Landwirtschaftliche Rohrleitungen: So wählen Sie Rohrmaterial, -größe und -druckstufe aus

Wenn ein 40 Hektar großer Block an der letzten Sprinkleranlage den Druck verliert, ist das Rohr selten der erste Verdächtige und oft die eigentliche Ursache. Für die meisten Feldbewässerungen ist die praktische Lösung eine erdverlegte Hauptleitung aus HDPE (PE100), gepaart mit PVC- oder LDPE-Seitenleitungen: HDPE dort, wo sich der Boden bewegt, Frost den Boden anhebt oder eine Leitung durch ein Bohrloch gezogen werden muss, und bei PVC, wo der Grundriss festgelegt ist, der Boden stabil ist und der Preis pro Meter über die Ausschreibung entscheidet. Drei Zahlen entscheiden über die Wahl: die Chemie des Wassers, der Arbeitsdruck plus Druckstoß und der am anderen Ende erforderliche Durchfluss. Außendurchmesser, Wandstärke (ausgedrückt als SDR) und Harzsorte müssen alle drei Kriterien gleichzeitig erfüllen, und allein die Leitungsgröße aufgrund des Preises ist der häufigste Grund dafür, dass ein System in der zweiten Saison unterdurchschnittlich abschneidet.

Lesen Sie das Wasser, bevor Sie den Katalog lesen

Eine Wasseranalyse entscheidet mehr als ein zweites Angebot. Bohrwasser, Kanalwasser und aufbereitetes Abwasser verhalten sich innerhalb eines Rohrs unterschiedlich, und die Unterschiede treten zuerst an Verbindungsstellen, Sackgassen und Emittenten auf. Fragen Sie nach pH-Wert, Chlorid, Härte, Schwebstoffen und Temperaturbereich. Wenn zwei Quellen gemischt werden, testen Sie die Mischung, da die Mischung aggressiver sein kann als jede Quelle allein.

• Chlorid über etwa 300 mg/L gegen verzinkten oder unlegierten Stahl: innere Korrosion, normalerweise konzentriert an Gewindeverbindungen und sich langsam bewegenden Abschnitten.
• pH-Wert unter 6,5 mit Säureinjektion zur Fertigation: PVC-U ist im Allgemeinen angenehm, während Polyethylen vor der Bestellung anhand der Chemikalienbeständigkeitstabelle des Harzherstellers überprüft werden sollte.
• Schwebstoffe über etwa 50 mg/L: Die Filterung erfolgt stromabwärts der Hauptleitung, und das Rohr muss an den anderen Enden immer noch eine Spülgeschwindigkeit von etwa 0,5 m/s zulassen.
• Wasser über 40 °C aus einem flachen Teich oder einer langen schwarzen Rohrstrecke in voller Sonne: Die Druckstufe sinkt und eine als PN10 verkaufte Leitung ist möglicherweise nur bei PN6,3 oder niedriger sicher.

Die Rohrfamilien, die Sie tatsächlich zitieren werden

Die meisten Bewässerungsgeräte bestehen aus vier Materialien und einem Schlauch für das tragbare Ende des Systems. Jeder gewinnt in einem anderen Teil des Feldes.

PVC-U

Die Standardeinstellung für erdverlegte Hauptleitungen und feste Sprinkleranschlüsse. Steif, kostengünstig bei größeren Durchmessern und schnell mit Lösungsmittelkleber oder Ringdichtungsmuffen zu verbinden. Kaltes Wetter macht es spröde bei Stößen und jede Biegung, jedes T-Stück oder jede Endkappe einer unter Druck stehenden Leitung benötigt eine Schubsicherung oder einen Betonblock.

HDPE (PE100)

Flexibel, in Rollen geliefert und durch Schweißen verbunden, sodass es Bodenbewegungen und Frost standhält und unter eine Straße oder Hecke gezogen werden kann. Stumpfschweißen ist ab 63 mm aufwärts Standard, Elektroschweißen eignet sich für enge Gräben und Klemmringverschraubungen decken Reparaturen ab. Die Qualität der Fusion hängt von sauberen Oberflächen, korrekten Heizzeiten und kalibrierten Geräten ab.

