斷裂伸長率、20 ℃水壓試驗(瞬時爆破壓力)五項指標進行測試。因滴灌用薄壁PE軟管沒有相關的行業或國家產品標準，依據QB/T 3803-1999 (噴灌用低密度聚乙烯管材)規定，對外觀、拉伸強度、斷裂伸長率、20 ℃水壓試驗4項指標結果進行判定，全部合格。對管徑和厚度未作判定。在4個公稱直徑32 mm的樣品中、樣品壁厚偏差較大，分別為1.02、0.91、0.87、0.81和0.78 mm。滴灌用薄壁PE軟管樣品檢測結果統計見表5。

2 主要質量問題及原因分析

2.1 內鑲式滴灌帶主要質量問題及原因分析

2.1.1炭黑含量低

GB/T19812.3《內鑲式滴灌管帶》第7.8條規定：炭黑含量應為2.25%～0.25%。測試的不合格樣品的炭黑含量較低，含量在0.63%～1.46%，遠低于標準規定值。

滴灌帶中炭黑主要是起到控制透光率、吸收一定數量紫外線達到抗老化作用。炭黑含量過多或偏少都會影響滴灌管帶的質量。炭黑含量過高容易造成聚烯烴分子鏈產生斷裂，發生熱老化，降低材料強度，在產生脆性破壞的同時加速滴灌帶老化破裂；炭黑含量過低造成產品無法屏蔽紫外線，老化時間縮短，同時影響產品透光率，造成藻類產生、堵塞流道；

造成炭黑含量偏低主要原因：一是企業使用再生料，難以控制炭黑確切含量；二是炭黑價格較高，按標準要求添加，增加滴灌管帶生產成本。

2.1.2拉拔伸長率大

GB/T19812.3第7.6條規定：滴灌帶試樣應能承受130 N試驗壓力而不出現斷裂現象，試驗前后間距的變化量不應大于5%。測試的兩個不合格樣品在承受130 N試驗壓力下均未出現斷裂現象，但是試驗前后間距的變化量分別為23%和16.5%。

滴灌管帶伸長率指標主要是防止伸長率過大，造成鋪設過程中管帶壁變薄，形成細孔、甚至斷裂，影響使用。造成耐拉拔性能不合格的部分原因:一是部分企業生產技術不能滿足生產要求；二是聚乙烯樹脂原料不符合標準要求,或使用大量再生料。

2.2 單翼迷宮式滴灌帶主要質量問題及原因分析

2.2.1管徑偏大、壁厚偏小

GB/T19812.1-2005《單翼迷宮式滴灌帶》第7.2條規定：公稱直徑16 mm單翼迷宮式滴灌帶極限偏差為 0.3 mm、公稱壁厚0.20 mm的極限偏差為-0.02 mm～+0.04mm。測試的不合格樣品公稱直徑偏大，最大偏差值達到+0.5 mm；壁厚偏小，最大偏差值達到-0.03 mm。

與標準旁三通等管件連接時，管徑偏大易折疊、難以鎖緊，造成連接處漏水；壁厚偏小，致使滴灌帶耐拉拔性能弱，伸長率大、耐水壓性能不強，工作時易造成滴灌帶爆裂。規格尺寸不合格的主要原因：一是原材料不符合要求或是使用再生料，從模口到冷卻段收縮率比預期小；二是生產工藝控制不滿足要求；三是生產設備或模具不符合要求，或是使用時間長，磨損嚴重。

2.2.2爆破壓力偏低

GB/T19812.1第7.7條規定：試樣的瞬時爆破壓力不應小于額定工作壓力的2倍。測試的一個不合格樣品的爆破壓力為額定工作壓力的1.86倍。

滴灌帶爆破壓力反映了滴灌帶所能承受的最大內壓力，是指在充滿壓力水并不斷加壓情況下，滴灌帶管壁所受應力逐漸超過材料屈服強度并發生塑性破壞時的極限荷載或失效壓力。滴灌帶爆破壓力低主要原因是生產滴灌帶的原料中添加其他材料過多，如添加次生料、再生料等。導致滴灌帶塑料性能嚴重下降、強度不夠，致使爆破壓力低。

2.3 PVC管主要質量問題及原因分析

2.3.1管徑偏大、壁厚偏小

抽樣樣品管徑從63～160 mm，公稱壓力0.25～0.63 MPa。依據GB/T 23241-2009《灌溉用塑料管材和管件基本參數及技術條件》判定，樣品公稱尺寸主要表現為管徑偏大，壁厚偏小。部分樣品實測值超過管徑極限上偏差一倍以上，如110 mm管徑極限偏差上限值為0.4 mm，實測值達到0.8 mm。實測壁厚偏差常出現負值，壁厚極限偏差下限值為0，實測最小值達到-0.50 mm。

尺寸不合格會引起管和管件在裝配時配合不好，影響正常使用，壁厚出現負偏差甚至會影響產品的力學性能，容易導致管道破裂等。不合格的主要原因：一是部分企業生產設備的精度本身就不能滿足要求；二是部分企業故意減小壁厚、節省成本；三是碳酸鈣用量過大或用重鈣替代輕鈣，以致從?？诘嚼鋮s段收縮率比預期小。

