¿¿ qué pasará con los materiales después de un año de exposición al aire libre? El plástico se vuelve crujiente, el recubrimiento se desvanece, el caucho se agrieta...... Estos procesos de envejecimiento aparentemente lentos, de hecho, el 80% están directamente relacionados con los rayos ultravioleta (ultravioleta) en la luz solar. Con el fin de "predecir" el rendimiento de la resistencia a la intemperie después de varios años en solo unos días, surgió la máquina de prueba de pretratamiento ultravioleta (prueba de precondición ultravioleta). Es como un "acelerador de tiempo" que concentra la luz solar, la lluvia y el rocío, las altas temperaturas y la condensación en una caja, proporcionando datos de envejecimiento rápidos y confiables para recubrimientos, plásticos, caucho, textiles, módulos fotovoltaicos e incluso procesos de desinfección de aguas residuales. Este artículo le llevará a comprender completamente este "simulador de sol" desde cinco dimensiones: principio de funcionamiento, composición estructural, aplicación central, puntos de operación y tendencias de vanguardia.

I. principio de funcionamiento: regrabar el envejecimiento al aire libre con "tubo de luz + temperatura y humedad"

La idea central de la máquina de prueba de pretratamiento ultravioleta es el "método de prueba de envejecimiento acelerado": instalar tubos ultravioleta de longitud de onda específica (generalmente UV - a 320 - 400 nm y UV - B 280 - 320 nm) en la caja, simulando factores ambientales en diferentes zonas climáticas, como luz tropical fuerte, alta humedad costera y calor seco del desierto, controlando la intensidad de la irradiación (0,5 - 1,5 W / mm2), la temperatura de la pizarra (40 - 80 ° c) y la humedad relativa (30% - 95% rh). Después de absorber fotones de alta energía en la superficie del material, la cadena molecular se rompe, se oxida y se reorganiza, mostrando características de envejecimiento como diferencia de color, disminución del brillo, grietas, polvo y disminución de la resistencia a la tracción. Al comparar la tasa de retención de rendimiento antes y después de la prueba, se puede evaluar su nivel de resistencia a la intemperie y su vida útil.

2. composición estructural: cuatro módulos colaboran para "escenificar" el Envejecimiento

1. fuente de luz ultravioleta

- tubos: la corriente principal nacional utiliza lámparas fluorescentes uva - 340 o ubb - 313, con una vida útil ≥ 1800 h; el modelo está equipado con lámparas de xenón refrigeradas por agua o LED - uv, con una energía ajustable del 1% - 100% y una vida útil ≥ 5000 H.

- uniformidad de la irradiación: disposición escalonada de tubos + placa reflectante parabólica de aluminio, uniformidad de la superficie de la muestra ≤ ± 10%, cumpliendo con los requisitos ASTM g154 e ISO 4892 - 3.

2. sistema de control de temperatura y humedad

- calentamiento: la placa de calentamiento de aleación de níquel - cromo se adhiere a la pared de la caja, y la temperatura de control Pi es de ± 2 ℃;

- humidificación: atomización por vapor o ultrasonido de la caldera, fluctuación de la humedad de ± 3% rh;

- condensación: el programa nocturno se calienta automáticamente a 85 ° C y luego se enfría rápidamente a 50 ° C para formar condensación, simulando la erosión del Rocío matutino al aire libre.

3. portamuestras y tambores

- plano: adecuado para placas y películas, con una inclinación de la muestra de 5 ° - 10 ° para evitar el agua estancada;

- tipo de tambor: el marco cilíndrico gira 360 ° para garantizar que todas las muestras reciban dosis iguales de irradiación, especialmente para módulos fotovoltaicos y recubrimientos de automóviles.

4. medición y control y software

- circuito cerrado de irradiancia: retroalimentación en tiempo real del sensor de doble canal uva / uvb, ajuste automáticamente la Potencia del tubo para garantizar un valor de ajuste de ± 0,5%;

- Programa de múltiples secciones: se pueden compilar 100 secciones del ciclo "irradiación - condensación - pulverización - oscuridad", llamando a la plantilla estándar nacional, estándar estadounidense y estándar europeo con un solo clic;

- trazabilidad de datos: temperatura, humedad, cantidad de irradiación y tiempo de funcionamiento se escriben automáticamente en csv, y se admite el acoplamiento de exportación usb con lims.

III. aplicaciones típicas: de la "decoloración de la pintura" a la "desinfección de aguas residuales"

1. recubrimientos y plásticos

Después de que una pintura industrial pasó por 200 H ubb - 313 (0,89 W / M 2, 60 ° c), la adherencia disminuyó en un 35%, y la diferencia de color△ e = 3,2, por lo que la empresa agregó un estabilizador de luz Hals del 2%, y△ e < 1,5 después de 12 meses de exposición al aire libre, pasó la certificación qualicoat.

2. decoración exterior del automóvil

Después de que el parachoques de polipropileno pasó por uva - 340 (0,76 W / M 2, 50 ° c, 95% de condensación de rh) durante 500 horas, la tasa de retención de resistencia a la tracción fue ≥ 80%, cumpliendo con el estándar VW PV 3930; La máquina de prueba de tambor de fibra puede poner 45 piezas completas a la vez, ahorrando un 70% de tiempo de prueba.

