GB∕T 43908-2024 水肥一體化設備

CCSB912024-04-25發(fā)布2024-11-01實施國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國農(nóng)業(yè)機械標準化技術委員會(SAC/TC201)歸口。本文件起草單位：江西沃邦農(nóng)業(yè)科技股份有限公司、江蘇綠港現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司、大禹節(jié)水集團股份有限公司、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設計研究院、中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院集團有限公司、鷹潭沃正邦科技有限公司、中國農(nóng)業(yè)大學、江西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)工程研究所、河北澤田節(jié)水科技有限公司、廣東杰詩實業(yè)投資有限公司、中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)田灌溉研究所、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所、江蘇省農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站、泰安市農(nóng)業(yè)科學院、九禾股份有限公司、寧波市富金園藝灌溉設備有限公司、山東博云現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技有限公司、河北潤農(nóng)節(jié)水科技股份有限公司、山東淋毒智慧農(nóng)業(yè)科技有限公司、黑龍江惠達科技股份有限公司、山東圣大節(jié)水科技有限公司、德陽市新泰自動化儀表有限公司、新疆優(yōu)聯(lián)云農(nóng)科技有限公司、河北海峰電子科技有限公司、湖南省林業(yè)科學院、鷹潭市農(nóng)業(yè)技術推廣中心、江西省農(nóng)業(yè)技術推廣中心、大通回族土族自治縣蔬菜技術服務中心、南京農(nóng)業(yè)大學、鷹潭市泰爾物聯(lián)網(wǎng)研究中心有限公司、銀川沃爾森節(jié)水灌溉有限公司、北京金河水務建設集團有限公司、新疆兵團勘測設計院集團股份有限公司、中工武大設計集團有限公司、廣西科學院、山東恒略標準化服務有限公司、襄陽金美科林農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司、凱盛浩豐農(nóng)業(yè)集團有限公司。1本文件規(guī)定了水肥一體化設備的產(chǎn)品型號、技術要求、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸與貯存，描述了相應的試驗方法。本文件適用于農(nóng)作物灌溉施肥用管網(wǎng)前端配套的水肥一體化設備的設計、制造、安裝和檢驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T4208—2017外殼防護等級(IP代碼)GB/T5667農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)試驗方法GB/T9254.1—2021信息技術設備、多媒體設備和接收機電磁兼容第1部分：發(fā)射要求GB/T9480農(nóng)林拖拉機和機械、草坪和園藝動力機械使用說明書編寫規(guī)則GB10395.1農(nóng)林機械安全第1部分：總則GB10395.8農(nóng)林拖拉機和機械安全技術要求第8部分：排灌泵和泵機組GB10396農(nóng)林拖拉機和機械、草坪和園藝動力機械安全標志和危險圖形總則GB/T13306標牌GB/T13384機電產(chǎn)品包裝通用技術條件GB/T23821機械安全防止上下肢觸及危險區(qū)的安全距離JB/T5673—2015農(nóng)林拖拉機及機具涂漆通用技術條件JB/T9832.2—1999農(nóng)林拖拉機及機具漆膜附著性能測定方法壓切法3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。