2.3.2耐靜液壓能力低

耐靜液壓試驗是確定PVC管恒定溫度下，對恒定內液壓力的抵抗能力。GB/T 23241-2009第5.2.4條規定：在恒溫20 ℃時、規定的試驗壓力下，試樣保壓1 h，應無破裂、無滲漏。試驗樣品主要表現在耐壓時間短或未到試驗水壓力已破裂。耐靜液壓壓力低主要影響管道的安全性、可靠性和使用壽命。其主要原因：塑料原料不符合要求、生產工藝不規范、或管壁厚太薄。

2.3.3密度偏大

GB/T 23241-2009第5.2.4條規定：管密度應為1 350～1 550 kg/m3。測試樣品主要表現為密度偏大，密度偏大會導致產品綜合性能下降。密度偏大主要原因是部分企業為節省成本無機物填料多，或重鈣代替輕鈣。

2.4 PE管主要質量問題及原因分析

2.4.1耐靜液壓能力低

耐靜液壓試驗是確定PE管恒定溫度下，對恒定內液壓力的抵抗能力。GB/T 13663-2000《給水用聚乙烯(PE)管材》第6.4條規定：在恒溫20 ℃時、規定的試驗壓力下，試樣保壓100 h，應無破裂、無滲漏。試驗樣品主要表現在耐壓時間短或未到試驗水壓力已破裂。耐靜液壓能力低主要影響管道的安全性、可靠性和使用壽命。其主要原因：一是聚乙烯原料不符合相對應的級別劃分，低級別原料生產高級別管材；二是生產工藝不規范；三是二次料或多次料占比大。

2.4.2公稱直徑和壁厚偏差大

抽樣樣品公稱管徑從63～110 mm，公稱壓力0.40～0.80 MPa。依照GB/T 13663-2000第6.3條判定，樣品主要表現為管徑和壁厚偏差超過極限偏差上下限。尺寸不合格會引起管材和管件在裝配時配合不好，影響正常使用，壁厚出現負偏差甚至會影響產品的力學性能，容易導致管道破裂等現象。其主要原因：一是部分企業生產設備精度本身就不能滿足要求；二是部分企業故意減小尺寸節省成本；三是使用回收料，通過加大壁厚來增強耐壓能力。

2.4.3氧化誘導時間偏小

氧化誘導時間是評價材料在成型加工、儲存、焊接和使用中耐熱降解能力的指標，用以評定塑料的防熱老化性能。依照GB/T 13663-2000第6.5條規定：在200攝氏度氧氣條件下開始發生自動催化氧化反應的時間應大于等于20 min。測試樣品主要表現為氧化誘導時間偏小。氧化誘導時間偏小影響PE管道的使用壽命。其主要原因：一是塑料原料不符合要求；二是回用料不符合要求；三是生產工藝不符合相應級別原料工藝控制范圍。

2.5 滴灌用薄壁PE軟管主要質量問題及原因分析

滴灌用薄壁PE軟管相關標準正在編制過程中，此次檢測依據QB/T 3803-1999對樣品的外觀、拉伸強度、斷裂伸長率、20 ℃水壓試驗(瞬時爆破壓力)四項指標進行測試。因QB/T 3803-1999規范的產品規格不包含薄壁PE軟管，故未對規格尺寸做出判定。但從檢測結果看，同規格產品管徑和壁厚差距都比較大，如公稱直徑32 mm軟管，管徑范圍30.8～31.93 mm，壁厚范圍0.78～1.02 mm。其主要原因是沒有相關國家或行業產品標準予以規范。

3 對策與建議

3.1 建立有效的產品質量監督機制

定期開展滴灌產品國家監督抽查，將市場和現場抽查制度化，增加質量監督抽查結果透明度，探索建立產品數據庫、質量公示制度和跟蹤調查制度，通過報紙、公告、網站等媒體即時發布抽查結果，扶優限劣，與有關部門聯合，加大處罰力度。

3.2 探索建立關鍵產品市場準入制度

對于管材、閥門和灌水器等關鍵產品逐步探索建立市場準入制度。建議在產品認證基礎上，構建市場準入制度，保證產品質量、維護市場秩序。同時加大準入產品的監督力度，積極調動社會力量參與監督，建立質量投訴網絡， 將投訴作為質量監督一種重要形式，予以支持獎勵。

3.3 建立健全行業自律管理體制

要切實發揮協會作用，建立健全行業自律管理體制。建立以會員為中心的行業自律管理職能、健全行業自律組織體系。堅持誠信為本、信譽為先、注重質量，不斷提高行業自律水平，提升行業的社會公信力, 切實維護社會公眾利益。

[1] 姚 彬，王留運.微灌工程技術[M].鄭州:黃河水利出版社，2013.

[2] 姚 彬，王一球.節水灌溉工程建設中存在問題的探討[J]. 節水灌溉，2008,(7): 53-54.

[3] 許 迪，龔時宏.中國節水灌溉產品質量現狀分析及改善對策[J]. 農業工程學報，2004,20(5):6-11.