3. módulos fotovoltaicos

Los paneles solares deben ser pretratados a 60 ° C y uva - 340 15 kWh / m2, y luego sometidos a pruebas de ciclo térmico, congelación húmeda y calor húmedo. La máquina de prueba de pretratamiento ultravioleta logra una uniformidad de irradiación ≤ ± 5% a través de 48 tubos cruzados + servomotores, asegurando que la atenuación de potencia del componente sea inferior al 5%, cumpliendo con los requisitos de la IEC 61215.

4. caucho y textil

Las tiras de sellado del automóvil pasan por un ciclo de tres en uno de UV + ozono + alta temperatura, y el nivel de agrietamiento se reduce del nivel 4 al nivel 2, guiando a las empresas a reemplazar la cera antiozono y la fórmula antienvejecimiento; Después de que la tela de la tienda de campaña al aire libre pasó por 1000 H uva - 340, la tasa de retención de resistencia a la tracción fue ≥ 70%, cumpliendo con el estándar de sombreado en 13561.

5. tratamiento previo de desinfección de aguas residuales

Los rayos ultravioleta en sí mismos también son un proceso de desinfección verde eficiente. Una planta de agua reciclada aumentó la dosis de UV en 13 MJ / CM 2 Después de la filtración de arena, y el coliformes total fue inferior a 100 CFU / l, lo que redujo los subproductos en un 24% en comparación con la desinfección por cloro solo; La máquina de prueba de pretratamiento ultravioleta se utiliza aquí para verificar la curva de envejecimiento de la lámpara y la relación dosis - inactivación, proporcionando una base para la amplificación de la ingeniería.

4. puntos clave de funcionamiento y seguridad de la máquina de prueba de pretratamiento ultravioleta: deje que la "aceleración" no se descontrole

1. preparación de muestras

Limpiar la superficie, registrar la diferencia de color inicial y las propiedades mecánicas; El espesor superior a 3 mm requiere perforación y escape para evitar la deformación de la expansión térmica.

2. configuración de parámetros

Primero seleccione la plantilla estándar (astm g154, ISO 4892 - 3, GB / T 16422.3), y luego ajuste la irradiancia y la temperatura; El uvb - 313 de alta energía es adecuado para la detección rápida, y el uva - 340 está más cerca del espectro al aire libre.

3. inspección intermedia

Sacar la pareja cada 48 horas y observar la grieta, el polvo y el cambio de color; Si es necesario rociar agua, use agua desionizada, la conductividad eléctrica es inferior a 5 μs / cm, anti - manchas.

4. protección de la seguridad

- radiación ultravioleta: la puerta de la Caja está equipada con cerradura electromagnética, que se cierra automáticamente durante la operación; La ventana de observación es uva - B para bloquear el acrílico, con una transmisión inferior al 1%;

- ozono: el tubo produce una concentración de ozono de hasta 0,2 ppm, la parte superior de la Caja está equipada con un descomponer catalítico de ozono + escape, y la concentración de salida es inferior a 0,05 ppm, que cumple con el estándar osha;

Quemaduras a alta temperatura: añadir una capa térmica de papel de aluminio en el interior de la puerta, la superficie exterior es inferior a 45 grados celsius; El botón de parada de emergencia corta el tubo de luz y el calentamiento con un solo clic.

5. mantenimiento y calibración

- vida útil del tubo: la atenuación de la irradiancia del tubo fluorescente después de 1800 H es superior al 15%, que debe reemplazarse en parejas; La lámpara de xenón se vuelve a calibrar después de 500 horas;

- calibración de la irradiancia: cada 500 H se mide en 6 puntos del plano de la muestra con un iluminador ultravioleta de trazabilidad, y la desviación > ± 5% ajusta la Potencia o reemplaza el tubo;

- limpieza de sensores: algodón alcohólico limpia las ventanas de cuarzo todas las semanas para evitar que el polvo bloquee las lecturas bajas.

V. tendencias de vanguardia: más inteligentes, más eficientes energéticamente y más compuestas

- algoritmo LED - UV + ai: matriz LED de 365 nm de longitud de onda única, con una vida útil superior a 20.000 H y un consumo de energía reducido en un 60%; La Ia ajusta dinámicamente la dosis de irradiación de acuerdo con la tasa de envejecimiento de la muestra, y el ciclo de prueba se reduce en un 30%;

- espectro ajustable: la lámpara de xenón + el filtro se puede cambiar arbitrariamente entre 280 y 800 nm para lograr el envejecimiento espectral completo "ultravioleta + visible + infrarrojo cercano" y simular un entorno de radiación fuerte a gran altitud;

- condensación a baja temperatura + compuesto de niebla de sal: añadir niebla de sal de NaCl al 5% en el ciclo ultravioleta para reproducir el acoplamiento de corrosión y envejecimiento costero y proporcionar medios de evaluación acelerada para las palas de energía eólica marina;

Gemelo digital: establecer un modelo de envejecimiento de materiales a través de Big data de sensores para predecir cambios de color al aire libre durante 10 años, con un error inferior al 10%, ayudando al cálculo del seguro de vida del producto;

- fuente de luz fría verde: se utiliza una oxidación sinérgica de ozono ultravioleta al vacío de 185 nm + 254 nm para el tratamiento profundo de aguas residuales, con una tasa de eliminación de COD del 98,6%, logrando que la "máquina de prueba de envejecimiento" cruce la frontera hacia el "equipo ecológico".