根據(jù)農(nóng)作物需求，對水分和養(yǎng)分進行綜合調(diào)控和一體化管理，為灌溉管網(wǎng)提供滿足作物水肥要求的設備。注1:水肥一體化設備一般由灌溉泵、變頻裝置、施肥裝置、過濾裝置、監(jiān)測裝置和控制裝置等組成。注2:水肥一體化設備按照控制方式分為自動水肥一體化設備和手動水肥一體化設備，按照施肥裝置與灌溉主管路的連接方式分為旁路式和主路式。最大水肥流量maximumwater-fertilizerflowrate在制造廠規(guī)定的正常運行狀態(tài)下，水肥一體化設備能提供的滿足作物水肥要求的水肥流量最大值。2壓力損失pressureloss在制造廠規(guī)定的正常運行狀態(tài)下，主管路灌溉泵出口處壓力與水肥出口處壓力的差值。水肥一體化設備的施肥裝置肥液流量與灌溉水肥流量的比值。示例：肥液流量為2L/h,灌溉水流量為198L/h,得出水肥一體化設備水肥流量為200L/h,則水肥流量比為最大吸肥流量maximumfertilizationflowrate在制造廠規(guī)定的施肥裝置正常運行狀態(tài)下，施肥裝置能提供的肥液流量最大值。動態(tài)運行均勻性uniformityinmotion當水肥流量比設定為某一固定值時，隨著灌溉水流量變化，自動水肥一體化設備能通過控制裝置調(diào)節(jié)施肥裝置的肥液流量，實現(xiàn)設備在允許變化范圍內(nèi)的固定水肥流量比下運行。4產(chǎn)品型號水肥一體化設備型號由分類代號、特征代號、主參數(shù)代號等組成，具體如下： —最大吸肥流量：單位為升每小時(L/h)—最大水肥流量：單位為立方米每小時(m3/h)—特征代號：S——手動設備；A——自動設備—大分類代號：排灌機械類示例：設備提供最大水肥流量15m3/h、最大吸肥流量500L/h的自動水肥一體化設備的型號表示為：8SFA-15-5005技術要求5.1安全要求5.1.1水肥一體化設備(以下簡稱“設備”)應采取GB10395.1和GB10395.8規(guī)定的適用的安全要求和(或)措施，并應按照GB10395.1規(guī)定的設計原則，通過充分的風險減少措施達到可接受的風險水平。5.1.2設備外露運動件等對人員易產(chǎn)生傷害的部位應設置安全防護裝置，防護裝置應符合GB10395.1和GB10395.8的規(guī)定。人體上、下肢觸及危險區(qū)的安全距離應符合GB/T23821的規(guī)定。5.1.3在正常操作時存在遺留(剩余)風險的部件附近應設置符合GB10396規(guī)定的安全標志，安全標志應在使用說明書中重現(xiàn)。使用說明書應包括提醒操作者的安全注意事項。5.1.4設備應配置專用控制箱，控制箱應有可靠的接地保護裝置，控制箱體應能防止水進入箱體內(nèi)。設備應設有漏電、過載保護裝置和急停按鈕。電氣導線應加絕緣套管并固定牢靠；電氣裝置和所有外露可導電部分都應連接到保護接地電路上，在動力電路導線和保護接地電路之間施加500V電壓時其絕緣電阻不應小于20MΩ。設備的外殼防護等級應符合GB/T4208—2017中規(guī)定的IP54。35.1.5設備在觸發(fā)失效保護時，應能發(fā)出聲、光或即時通信信息的報警提示。5.1.6設備通信與控制系統(tǒng)電磁兼容發(fā)射要求限值應符合GB/T9254.1—2021中附錄A的規(guī)定。5.2一般要求5.2.1設備的所有零部件應經(jīng)檢驗合格后(外協(xié)、外購件應有合格證明文件)方可使用。設備與水、肥液或水肥接觸的所有管件、過濾裝置、施肥裝置、閥門、灌溉泵的材料應為耐腐蝕的不銹鋼材質(zhì)或聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)塑料。5.2.2設備過濾裝置過濾精度不應低于178μm(80目)。清洗過濾裝置的廢水應單獨排放或集中收集處理。5.2.3設備外殼和管路應有清晰、耐久的水流方向標志。5.2.4使用說明書應按GB/T9480的規(guī)定編制。5.2.5設備各零部件及連接處應密封可靠，不應出現(xiàn)水、肥液或水肥泄漏現(xiàn)象。