Meststofdosering met elektrisch bediende kleppen

Elektrisch bediende kleppen in bemestingsdoseersystemen zorgen voor een nauwkeurige toediening van voedingsstoffen aan gewassen, wat de groei verbetert en tegelijkertijd verspilling en milieueffecten vermindert. Ondanks hun voordelen worden deze systemen geconfronteerd met uitdagingen vanwege de corrosieve aard van meststoffen en slijtage van kleppen. Het selecteren van het juiste kleptype en materiaal is cruciaal om duurzaamheid, functionaliteit en kosteneffectiviteit in agrarisch gebruik te waarborgen.

Inhoudsopgave

• Meststof & corrosie
• Materialen voor elektrische kleppen
• Elektrisch bediende kleppen gebruikt voor meststofdosering
• Afdichtingsmaterialen

Meststof & corrosie

Meststofapparatuur wordt vaak geconfronteerd met corrosie-uitdagingen als gevolg van de eigenschappen van meststoffen. Deze stoffen reageren vaak met metalen, wat leidt tot de vorming van verbindingen zoals ammoniak of waterstofsulfide. Oplossingen die zure meststoffen met chloride bevatten, met name die met een pH lager dan 3,5, zijn zeer corrosief. Vloeibare meststoffen op basis van stikstof, zoals ammoniumnitraat en ureum, reageren langzaam met staal, waarbij de reactiesnelheid toeneemt bij gelaste verbindingen, bouten en gaten. Daarentegen zijn op fosfaat gebaseerde oplossingen zoals ammoniumfosfaat minder agressief. Ze kunnen een beschermende fosfaatlaag creëren die het metaal beschermt tegen verdere reactie met op stikstof gebaseerde oplossingen.

Zelfs onder droge opslagomstandigheden kunnen meststoffen vocht uit de lucht aantrekken en corrosief worden. Corrosietests geven aan dat koolstofstaal kwetsbaar is voor op stikstof gebaseerde meststoffen. Daarentegen hebben aluminium, chroom en chroom-nikkel roestvrij staal weerstand. Van deze materialen blinken chroom-nikkel roestvrijstalen uit vanwege hun veerkracht in gemengde meststofoplossingen. Verzinkt staal kan enige bescherming bieden tegen corrosie.

Remmers zoals thioureum, ammoniumthiocyanaat en Z-mercapto-benzothiazool kunnen aan meststoffen worden toegevoegd om mild staal te beschermen dat blootgesteld is aan ammoniumnitraat of ammoniak. Polysulfaten zoals natriumpolyfosfaat en dibasisch ammoniumfosfaat kunnen worden gebruikt voor waterige ammoniumnitraat-, ammonium- en ureumoplossingen.

Materialen voor elektrische kleppen

De volgende materialen zijn het meest geschikt voor het bevatten en hanteren van meststoffen, gerangschikt naar voorkeur op basis van corrosiebestendigheid en algemene chemische eigenschappen:

1. 304 en 316 roestvrij staal
2. Aluminium
3. Koolstofstaal
4. PVC
5. Brass

Roestvrij staal

Roestvrij staalsoorten, met name 304 en 316, worden vaak gebruikt om vloeibare meststoffen te hanteren vanwege hun sterkte, corrosiebestendigheid, eenvoudige reiniging en slijtvastheid. Het nikkelgehalte zorgt voor taaiheid en corrosiebestendigheid, terwijl het chroom een dunne oxidefilm vormt die het oppervlak beschermt tegen corrosie. Roestvrijstalen kleppen zijn echter vatbaar voor spanningscorrosiescheuren.

Aluminium

Aluminium en zijn legeringen zijn over het algemeen bestand tegen corrosie doordat ze een beschermende oxidefilm op het metaaloppervlak vormen. Ze bieden echter weinig weerstand tegen chemicaliën die deze laag kunnen aantasten. Ze zijn vatbaar voor aantasting door zuren en bijtende oplossingen, vooral in aanwezigheid van chloriden, waar ze corrosiescheuren kunnen vertonen. Ze bieden de beste corrosiebestendigheid in het pH-bereik van 4,5 tot 7,0.

Koolstofstaal

Koolstofstaal is normaal geschikt voor het hanteren van anhydride ammoniak, maar is vatbaar voor zuren en zure meststoffen. Ondanks de beschikbaarheid van veel soorten met verschillend koolstofgehalte en eigenschappen, heeft het beperkte corrosiebestendigheid tegen meststofoplossingen.

PVC

Kunststoffen zoals PVC zijn corrosievrij en worden gebruikt in goedkope toepassingen, waardoor ze geschikt zijn voor het hanteren van corrosieve meststofoplossingen. Ze hebben echter beperkte weerstand tegen temperatuur, druk en slijtage.

Brass

Messing biedt matige sterkte en taaiheid, maar heeft een lage corrosiebestendigheid tegen vloeibare meststofoplossingen bestaande uit ammoniumnitraat en ammoniumfosfaat.

Andere legeringen

Andere legeringen zoals Monel, Hastelloy, Inconel en legeringen van tantaal, zirkonium, titanium en nikkel bieden uitstekende corrosiebestendigheid, maar worden niet veel gebruikt in meststofhantering vanwege de zeer hoge kosten.

