كيف تؤثر كمية مضادات الأكسدة ومثبت الأشعة فوق البنفسجية إلى ملاءمة مصدر الأرض HDPE على عمر خدمتها؟

تم إضافة كمية مضادات الأكسدة وثبات الأشعة فوق البنفسجية إلى المصدر الأرضي HDPE تركيب له تأثير مهم على حياة خدمتها. تلعب هاتان المضافة دورًا وقائيًا في مواد HDPE ، والاستجابة على التوالي للتدهور التأكسدي وتلف الأشعة فوق البنفسجية لخصائص المواد. فيما يلي تحليل مفصل:

1. دور وتأثير مضادات الأكسدة
(1) الوظائف الأساسية لمضادات الأكسدة
HDPE هو بوليمر جزيئي مرتفع معرضة لتفاعلات الأكسدة تحت درجة حرارة عالية أو ضغط عالي أو استخدام طويل الأجل ، مما يسبب شيخوخة المواد أو الهشاشة أو حتى التكسير.
مضادات الأكسدة تؤخر حدوث تفاعلات الأكسدة عن طريق التقاط الجذور الحرة أو التحلل البيروكسيدات ، وبالتالي تمديد عمر خدمة تركيبات HDPE.
(2) تأثير كمية مضادات الأكسدة المضافة
إضافة مناسبة:
قم بتحسين الأداء المضاد للشيخوخة للمادة وتوسيع عمر خدمتها في بيئات ارتفاع درجة الحرارة أو ارتفاع الضغط.
في أنظمة مضخة الحرارة المصدر الأرضي ، يمكن لمضادات الأكسدة منع الأنابيب بفعالية من الفشل بسبب الإجهاد التأكسدي في الماء الساخن أو البيئات المدفونة على المدى الطويل.
إضافة غير كافية:
قد تؤدي قدرة مضادات الأكسدة غير الكافية للمادة إلى الشيخوخة المبكرة ، وخاصة في ظل درجة حرارة عالية أو ظروف الضغط العالي.
في البيئات تحت الأرض ، قد تؤدي كميات التتبع من الأكسجين في التربة إلى تسريع عملية شيخوخة HDPE وتقصير عمر خدمة تجهيزات الأنابيب.
إضافة مفرطة:
قد يتسبب ذلك في كسر التوازن الكيميائي داخل المادة ، مما يؤثر بدوره على الخواص الميكانيكية لـ HDPE (مثل قوة الشد أو المرونة).
قد تهاجر مضادات الأكسدة المفرطة إلى سطح المادة ، مما يؤثر على التوافق مع المكونات الأخرى (مثل الأختام أو الموصلات).
(3) اعتبارات في التطبيقات العملية
في أنظمة مضخة الحرارة المصدر الأرضي ، عادة ما تحتاج تجهيزات أنابيب HDPE إلى تحمل درجات حرارة تشغيل عالية (مثل 40-60 درجة مئوية) والضغط على المدى الطويل ، وبالتالي فإن كمية مضادات الأكسدة المضافة تحتاج إلى تحسين وفقًا لظروف الاستخدام المحددة.
بشكل عام ، تكون كمية مضادات الأكسدة المضافة هي 0.1 ٪ -1 ٪ من إجمالي وزن HDPE ، ونسبة المحددة تعتمد على متطلبات تصميم الشركة المصنعة والحياة المتوقعة.
2. دور وتأثير مثبتات الأشعة فوق البنفسجية
(1) الوظائف الأساسية لمثبتات الأشعة فوق البنفسجية

