چگونه مقدار آنتی اکسیدان و تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش به اتصالات HDPE منبع زمینی اضافه می شود ، بر عمر خدمات آن تأثیر می گذارد؟

مقدار آنتی اکسیدان و تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش به منبع زمین مناسب HDPE تأثیر مهمی در زندگی خدمات خود دارد. این دو افزودنی نقش محافظتی در مواد HDPE دارند ، به ترتیب به تخریب اکسیداتیو و آسیب اشعه ماوراء بنفش به خواص مواد پاسخ می دهند. در زیر یک تحلیل دقیق است:

1. نقش و تأثیر آنتی اکسیدان ها
(1) عملکردهای اساسی آنتی اکسیدان ها
HDPE یک پلیمر مولکولی بالا است که مستعد ابتلا به اکسیداسیون تحت درجه حرارت بالا ، فشار زیاد یا استفاده طولانی مدت است و باعث پیری مواد ، شکنندگی یا حتی ترک خوردگی می شود.
آنتی اکسیدان ها با گرفتن رادیکال های آزاد یا تجزیه پراکسیدها ، بروز واکنشهای اکسیداسیون را به تأخیر می اندازند و از این طریق عمر خدمات اتصالات HDPE را گسترش می دهند.
(2) تأثیر مقدار آنتی اکسیدان اضافه شده
علاوه بر این مناسب:
عملکرد ضد پیری مواد را بهبود بخشید و عمر خدمات خود را در محیط های با درجه حرارت بالا یا فشار بالا گسترش دهید.
در سیستم های پمپ حرارتی منبع زمینی ، آنتی اکسیدان ها می توانند به طور موثری از عدم موفقیت لوله ها به دلیل استرس اکسیداتیو در آب گرم در گردش طولانی مدت یا محیط های دفن شده جلوگیری کنند.
علاوه بر این کافی نیست:
ظرفیت کافی آنتی اکسیدانی مواد ممکن است منجر به پیری زودرس شود ، به خصوص در دمای بالا یا شرایط فشار بالا.
در محیط های زیرزمینی ، مقادیر اکسیژن موجود در خاک ممکن است روند پیری HDPE را تسریع کرده و عمر خدمات اتصالات لوله را کوتاه کند.
علاوه بر این بیش از حد:
این ممکن است باعث شکسته شدن تعادل شیمیایی در داخل مواد شود ، که به نوبه خود بر خصوصیات مکانیکی HDPE (مانند استحکام کششی یا انعطاف پذیری) تأثیر می گذارد.
آنتی اکسیدان های بیش از حد ممکن است به سطح مواد مهاجرت کنند و بر سازگاری با سایر اجزای (مانند مهر و موم یا اتصالات) تأثیر بگذارند.
(3) ملاحظات در برنامه های عملی
در سیستم های پمپ حرارتی منبع زمینی ، اتصالات لوله HDPE معمولاً باید در برابر دمای عملیاتی بالا (مانند 40-60 درجه سانتیگراد) و فشار طولانی مدت مقاومت کنند ، بنابراین مقدار آنتی اکسیدان اضافه شده باید با توجه به شرایط استفاده خاص بهینه شود.
به طور کلی ، مقدار آنتی اکسیدان اضافه شده 0.1 ٪ -1 ٪ از کل وزن HDPE است و نسبت خاص به نیازهای طراحی سازنده و عمر مورد انتظار بستگی دارد.
2. نقش و تأثیر تثبیت کننده های UV
(1) عملکردهای اساسی تثبیت کننده های UV