管路承壓能力不應小于設計壓力的1.5倍，使用的壓力表準確度不應低于1.0級。5.2.6設備應至少具有如下功能：——灌溉水壓力、肥液流量、水肥電導率(EC)和酸堿度(pH)等主要參數(shù)的監(jiān)測功能；——灌溉時間控制功能；——EC、pH超限報警功能；——自動設備具有水肥流量比和施肥時間控制功能。5.3性能指標設備在環(huán)境溫度5℃~40℃、相對濕度5%～90%、大氣壓力0.080MPa～0.106MPa、額定電壓220V/380V的條件下運行時，性能指標應符合表1的規(guī)定。表1性能指標序號性能指標1最大水肥流量/(m3/h)≥企業(yè)明示值2最大水肥流量控制偏差/%3壓力損失/MPa≤企業(yè)明示值4最大吸肥流量/(L/h)≥企業(yè)明示值5EC控制準確度/%6pH控制準確度/%7EC控制均勻度/%8pH控制均勻度/%9自動設備動態(tài)運行均勻性/%超限報警率/%設備啟停正常率/%閥門控制正常率/%平均故障間隔時間/h使用有效度/%45.4漆膜質(zhì)量和外觀質(zhì)量5.4.1設備漆膜外觀和厚度應符合JB/T5673—2015中TQ-4-SC-DM的規(guī)定，漆膜附著力不應低于JB/T9832.2—1999規(guī)定的Ⅱ級。5.4.2設備外觀應整潔、平滑，表面不應有磕碰、劃痕和其他機械損傷；焊接件的焊縫表面應無氣孔、夾6試驗方法6.1試驗條件6.1.1設備在5.3規(guī)定的條件下運行，電源電壓波動不大于±5%;測試用水應為清潔水，水溫為5℃6.1.2試驗用肥液配制量不少于試驗用量的2倍，肥液EC為60mS/cm±0.5mS/cm。6.1.3試驗用酸性肥液配制量不少于試驗用量的2倍，肥液pH為3.0±0.1。6.1.4試驗用儀器設備應經(jīng)過計量檢定或校準且在有效期內(nèi)。儀器設備準確度應符合表2的要求。表2儀器設備準確度要求序號被測參數(shù)量程準確度要求1時間2溫度0℃~100℃3相對濕度0%～100%4流量0m3/h～250m3/h0.5級5壓力0MPa～1.6MPa0.4級6絕緣電阻72.0～12.00.1級80mS/cm～200mS/cm0.1級6.2安全項目檢驗6.2.1對5.1.1～5.1.6規(guī)定的安全要求項目，檢驗方法按GB10395.1、GB10395.8、GB/T23821、GB10396相應的規(guī)定。安全標志和編制說明采用目測的方法，對照產(chǎn)品使用說明書檢測安全標志的數(shù)量和位置是否符合要求，同時用浸過汽油的布擦拭標志15s,觀察有無破損和卷邊現(xiàn)象。其他安全要求項目，采用目測、手感和(或)常規(guī)量具檢測方式逐項進行檢查、測定。6.2.2設備通信與控制系統(tǒng)電磁兼容發(fā)射要求限值按GB/T9254.1—2021中第6章的規(guī)定進行測定。6.3一般項目檢驗6.3.1對5.2.1～5.2.4規(guī)定的項目：零部件(包括外購件、外協(xié)件)核查有無檢測報告和(或)合格證明文件；零部件材料核查檢測報告和采購文件；其他采用目測或常規(guī)量具逐項進行檢測。6.3.2設備開啟后使管道內(nèi)保持水滿，關閉進出口水閥，并關閉設備電源，用施壓泵加壓至設備灌溉水最大壓力的1.5倍，保持1h,檢查各連接部位有無滲漏現(xiàn)象。6.3.3在進行6.4～6.12規(guī)定的試驗期間目測檢查或通過人為調(diào)節(jié)觸發(fā)，判定設備是否具有5.2.6規(guī)定5GB/T43908—2024的各項功能。6.4最大水肥流量與控制偏差設備的灌溉泵在規(guī)定性能下運行，開啟設備進出水閥門并調(diào)至最大開度，調(diào)節(jié)施肥裝置各管路閥門使水肥流量比達設定值(作物水肥要求值),穩(wěn)定運行5min后，每隔3min測量1次設備出水口水肥流量(即讀取1次流量計的測量值),共計5次，按公式(1)計算最大水肥流量，按公式(2)計算最大水肥流量控制偏差。 式中：Qmx——最大水肥流量，單位為立方米每小時(m3/h);Q?——第k次讀取的流量計的測量值，單位為立方米每小時(m3/h);δ——最大水肥流量控制偏差；Q?！畲笏柿髁吭O定值，單位為立方米每小時(m3/h)。