عندما تتعرض HDPE لأشعة الشمس ، ستدمر الأشعة فوق البنفسجية بنية السلسلة الجزيئية ، مما يتسبب في سطح المادة للمسحوق أو تلطيخ أو حتى صدع.
حماية مثبتات الأشعة فوق البنفسجية من مواد HDPE من تلف الأشعة فوق البنفسجية عن طريق امتصاص أشعة الأشعة فوق البنفسجية أو تثبيط تفاعلات الضوئي.
(2) تأثير إضافة تثبيت الأشعة فوق البنفسجية
إضافة مناسبة:
يحسن بشكل كبير من مقاومة الطقس لتجهيزات أنابيب HDPE ، وخاصة في بناء الهواء المفتوح أو التعرض على المدى القصير.
بالنسبة لأنظمة مضخة الحرارة المصدر الأرضي ، على الرغم من دفن معظم تركيبات أنابيب HDPE تحت الأرض ، فقد لا يزال يتعرض لأشعة فوق البنفسجية أثناء النقل أو التخزين أو التثبيت. يمكن للكميات المناسبة من مثبتات الأشعة فوق البنفسجية تجنب الأضرار في هذه المراحل.
إضافة غير كافية:
إذا تعرضت تجهيزات الأنابيب لأشعة الشمس قبل البناء ، فقد يحدث تدهور السطح بسرعة ، مما يؤثر على المظهر والأداء.
قد يؤدي التعرض طويل الأجل إلى انخفاض قوة المواد وزيادة خطر التسرب في التشغيل اللاحق.
إضافة مفرطة:
قد تهاجر مثبتات الأشعة فوق البنفسجية المفرطة إلى سطح المادة وتؤثر على أداء الترابط مع مواد أخرى.
يزيد من تكاليف الإنتاج ، ولكن التأثير الفعلي للتطبيقات المدفونة محدود.
(3) اعتبارات في التطبيقات العملية
بالنسبة لتجهيزات أنابيب HDPE في أنظمة مضخة الحرارة المصدر الأرضي ، نظرًا لأنها تحت الأرض معظم الوقت ، فإن الطلب على مثبتات الأشعة فوق البنفسجية منخفض نسبيًا. بشكل عام ، يمكن أن يلبي مبلغ إضافة قدره 0.2 ٪ -0.5 ٪ من إجمالي وزن HDPE احتياجات التعرض على المدى القصير.
إذا كانت بعض تركيبات أنابيب HDPE تحتاج إلى تعرض لأشعة الشمس لفترة طويلة (مثل الموصلات في الجزء الأرضي) ، يلزم وجود محتوى أعلى من تثبيت الأشعة فوق البنفسجية.
3. التأثير التآزري لمضادات الأكسدة ومثبتات الأشعة فوق البنفسجية
التأثير التآزري: مضادات الأكسدة ومثبتات الأشعة فوق البنفسجية لها تأثير تآزري معين في HDPE. على سبيل المثال ، يمكن أن تقلل مثبتات الأشعة فوق البنفسجية من حدوث تفاعلات تكاس الضوئي ، في حين أن مضادات الأكسدة تمنع تفاعل السلسلة بواسطة الجذور الحرة.
التحسين الشامل: في الإنتاج الفعلي ، يجب النظر في مبلغ إضافة الإضافات بشكل شامل لضمان الاستقرار طويل الأجل لتركيبات أنابيب HDPE في ظل ظروف بيئية مختلفة.
4. تأثير محدد على حياة الخدمة
(1) تأثير مضادات الأكسدة على عمر الخدمة
في أنظمة مضخة الحرارة المصدر الأرضي ، تتمثل الوظيفة الرئيسية لمضادات الأكسدة في تأخير شيخوخة الأكسدة الحرارية وتكسير الإجهاد. وقد أظهرت الدراسات أن الإضافة المناسبة لمضادات الأكسدة يمكن أن تمدد عمر خدمة تجهيزات أنابيب HDPE إلى أكثر من 50 عامًا (في ظل الظروف المدفونة العادية).
إذا كانت مضادات الأكسدة غير كافية ، فقد تظهر تركيبات أنابيب HDPE تدهورًا كبيرًا في الأداء في غضون 10-20 عامًا ، خاصة في بيئات درجة الحرارة المرتفعة أو عالية الإجهاد.
(2) تأثير مثبتات الأشعة فوق البنفسجية على حياة الخدمة
تؤثر مثبتات الأشعة فوق البنفسجية بشكل رئيسي على أداء تجهيزات أنابيب HDPE أثناء التعرض على المدى القصير. إذا لم تكن تركيبات الأنابيب محمية بشكل كاف قبل البناء ، فقد يتسبب عدم وجود مثبتات للأشعة فوق البنفسجية في تدهور السطح ، مما يؤثر بدوره على جودة اللحام اللاحقة وأداء الختم.
في البيئات المدفونة ، يكون تأثير مثبتات الأشعة فوق البنفسجية على عمر الخدمة صغيرًا نسبيًا ، ولكن إذا كانت تجهيزات الأنابيب بحاجة إلى تعرضها لفترة طويلة (مثل الجزء الأرضي) ، فسيصبح تأثيره كبيرًا.

في الإنتاج الفعلي ، يجب تعديل كمية مضادات الأكسدة ومثبتات الأشعة فوق البنفسجية المضافة وفقًا لسيناريو التطبيق المحدد لتحقيق أفضل فعالية من حيث التكلفة والأداء.