更換和維護防沙網(wǎng)的方法和防沙網(wǎng)的評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于防沙治沙技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種便于更換和維護防沙網(wǎng)的方法，以及防沙網(wǎng)的評估方法；本發(fā)明所述方法尤其適合于西北沙漠及沙漠化地區(qū)沙害的防治。
技術(shù)背景
[0002]我國沙漠、戈壁、風蝕地和沙漠地167萬Km2，占我國陸地面積的17.4%，是受風沙危害最嚴重的國家之一，嚴重威脅了我國生態(tài)安全以及社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
[0003]特別是隨著我國西部大開發(fā)進程的加速，沙漠地區(qū)興建了高速鐵路、公路、礦井、衛(wèi)星發(fā)射場等重大基礎(chǔ)設(shè)施，如何防治這些重點工程、設(shè)備免受風沙的侵蝕已成為目前國家、地方政府和工程單位急需解決的難點問題。
[0004]各種防沙治沙項目中，各種類型的防沙網(wǎng)發(fā)揮了重要作用。特別是塑料材質(zhì)的防沙網(wǎng)是近年來使用較多的防沙材料，與傳統(tǒng)的蘆葦、麥草相比，這些材料具有成本低、可重復(fù)使用、方便施工和裝運、可工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。但是防沙網(wǎng)在戶外使用時，受光、熱、氧氣等環(huán)境因素的作用易發(fā)生老化，致使防沙體系出現(xiàn)不等時、不等量的破損甚至失效；而防沙網(wǎng)地處偏遠、環(huán)境惡劣，人們又不可能時刻守護在防沙網(wǎng)周圍，也不可能經(jīng)常去看看是否需要更換，不利于維護和更換，而且頻繁地更換，成本太高。
[0005]為方便防沙網(wǎng)的維護和更換，人們需要了解防沙網(wǎng)的使用壽命。而目前還沒有一種準確預(yù)知塑料網(wǎng)的使用壽命的方法，致使產(chǎn)品的管護和更換周期無法確定，難以實施有效的監(jiān)測和管護，也難以確保材料達到最大使用價值，國家每年需要投入大量的人力物力來建設(shè)和維護防沙體系。
[0006]對此，通過對防沙網(wǎng)的老化性能和使用壽命的研究，建立一種防沙網(wǎng)使用壽命實驗室模型，以評估防沙網(wǎng)在特定地區(qū)的老化規(guī)律。這樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員就可以準確、按期進行防沙網(wǎng)的維護和更換，大大提高防沙體系的管理效率、減少防沙網(wǎng)管護工作量。本發(fā)明所述方法還便于技術(shù)人員快速、準確地估算防沙網(wǎng)的使用壽命，調(diào)整技術(shù)方案以期達到所需要的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種方便更換和維護防沙網(wǎng)的方法，主要解決由于預(yù)先不知道防沙網(wǎng)其老化失效時間，而無法合理安排管理，按時按需的更換和/或維護防沙網(wǎng)。
[0008]本發(fā)明另一目的是提供一種評估防沙網(wǎng)在所在地能否達到使用壽命M的方法，可用于設(shè)計或選擇符合防沙網(wǎng)所在地使用壽命要求的防沙網(wǎng)。
[0009]為此，本發(fā)明一方面提供一種按期更換和/或維護防沙網(wǎng)的方法，所述方法包括:
[0010](I)測定防沙網(wǎng)所在地的年紫外光輻射總量Ag*和年平均溫度t2 ；
[0011](2)將所述防沙網(wǎng)進行加速老化-冷凝循環(huán)，并定期進行拉伸強度測試，獲得所述防沙網(wǎng)的拉伸強度低于其預(yù)定極限值時進行的加速老化時間T ；
[0012](3)計算所述加速老化-冷凝循環(huán)測試中對應(yīng)于自然老化年的加速老化-冷凝循環(huán)時間S:
[0013]S=A 紫外+b + 2(tl-t2)/10XN
[0014]其中，
[0015]b =加速老化輻照度，
[0016]tl =加速老化溫度，
[0017]N =加速老化的紫外光照時間系數(shù)；
[0018](4)根據(jù)下式獲得所述防沙網(wǎng)的使用壽命M:
[0019]M=T +S ;
[0020](5)依照所述使用壽命M，按期更換和/或維護防沙網(wǎng)。
[0021]在本發(fā)明的一個實施方式中，年紫外光輻射總量按照國際出版社CIEN0.85所述確定:
[0022]A紫外=A X 0.1098
[0023]其中，A =防沙網(wǎng)所在地的年太陽輻射總量。
[0024]在本發(fā)明的一個實施方式中，所述加速老化輻照度b = BXk:
[0025]其中，
[0026]B =加速老化中使用的熒光-紫外燈的設(shè)定輻照度；
[0027]k =傳感器測試區(qū)占燈管有效波長的比例系數(shù)。
[0028]在本發(fā)明的一個實施方式中，所述加速老化的紫外光照時間系數(shù)N等于加速老化-冷凝循環(huán)總時間與加速老化的紫外光照時間的比值。
[0029]在本發(fā)明的一個實施方式中，所述預(yù)定極限值取決于防沙網(wǎng)所在地的風沙強度和風力環(huán)境及其受到的最大風阻。
[0030]本發(fā)明另一方面提供一種評估防沙網(wǎng)在所在地能否達到使用壽命M的方法，所述方法包括:
[0031](I)測定防沙網(wǎng)所在地的年紫外光輻射總量Ag*和年平均溫度t2 ；