LDPE und weiches Polyethylen

Ein Nebenmaterial statt einer Hauptlinie. Günstig, leicht zu versetzen und am Ende der Saison gerne wieder eingerollt. Niedrigere Druckwerte und die Tendenz, bei Hitze zu knicken oder weich zu werden, halten es in der seitlichen Rolle.

Stahl- und Layflat-Schlauch

Verzinkter Stahl hat immer noch seinen Platz in Pumpenverteilern, Steigleitungen und Ventilbaugruppen, wo es auf die Steifigkeit ankommt, aber sein Inneres wird durch Korrosion aufgeraut und die Reibung nimmt im Laufe der Jahre zu. Der Layflat-Schlauch deckt das tragbare Sprinklerset und die saisonale Pumpenleitung ab und sollte niemals dauerhaft vergraben bleiben.

Durchmesser und Reibungsverlust entscheiden darüber, ob das System funktioniert

Geschwindigkeitsziele halten ein System leise und effizient: etwa 1,0 bis 1,5 m/s in einer Hauptleitung, bis zu etwa 2,5 m/s in einer Nebenleitung, wo die Kosten ein kleineres Rohr erfordern. Mit zunehmendem Durchmesser gehen die Verluste schnell zurück. Unter Verwendung einer Hazen-Williams-Berechnung mit C = 140, die für sauberes Polyethylen geeignet ist, verlieren 10 m³/h durch eine 63 mm PE100-Leitung aus SDR17 mit einer Bohrung nahe 56 mm fast 2,7 m Förderhöhe pro 100 m, während der gleiche Durchfluss durch eine 90 mm-Leitung aus demselben SDR weniger als 0,5 m pro 100 m verliert.

Diese Lücke ist wichtig, denn für die Förderhöhe zahlt die Pumpe. Fünfhundert Meter der kleineren Leitung kosten etwa 13,5 m Fallhöhe; die größere Leitung kostet ca. 2,5 m. Über eine Pumpsaison hinweg ist das größere Rohr oft die günstigere Entscheidung, auch wenn die Rechnung etwas anderes vermuten lässt. Größe für den Spitzenbedarfsblock anstelle des Durchschnitts. Fügen Sie dann den Emitter-Betriebsdruck, den Höhengewinn, die Filterverluste und die Reibung von Seiten-, Neben- und Hauptleitung hinzu. Auf welligem Untergrund steigt dieser Gesamtwert schneller an, als die meisten Budgets erwarten.

Passen Sie das Rohr an die Bewässerungsmethode an

Tropf- und Mikrosprinklersysteme laufen bei niedrigem Druck, verwenden schmale Anschlussleitungen und erfordern eine strenge Filterung sowie regelmäßiges Spülen. Daher sind erdverlegte PE100-Leitungen mit dünnwandigen Polyethylen-Anschlussleitungen die übliche Kombination. Festkörper- und Sprinklerblöcke laufen mit höherem Druck und bewegen große Mengen pro Hektar, weshalb der Durchmesser der Hauptleitung der entscheidende Faktor ist. Furchen- und Flutbewässerung toleriert einen gröberen Ansatz, typischerweise geschlossene Rohre mit einfachen Niederdruckkontrollen, obwohl eine genaue Planierung mehr als jede andere Methode belohnt wird. Ein Betrieb betreibt oft zwei dieser Systeme an einer Quelle, und die Hauptleitung muss den höchsten Bedarf bedienen, ohne den Rest auszuhungern.

Verbindung, Beschläge und Vergrabungstiefe

Die Ausstattung entscheidet darüber, wie lange eine Leitung hält. Bögen, T-Stücke, Kupplungen, Verschraubungen, Kappen, Kreuze und Ventile sollten aus derselben Harzfamilie und Druckklasse wie das Rohr stammen. Ein PN16-Ventil an einer PN10-Hauptleitung ist in Ordnung; Ein PN6-Anschluss auf derselben Leitung ist ein geplanter Fehler.

Die Verschüttungstiefe richtet sich nach dem Gerät, das das Feld überquert. Hauptleitungen werden in der Regel 0,6 bis 0,9 m tief, unterhalb der Pflug- und Untergrundtiefe, verlegt, ohne spitze Steine ​​an der Wand befestigt und mit einem Warnband markiert. Für Leitungen, die von Maschinen ferngehalten werden, reicht eine Überdeckung von ca. 0,3 m aus. Druckblöcke gehören bei unter Druck stehendem PVC hinter T-Stücke, Biegungen und Endkappen, und Ventilkammern sollten entleert werden, damit die Armaturen niemals im Wasser sitzen.