هنگامی که HDPE در معرض نور خورشید قرار می گیرد ، پرتوهای ماوراء بنفش ساختار زنجیره مولکولی آن را از بین می برد و باعث می شود سطح مواد به پودر ، تغییر رنگ یا حتی ترک تبدیل شود.
تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش با جذب اشعه ماوراء بنفش یا مهار واکنشهای فوتوکسیداسیون ، مواد HDPE را از آسیب UV محافظت می کنند.
(2) تأثیر افزودن UV تثبیت کننده UV
علاوه بر این مناسب:
مقاومت آب و هوا در اتصالات لوله HDPE ، به ویژه در ساخت و ساز در فضای باز یا قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.
برای سیستم های پمپ حرارتی منبع زمینی ، اگرچه بیشتر اتصالات لوله HDPE در زیر زمین دفن شده اند ، اما ممکن است در هنگام حمل و نقل ، ذخیره یا نصب در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار بگیرند. مقادیر مناسب تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش می تواند از آسیب در این مراحل جلوگیری کند.
علاوه بر این کافی نیست:
اگر اتصالات لوله قبل از ساخت و ساز در معرض نور خورشید قرار بگیرند ، ممکن است تخریب سطح به سرعت رخ دهد و بر ظاهر و عملکرد تأثیر بگذارد.
قرار گرفتن در معرض طولانی مدت ممکن است باعث کاهش قدرت مواد و افزایش خطر نشت در عمل بعدی شود.
علاوه بر این بیش از حد:
تثبیت کننده های بیش از حد اشعه ماوراء بنفش ممکن است به سطح مواد مهاجرت کرده و عملکرد پیوند آن را با سایر مواد تأثیر بگذارد.
هزینه های تولید را افزایش می دهد ، اما تأثیر واقعی برنامه های دفن شده محدود است.
(3) ملاحظات در برنامه های عملی
برای اتصالات لوله HDPE در سیستم های پمپ حرارتی منبع زمینی ، از آنجا که بیشتر اوقات در زیر زمین هستند ، تقاضا برای تثبیت کننده های UV نسبتاً کم است. به طور کلی ، مقدار اضافی 0.2 ٪ -0.5 ٪ از کل وزن HDPE می تواند نیازهای قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت را برآورده کند.
اگر برخی از اتصالات لوله HDPE برای مدت طولانی در معرض نور خورشید قرار بگیرند (مانند اتصالات موجود در قسمت زمین) ، به مقدار بالاتر تثبیت کننده UV نیاز است.
3. اثر هم افزایی آنتی اکسیدان ها و تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش
اثر هم افزایی: آنتی اکسیدان ها و تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش اثر هم افزایی خاصی در HDPE دارند. به عنوان مثال ، تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش می توانند بروز واکنشهای فوتو اکسیداسیون را کاهش دهند ، در حالی که آنتی اکسیدان ها واکنش زنجیره ای را که توسط رادیکال های آزاد آغاز می شود ، مهار می کنند.
بهینه سازی جامع: در تولید واقعی ، مقدار اضافی این دو افزودنی برای اطمینان از ثبات طولانی مدت اتصالات لوله HDPE در شرایط مختلف محیطی باید به طور جامع در نظر گرفته شود.
4. تأثیر خاص بر عمر خدمات
(1) تأثیر آنتی اکسیدان ها بر زندگی خدمات
در سیستم های پمپ حرارتی منبع زمینی ، عملکرد اصلی آنتی اکسیدان ها تأخیر در پیری اکسیداسیون حرارتی و ترک خوردگی استرس است. مطالعات نشان داده اند که افزودن مناسب آنتی اکسیدان ها می تواند عمر خدمات اتصالات لوله HDPE را به بیش از 50 سال (در شرایط طبیعی دفن شده) گسترش دهد.
اگر آنتی اکسیدان کافی نباشد ، اتصالات لوله HDPE ممکن است در طی 10-20 سال تخریب عملکرد قابل توجهی را نشان دهد ، به خصوص در محیط های با درجه حرارت بالا یا استرس بالا.
(2) تأثیر تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش بر زندگی خدمات
تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش عمدتا بر عملکرد اتصالات لوله HDPE در طول قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت تأثیر می گذارد. اگر اتصالات لوله به اندازه کافی قبل از ساخت و ساز محافظت نشود ، عدم تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش ممکن است باعث تخریب سطح شود ، که به نوبه خود بر کیفیت جوشکاری بعدی و عملکرد آب بندی تأثیر می گذارد.
در محیط های دفن شده ، تأثیر تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش بر عمر خدمات نسبتاً اندک است ، اما اگر اتصالات لوله برای مدت طولانی (مانند قسمت زمین) در معرض دید قرار بگیرند ، تأثیر آن قابل توجه خواهد بود.

در تولید واقعی ، مقدار آنتی اکسیدان ها و تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش اضافه شده باید مطابق سناریوی کاربرد خاص تنظیم شوند تا به بهترین مقرون به صرفه و عملکرد و عملکرد دست یابند .