我國滴灌產(chǎn)品質(zhì)量分析及對策研究

姚 彬，夏康平，李建宇

(中國灌溉排水發(fā)展中心，北京 100054)

0 引 言

隨著“東北節(jié)水增糧”、“小型農(nóng)田水利”和“全國規(guī)模化節(jié)水示范”等項目實(shí)施，區(qū)域化和規(guī)?；l(fā)展成為大陸節(jié)水灌溉發(fā)展的主要方向和模式，近幾年來，西北、華北和南方節(jié)水灌溉規(guī)?；ㄔO(shè)得到快速推動，全國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉發(fā)展進(jìn)入跨越式階段。截止2013年底，全國微灌面積已達(dá)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(jié)水灌溉產(chǎn)品質(zhì)量高度關(guān)注，節(jié)水灌溉設(shè)備與材料生產(chǎn)企業(yè)也愈加重視。幾年來農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉產(chǎn)品質(zhì)量整體水平不斷提高，但仍有部分企業(yè)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(chǎn)品優(yōu)化升級。

滴灌作為三大高效節(jié)水灌溉技術(shù)之一，在節(jié)水灌溉發(fā)展過程中占有較大比重。滴灌用材料設(shè)備是滴灌技術(shù)的載體，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響滴灌工程質(zhì)量和效益。為確保工程質(zhì)量、規(guī)范市場、從源頭上保障項目順利實(shí)施和長久效益發(fā)揮，2012年始連續(xù)3年對滴灌產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量抽查，重點(diǎn)檢測了全國41家企業(yè)92種產(chǎn)品，包括PE管材、PVC管材、滴灌帶等3大類。通過對檢測結(jié)果綜合分析，結(jié)果顯示抽樣產(chǎn)品總體合格率在55%左右，抽樣產(chǎn)品質(zhì)量總體上還處于較低水平。

1 滴灌材料設(shè)備檢測結(jié)果

1.1 內(nèi)鑲式滴灌帶

共抽查10家企業(yè)生產(chǎn)的12個樣品，樣品公稱直徑16 mm、公稱壁厚0.2 mm。檢測結(jié)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(nèi)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(xiàn)為壁厚偏小。內(nèi)鑲式滴灌帶樣品檢測結(jié)果統(tǒng)計見表1。

表1 內(nèi)鑲式滴灌帶樣品檢測結(jié)果統(tǒng)計表

1.2 單翼迷宮式滴灌帶

共抽查20家企業(yè)生產(chǎn)的25個樣品，樣品公稱直徑16 mm、公稱壁厚0.2 mm。檢測結(jié)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(xiàn)為外徑偏大。單翼迷宮式滴灌帶樣品檢測結(jié)果統(tǒng)計見表2。

1.3 PVC管

共抽查了11家企業(yè)生產(chǎn)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(jié)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(huán)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(jié)果統(tǒng)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(jié)果統(tǒng)計見表3。

表3 PVC管樣品檢測結(jié)果統(tǒng)計表

1.4 PE管

共抽查了10家企業(yè)生產(chǎn)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(jié)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(dǎo)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(dǎo)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(jié)果統(tǒng)計見表4。

表4 PE管樣品檢測結(jié)果統(tǒng)計表

1.5 滴灌用薄壁PE軟管

共抽查了4家企業(yè)生產(chǎn)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(qiáng)度、斷裂伸長率、20 ℃水壓試驗(瞬時爆破壓力)五項指標(biāo)進(jìn)行測試。因滴灌用薄壁PE軟管沒有相關(guān)的行業(yè)或國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)QB/T 3803-1999 (噴灌用低密度聚乙烯管材)規(guī)定，對外觀、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、20 ℃水壓試驗4項指標(biāo)結(jié)果進(jìn)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(jié)果統(tǒng)計見表5。

2 主要質(zhì)量問題及原因分析

2.1 內(nèi)鑲式滴灌帶主要質(zhì)量問題及原因分析

2.1.1炭黑含量低

GB/T19812.3《內(nèi)鑲式滴灌管帶》第7.8條規(guī)定：炭黑含量應(yīng)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(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

滴灌帶中炭黑主要是起到控制透光率、吸收一定數(shù)量紫外線達(dá)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(zhì)量。炭黑含量過高容易造成聚烯烴分子鏈產(chǎn)生斷裂，發(fā)生熱老化，降低材料強(qiáng)度，在產(chǎn)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(chǎn)品無法屏蔽紫外線，老化時間縮短，同時影響產(chǎn)品透光率，造成藻類產(chǎn)生、堵塞流道；

造成炭黑含量偏低主要原因：一是企業(yè)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(biāo)準(zhǔn)要求添加，增加滴灌管帶生產(chǎn)成本。

2.1.2拉拔伸長率大

GB/T19812.3第7.6條規(guī)定：滴灌帶試樣應(yīng)能承受130 N試驗壓力而不出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，試驗前后間距的變化量不應(yīng)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(xiàn)斷裂現(xiàn)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(biāo)主要是防止伸長率過大，造成鋪設(shè)過程中管帶壁變薄，形成細(xì)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(yè)生產(chǎn)技術(shù)不能滿足生產(chǎn)要求；二是聚乙烯樹脂原料不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,或使用大量再生料。

2.2 單翼迷宮式滴灌帶主要質(zhì)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(guī)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(dá)到+0.5 mm；壁厚偏小，最大偏差值達(dá)到-0.03 mm。

與標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)，工作時易造成滴灌帶爆裂。規(guī)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?？诘嚼鋮s段收縮率比預(yù)期??；二是生產(chǎn)工藝控制不滿足要求；三是生產(chǎn)設(shè)備或模具不符合要求，或是使用時間長，磨損嚴(yán)重。