6.5壓力損失設備的灌溉泵在規(guī)定性能下運行，調(diào)整主管路進出水閥門、施肥裝置各管路閥門使水肥流量比達設定值(作物水肥要求值),穩(wěn)定運行5min后，每隔3min同時讀取主管路灌溉泵出口處壓力表和水肥出口處壓力表的測量值，共計5次，設備壓力損失按公式(3)計算。測壓點前直管段長度不小于5d,測壓點后直管段長度不小于2d(d為管路直徑)。式中：△P——壓力損失，單位為兆帕(MPa);P?——第i次讀取的主管路灌溉泵出口處壓力表的測量值，單位為兆帕(MPa);Pc——第i次讀取的水肥出口處壓力表的測量值，單位為兆帕(MPa)。6.6最大吸肥流量設備的灌溉泵在規(guī)定性能下運行，將施肥裝置吸肥通道所有閥門調(diào)至最大開度，穩(wěn)定運行5min后開始測量，每隔3min測量1次施肥裝置各吸肥通道的肥液流量，連續(xù)測量并記錄5次，設備的最大吸肥流量按公式(4)、公式(5)計算?！?)式中：M;——第j次測量的最大吸肥流量，單位為升每小時(L/h);n——吸肥通道數(shù)量；T;——第i個吸肥通道的吸肥流量，單位為升每小時(L/h);6GB/T43908—2024Mx——最大吸肥流量，單位為升每小時(L/h)。6.7自動設備動態(tài)運行均勻性設定自動設備的水肥流量比為1:50,調(diào)節(jié)灌溉水流量分別為灌溉泵規(guī)定流量的80%、90%、100%、110%、120%,并分別通過控制裝置自動調(diào)節(jié)施肥裝置肥液流量，實現(xiàn)設備在設定狀態(tài)下正常運行，穩(wěn)定運行5min后進行測量，分別測量5個灌溉水流量值和對應的肥液流量值，對應每個灌溉水流量共測量5次，每次間隔3min,按公式(6)分別計算灌溉水流量為灌溉泵規(guī)定流量的80%、90%、100%、110%、120%時對應的實測水肥流量比的平均值。Q.——第n個灌溉水流量對應的實測水肥流量比的平均值；Qwr——第n個灌溉水流量對應的第m次肥液流量實測值，單位為立方米每小時(m3/h);Qms——第n個灌溉水流量對應的第m次灌溉水流量實測值，單位為立方米每小時(m3/h)。按公式(7)計算自動設備動態(tài)運行均勻性。式中：Dw——自動設備動態(tài)運行均勻性。6.8EC控制均勻度及準確度6.8.1設定EC目標值為2.0mS/cm,開啟設備至制造廠規(guī)定的正常運行狀態(tài)，穩(wěn)定運行5min后，每隔1min在水肥出口處接取水肥1次，連續(xù)取樣5次，用電導率計測量EC。6.8.2EC控制均勻度及準確度按公式(8)～公式(11)計算。 x——EC平均值，單位為毫西門子每厘米(mS/cm);x,——第j次測量EC值，單位為毫西門子每厘米(mS/cm);sa——EC標準差，單位為毫西門子每厘米(mS/cm);v——EC控制均勻度；xr——EC設定值，單位為毫西門子每厘米(mS/cm)。7GB/T43908—20246.9pH控制均勻度及準確度6.9.1設定pH目標值為6.0,開啟設備至制造廠規(guī)定的正常運行狀態(tài)，穩(wěn)定運行5min后，每隔1min在水肥出口處接取水肥1次，連續(xù)取樣5次，用酸堿度計測量水肥pH。6.9.2pH控制均勻度及準確度按公式(12)～公式(15)計算。z——pH平均值；x,——第j次測量pH;v?——pH控制均勻度；P——pH控制準確度；z,——pH設定值。6.10超限報警率………………(12)…………(13)按制造廠使用說明書給出的操作方法，設備在正常運行狀態(tài)下穩(wěn)定運行，分別人為調(diào)整各個報警參數(shù)至報警狀態(tài)值，觸發(fā)報警功能。對每個報警參數(shù)重復進行5次，兩次間隔時間為2min,按公式(16)計算超限報警率。R——第m個參數(shù)報警成功次數(shù)；Y——測試的報警參數(shù)個數(shù)。6.11設備啟停正常率按制造廠使用說明書給出的操作方法，分別啟、停設備各10次，啟、停時間間隔為2min,按公式(17)計算設備啟停正常率。a——設備啟停正常率；N——設備正常啟、?？偞螖?shù)。…………………對于具有自動/遠程控制啟動、停機功能的設備，設定控制啟動、停機的參數(shù)，達到設定值時設備能8GB/T43908—2024夠啟動、停止，則確定為設備正常啟、停。