Druckbewertung, Druckstoß und Temperaturrealität

Eine PN-Bewertung beschreibt ein Rohr bei 20 °C, das über einen langen Testzeitraum Wasser führt. Drei Dinge untergraben es auf dem Feld.

1. Temperatur: Sowohl Polyethylen als auch PVC verlieren an Leistung, wenn sich das Wasser erwärmt. Folgen Sie daher der Kurve des Harzherstellers und nicht der an der Wand aufgedruckten Zahl.
2. Druckstoß: Das schnelle Schließen eines Ventils oder das Starten einer Pumpe in einer leeren Leitung kann als Druckwelle die Arbeitshöhe um das Zwei- bis Dreifache erhöhen. Langsam schließende Ventile, Entlüftungspunkte an hohen Stellen und eine Startsequenz, die zuerst die Hauptleitung füllt, sind günstiger als der Kauf einer schwereren Pfeife.
3. Lebensdauer: Eine 50-Jahres-Einstufung setzt einen konstanten Druck bei einer konstanten Temperatur voraus. Eine Leitung, die acht Monate im Jahr mit halbem Druck läuft, überdauert eine Leitung, die jeden Nachmittag ihren Höhepunkt erreicht.

Was unterscheidet eine 30-Jahres-Reparatur von einer Fünf-Jahres-Reparatur?

• Harzquelle: 100 % Neumaterial mit einer deklarierten Qualität, wie z. B. PE100 oder PE100-RC für felsigen oder abrasiven Untergrund, verhält sich anders als stark mit Mahlgut vermischtes Compound.
• Wandstärke und SDR: An mehreren Stellen entlang einer Spule messen. Eine Wand, die unter die SDR-Toleranz abdriftet, senkt den Druckwert stillschweigend.
• Kennzeichnung: Material, Norm, SDR oder Wandklasse, Druckstufe, Hersteller und Produktionsdatum sollten leserlich und wiederholt entlang des Rohrs angebracht sein.
• UV-Schutz: relevant für alle Rohre, die ihre Lebensdauer über der Erde verbringen, wobei schwarzes Polyethylen die übliche Lösung ist.
• Beweis: Chargentestberichte eines Labors mit anerkannter Akkreditierung, beispielsweise nach CNAS, sagen mehr aus als ein Zertifikat auf einer Website. Fragen Sie auch, ob Spulen in durchgehenden Längen geliefert werden können, die zum Grabenlayout passen, da die Liefergeschwindigkeit nur dann von Nutzen ist, wenn das Rohr in den richtigen Längen mit passenden Fittings ankommt.

Inbetriebnahme und Wartung

Die Inbetriebnahme ist kurz und es lohnt sich, sie ordnungsgemäß durchzuführen. Langsam auffüllen, an den höchsten Stellen Luft ausstoßen, dann etwa eine Stunde lang einen Drucktest mit dem 1,5-fachen Arbeitsdruck durchführen, ohne dass Emitter angeschlossen sind. Notieren Sie den statischen Druck und den Durchfluss am anderen Ende. Diese beiden Zahlen werden zu Ihrer Grundlinie.

Danach besteht die Wartung hauptsächlich aus Beobachtung. Ein Messgerät, das jeden Monat einen etwas niedrigeren Wert anzeigt, deutet auf ein Leck, ein teilweise geschlossenes Ventil oder einen überladenen Filter hin. Spülen Sie die Anschlussleitungen zu Beginn und am Ende der Saison, lassen Sie die oberirdischen Leitungen vor dem ersten Frost entwässern und halten Sie die Grabenmarkierungen sichtbar, damit ein Untergrundlockerer die Hauptleitung nicht als Erster findet.

Landwirtschaftliche Rohrleitungen sind keine Produktentscheidung. Die Wasserchemie bestimmt das Material, der Spitzenfluss bestimmt den Durchmesser, die Bodenbedingungen bestimmen die Tiefe und die Verbindungsmethode und die Armaturen halten die gesamte Baugruppe zusammen. Wenn Sie diese vier Punkte richtig machen, wird das Rohr zu dem Teil des Bewässerungssystems, an den niemand mehr denken muss.