2.2.2爆破壓力偏低

GB/T19812.1第7.7條規(guī)定：試樣的瞬時爆破壓力不應(yīng)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(nèi)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(yīng)力逐漸超過材料屈服強(qiáng)度并發(fā)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(chǎn)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(dǎo)致滴灌帶塑料性能嚴(yán)重下降、強(qiáng)度不夠，致使爆破壓力低。

2.3 PVC管主要質(zhì)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(jù)GB/T 23241-2009《灌溉用塑料管材和管件基本參數(shù)及技術(shù)條件》判定，樣品公稱尺寸主要表現(xiàn)為管徑偏大，壁厚偏小。部分樣品實(shí)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(shí)測值達(dá)到0.8 mm。實(shí)測壁厚偏差常出現(xiàn)負(fù)值，壁厚極限偏差下限值為0，實(shí)測最小值達(dá)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(xiàn)負(fù)偏差甚至?xí)绊懏a(chǎn)品的力學(xué)性能，容易導(dǎo)致管道破裂等。不合格的主要原因：一是部分企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的精度本身就不能滿足要求；二是部分企業(yè)故意減小壁厚、節(jié)省成本；三是碳酸鈣用量過大或用重鈣替代輕鈣，以致從模口到冷卻段收縮率比預(yù)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(nèi)液壓力的抵抗能力。GB/T 23241-2009第5.2.4條規(guī)定：在恒溫20 ℃時、規(guī)定的試驗壓力下，試樣保壓1 h，應(yīng)無破裂、無滲漏。試驗樣品主要表現(xiàn)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(chǎn)工藝不規(guī)范、或管壁厚太薄。

2.3.3密度偏大

GB/T 23241-2009第5.2.4條規(guī)定：管密度應(yīng)為1 350～1 550 kg/m3。測試樣品主要表現(xiàn)為密度偏大，密度偏大會導(dǎo)致產(chǎn)品綜合性能下降。密度偏大主要原因是部分企業(yè)為節(jié)省成本無機(jī)物填料多，或重鈣代替輕鈣。

2.4 PE管主要質(zhì)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(nèi)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(guī)定：在恒溫20 ℃時、規(guī)定的試驗壓力下，試樣保壓100 h，應(yīng)無破裂、無滲漏。試驗樣品主要表現(xiàn)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(yīng)的級別劃分，低級別原料生產(chǎn)高級別管材；二是生產(chǎn)工藝不規(guī)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(xiàn)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(xiàn)負(fù)偏差甚至?xí)绊懏a(chǎn)品的力學(xué)性能，容易導(dǎo)致管道破裂等現(xiàn)象。其主要原因：一是部分企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備精度本身就不能滿足要求；二是部分企業(yè)故意減小尺寸節(jié)省成本；三是使用回收料，通過加大壁厚來增強(qiáng)耐壓能力。

2.4.3氧化誘導(dǎo)時間偏小

氧化誘導(dǎo)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(biāo)，用以評定塑料的防熱老化性能。依照GB/T 13663-2000第6.5條規(guī)定：在200攝氏度氧氣條件下開始發(fā)生自動催化氧化反應(yīng)的時間應(yīng)大于等于20 min。測試樣品主要表現(xiàn)為氧化誘導(dǎo)時間偏小。氧化誘導(dǎo)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(chǎn)工藝不符合相應(yīng)級別原料工藝控制范圍。

2.5 滴灌用薄壁PE軟管主要質(zhì)量問題及原因分析

滴灌用薄壁PE軟管相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正在編制過程中，此次檢測依據(jù)QB/T 3803-1999對樣品的外觀、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、20 ℃水壓試驗(瞬時爆破壓力)四項指標(biāo)進(jìn)行測試。因QB/T 3803-1999規(guī)范的產(chǎn)品規(guī)格不包含薄壁PE軟管，故未對規(guī)格尺寸做出判定。但從檢測結(jié)果看，同規(guī)格產(chǎn)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(guān)國家或行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)范。

3 對策與建議

3.1 建立有效的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制

定期開展滴灌產(chǎn)品國家監(jiān)督抽查，將市場和現(xiàn)場抽查制度化，增加質(zhì)量監(jiān)督抽查結(jié)果透明度，探索建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、質(zhì)量公示制度和跟蹤調(diào)查制度，通過報紙、公告、網(wǎng)站等媒體即時發(fā)布抽查結(jié)果，扶優(yōu)限劣，與有關(guān)部門聯(lián)合，加大處罰力度。

3.2 探索建立關(guān)鍵產(chǎn)品市場準(zhǔn)入制度

對于管材、閥門和灌水器等關(guān)鍵產(chǎn)品逐步探索建立市場準(zhǔn)入制度。建議在產(chǎn)品認(rèn)證基礎(chǔ)上，構(gòu)建市場準(zhǔn)入制度，保證產(chǎn)品質(zhì)量、維護(hù)市場秩序。同時加大準(zhǔn)入產(chǎn)品的監(jiān)督力度，積極調(diào)動社會力量參與監(jiān)督，建立質(zhì)量投訴網(wǎng)絡(luò)， 將投訴作為質(zhì)量監(jiān)督一種重要形式，予以支持獎勵。

3.3 建立健全行業(yè)自律管理體制

要切實(shí)發(fā)揮協(xié)會作用，建立健全行業(yè)自律管理體制。建立以會員為中心的行業(yè)自律管理職能、健全行業(yè)自律組織體系。堅持誠信為本、信譽(yù)為先、注重質(zhì)量，不斷提高行業(yè)自律水平，提升行業(yè)的社會公信力, 切實(shí)維護(hù)社會公眾利益。

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

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

[3] 許 迪，龔時宏.中國節(jié)水灌溉產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀分析及改善對策[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2004,20(5):6-11.