6.12閥門控制正常率按制造廠使用說明書給出的操作方法，分別打開、關閉設備的各個閥門，每個閥打開、關閉各3次，打開、關閉時間間隔為2min,按公式(18)計算閥門控制正常率。β——閥門控制正常率；W——閥門正常打開、關閉總次數(shù)；f——設備配置的閥門數(shù)量。對于具有自動/遠程控制打開、關閉功能的閥門，設定控制閥門打開、關閉的參數(shù)，條件達到設定值時閥門能夠打開、關閉，則確定閥門正常打開、關閉。6.13可靠性6.13.1通則采用定時截尾試驗方法，試驗樣機為2臺，每臺試驗樣機總工作時間為150h,樣機按制造廠使用說明書規(guī)定進行正常作業(yè)。試驗期間應記錄試驗樣機的工作情況、故障情況、修復情況等，試驗時間精確到“min”。試驗時間的分類、故障統(tǒng)計與判斷原則、故障分類原則按照GB/T5667的規(guī)定。在可靠性考核期間，樣機出現(xiàn)了致命故障，平均故障間隔時間、使用有效度應為不合格。6.13.2平均故障間隔時間平均故障間隔時間按照公式(19)計算。式中：MTBF——平均故障間隔時間，單位為小時(h);T,——可靠性考核期間的班次作業(yè)時間，單位為小時(h);r——可靠性考核期間樣機發(fā)生的嚴重故障和一般故障總次數(shù)(當r=0時，按r=1計)。使用有效度按照公式(20)計算。K—使用有效度；Tg——可靠性考核期間的班次故障排除時間，單位為小時(h)。6.14漆膜外觀、厚度和附著力采用目測法檢查漆膜外觀，漆膜厚度按JB/T5673—2015的規(guī)定進行測量，漆膜附著力按JB/T9832.2—1999的規(guī)定進行測量。97檢驗規(guī)則7.1.1每臺設備應經(jīng)制造廠質(zhì)量檢驗部門檢驗合格，并附有產(chǎn)品質(zhì)量合格證方可出廠。7.1.2每臺設備出廠前應按表3的檢驗項目進行出廠檢驗，全部檢驗項目均應合格。如有不合格項目允許修復、調(diào)整，并提交復檢，復檢仍不合格則判定該產(chǎn)品不合格。7.2型式檢驗7.2.1有下列情況之一時，需要進行型式檢驗：——新產(chǎn)品定型鑒定和老產(chǎn)品轉廠生產(chǎn)；——正式生產(chǎn)后，結構、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能；——工裝、模具的磨損可能影響產(chǎn)品性能；——長期停產(chǎn)后，恢復生產(chǎn)；——批量生產(chǎn)，周期性檢驗(一般每2年進行1次);——出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異。7.2.2采取隨機抽樣，在制造廠抽樣時，應是制造廠近12個月內(nèi)生產(chǎn)安裝驗收交付的合格產(chǎn)品，檢查批量不應少于10臺；在用戶和經(jīng)銷部門抽樣不受此限，抽取樣本為2臺。樣機抽取封存后至檢驗工作結束期間，除按使用說明書規(guī)定進行保養(yǎng)和調(diào)整外，不應再進行其他調(diào)整、修理和更換。7.2.3型式檢驗項目按其對產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度，分為A、B、C3類。A類為對產(chǎn)品質(zhì)量有重大影響的項目，B類為對產(chǎn)品質(zhì)量有較大影響的項目，C類為對產(chǎn)品質(zhì)量影響一般的項目，見表3。表3檢驗項目分類項目分類檢驗項目對應技術要求條款對應試驗方法條款出廠檢驗型式檢驗類項A安全要求√√2最大水肥流量表1—√3EC控制準確度表1—√4pH控制準確度表1√B1使用說明書5.2.46.3.1√√2設備功能5.2.66.3.3√√3最大水肥流量控制偏差表1√4壓力損失表1——√5最大吸肥流量表1√6EC控制均勻度表1—√7pH控制均勻度表1——√8自動設備動態(tài)運行均勻性表1——√9超限報警率表16.10—√平均故障間隔時間表16.13.2 √表3檢驗項目分類(續(xù))項目分類檢驗項目對應技術要求條款對應試驗方法條款出廠檢驗型式檢驗類項C1零部件檢驗/合格證明文件5.2.16.3.1√√2與水、肥液或水肥接觸件材料5.2.16.3.1√√3過濾裝置過濾精度5.2.26.3.1√√4清洗過濾裝置廢水5.2.26.3.1√√5水流方向標志5.2.36.3.1√√6零部件及連接處密封5.2.5√√7