Elektrisch bediende kleppen gebruikt voor meststofdosering

• Naaldkleppen:
  • Gebruikt voor nauwkeurige regeling van de stroom van meststoffen in irrigatiesystemen.
  • Vaak te vinden in druppelirrigatie-opstellingen om de snelheid van voedingsstofafgifte nauwkeurig aan te passen.
  • Gebruikt in buizen met kleine diameter om de lage stroomsnelheden te regelen die nodig zijn voor nauwkeurige bemesting.
  • Niet geschikt voor grote stroomsnelheden.
  • Lees meer in ons overzicht van naaldkleppen artikel.
• Elektrische kogelkranen:
  • Geschikt voor snelle en betrouwbare afsluiting of activering binnen het bemestingssysteem, waardoor een tijdige verdeling van voedingsstoffen wordt gegarandeerd.
  • Vaak gebruikt in grootschalige systemen waar precieze controle van de hoge-volume meststofstroom noodzakelijk is.
  • De robuuste constructie van een doseerkogelkraan maakt langdurige werking met minimaal onderhoud mogelijk, waardoor ze een duurzame keuze zijn voor ruwe bemestingsomgevingen.
  • Voor meer informatie over automatisch bediende kogelkranen, lees onze gids over pneumatische en elektrische kogelkranen.

• Globe-kleppen:
  • Dienen als regelkleppen om de stroom en druk van meststoffen binnen het systeem te beheren.
  • Gebruikt in grotere bemestingssystemen waar variabele stroomsnelheden nodig zijn.
  • Bieden betere afsluitmogelijkheden dan sommige andere kleptypes, waardoor ze geschikt zijn voor het stoppen en starten van meststofstroom.
  • Lees ons overzicht van globe-kleppen artikel voor meer informatie.

• Hoekzitkleppen:
  • Ideaal voor aan/uit-regeling van vloeistofstroom bij hoge drukken.
  • Hun schuine ontwerp vergemakkelijkt de stroom van viskeuze meststoffen met minimale drukval.
  • Vaak gebruikt waar ruimte beperkt is vanwege hun compacte ontwerp en installatiemogelijkheid in kleine ruimtes.
  • Lees meer in ons hoekzitklep artikel.

• Solenoïdekleppen:
  • 2-weg solenoïdekleppen regelen de start en stop van meststofstroom elektronisch, waardoor geautomatiseerde bemestingscycli mogelijk zijn.
  • 3-weg solenoïdekleppen kunnen de stroom tussen verschillende paden in het systeem omleiden, waardoor complexere bemestingschema's en het mengen van verschillende voedingsstoffen mogelijk zijn.
  • Onmisbaar voor geautomatiseerde bemestingssystemen, die reageren op timers of sensorinvoer om een nauwkeurige toepassing van voedingsstoffen te garanderen.
  • Ontdek meer in ons overzicht van solenoïdekleppen artikel.

• Drukregelkleppen:
  • Regelen de druk binnen het bemestingssysteem tot optimale niveaus voor efficiënte voedingsstofafgifte.
  • Passen zich automatisch aan om een ingestelde druk te handhaven, waardoor consistente stroomsnelheden worden gegarandeerd en systeemschade door drukschommelingen wordt voorkomen.
  • Essentieel voor het handhaven van de balans tussen verschillende delen van het bemestingssysteem, vooral wanneer verschillende stroomsnelheden en drukken nodig zijn voor verschillende gewassen of groeistadia.
  • Er zijn verschillende soorten drukregelkleppen, leer meer over de types in de volgende artikelen:
  • Drukveiligheidsklep vs. drukontlastingsklep
  • Drukregelaars

Afdichtingsmaterialen

Diverse afdichtingen worden gebruikt in meststofdosiskleppen, zoals:

• PTFE (Polytetrafluorethyleen): Bekend als Teflon, PTFE afdichtingen:
  • Zijn niet-reactief
  • Zijn het meest chemisch stabiel in vergelijking met alle kunststoffen
  • Hebben uitstekende thermische en elektrische isolatie-eigenschappen
• NBR (BUNA-N): NBR afdichtingen:
  • Hebben goede weerstand tegen water en hydraulische vloeistoffen
  • Goede trek- en druksterkte
  • Hoge slijtvastheid
• EPDM (Ethyleen-Propyleen): EPDM afdichtingen:
  • Bieden zeer goede chemische bestendigheid tegen verschillende zuren en zwakke alkalische oplossingen
  • Goede slijtage-, scheur- en hittebestendigheid
  • Kunnen verschillende weersomstandigheden doorstaan
  • Matige bestendigheid tegen geconcentreerde zuren en sterke alkalische oplossingen
• FKM: Beter bekend als Viton, FKM afdichtingen:
  • Zijn chemisch compatibel met verschillende geconcentreerde oplossingen
  • Geschikt voor gebruik over een breed temperatuurbereik
  • Kunnen worden gebruikt met verschillende minerale zuren en zoutoplossingen
  • Hebben een hoge hittebestendigheid