[0032](2)將所述防沙網(wǎng)進行加速老化-冷凝循環(huán)測試，測定對應(yīng)于自然老化年的加速老化-冷凝循環(huán)時間S:
[0033]S=A 紫外+b + 2(tl-t2)/10XN
[0034]其中，
[0035]b =加速老化輻照度，
[0036]tl =加速老化溫度，
[0037]N =加速老化的紫外光照時間系數(shù)；
[0038](3)將所述防沙網(wǎng)進行加速老化-冷凝循環(huán)測試，時間為T:
[0039]T=SXM
[0040](4)測定加速老化后防沙網(wǎng)的拉伸強度；
[0041](5)如果步驟(4)的拉伸強度大于或等于預(yù)定極限值，則防沙網(wǎng)在所在地能達到使用壽命M ;如果步驟(4)的拉伸強度小于預(yù)定極限值，則防沙網(wǎng)在所在地不能達到使用壽命M。
[0042]在本發(fā)明的一個實施方式中，年紫外光輻射總量按照國際出版社CIEN0.85所述確定:
[0043]A紫外=A X 0.1098
[0044]其中，A =防沙網(wǎng)所在地的年太陽輻射總量。
[0045]在本發(fā)明的一個實施方式中,所述加速老化福照度b = BXk:
[0046]其中，
[0047]B =加速老化中使用的熒光-紫外燈的設(shè)定輻照度；
[0048]k =傳感器測試區(qū)占燈管有效波長的比例系數(shù)。
[0049]在本發(fā)明的一個實施方式中，所述加速老化的紫外光照時間系數(shù)N等于加速老化-冷凝循環(huán)總時間與加速老化的紫外光照時間的比值。
[0050]在本發(fā)明的一個實施方式中，所述預(yù)定極限值取決于防沙網(wǎng)所在地的風沙強度和風力環(huán)境及其受到的最大風阻。
[0051]采用本發(fā)明提供的更換和維護防沙網(wǎng)的方法其有益效果在于:
[0052](I)將本發(fā)明提供的方法應(yīng)用于防沙網(wǎng)產(chǎn)品的壽命估算，可以有效地引導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員準確的、按期地更換防沙網(wǎng)，節(jié)省了大量的勞動力、時間和成本；
[0053](2)可以為防沙網(wǎng)的壽命檢驗和選擇提供一種方法，方便生產(chǎn)單位、工程單位對防沙網(wǎng)的檢驗的選擇，而且還可以為研究開發(fā)人員提供一種防沙網(wǎng)技術(shù)研究和試驗方法，更加高效地開展防沙網(wǎng)老化性能和使用壽命的研究。
[0054]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的和特征將在下面的描述中得到部分陳述，并且對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員來說，在審閱了下面的說明之后，將會部分了解本發(fā)明，或者是從本發(fā)明的實踐中得到啟示。由說明書及其權(quán)利要求所特別指出的方式可以實現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0055]在本說明書中使用以下術(shù)語時，它們具有下面給出的定義:
[0056]在本文中，“使用壽命”是指防沙網(wǎng)的拉伸強度低于預(yù)定極限值時，所述防沙網(wǎng)處于所在地的時間(單位，小時、天、或年)。
[0057]在本文中，“加速老化-冷凝循環(huán)測試”是指按GB/T16422.3《塑料實驗室光源暴露實驗方法第三部分熒光紫外燈》標準進行，選用UV-340管或UV-313模擬日光的紫外光譜分布，在60°C下光照8h或4h (模擬沙漠白天的光輻射狀態(tài))，然后在50°C下冷凝4h (模擬沙漠夜間的無輻射狀態(tài))由此循環(huán)進行的測試。
[0058]在本文中，防沙網(wǎng)拉伸強度的“預(yù)定極限值”取決于其所在地的風力強度、風沙環(huán)境以及防沙網(wǎng)所受的最大風阻。
[0059]本發(fā)明主要采用以下基本原理:通過建立防沙網(wǎng)使用壽命評估方法，快速有效的測算或評價防沙網(wǎng)的老化性能和使用壽命，從而據(jù)此進行防沙網(wǎng)的更換和/或維護。
[0060]本發(fā)明提供的防沙網(wǎng)使用壽命評估方法主要針對引起防沙網(wǎng)老化的關(guān)鍵因素——“紫外光和溫度”、并結(jié)合沙漠夜晚的凝露而建立。本發(fā)明建立了沙漠實際紫外光、溫度環(huán)境與實驗室加速老化試驗紫外光、溫度間的數(shù)學(xué)關(guān)系，采用標準的實驗室加速老化試驗方法試驗出試驗條件下的老化時間，并采用本發(fā)明的數(shù)學(xué)關(guān)系式計算出使用壽命。
[0061]可以理解，無論是本發(fā)明前述的一般性描述還是下面的詳細描述都是示例性和解釋性的，并且旨在對如權(quán)利要求所要求的本發(fā)明提供進一步解釋。
[0062]在本發(fā)明中，所述的防沙網(wǎng)壽命估算主要有二個內(nèi)容:
[0063](I)按實驗室加速老化試驗標準對防沙網(wǎng)進行加速老化試驗，得到到達老化臨界點時的加速老化時間值T ;
[0064](2)根據(jù)本發(fā)明建立的實驗室加速老化時間T (小時)、自然老化一年(365天)對應(yīng)所需的加速老化時間S (小時)之間的關(guān)系公式計算防沙網(wǎng)在規(guī)定使用條件下的老化時間即使用壽命M:
[0065]M=T+ S (年)。
[0066]在本發(fā)明中，該關(guān)系公式及其變化公式可用于不同的應(yīng)用場合:
[0067](1)M=T + S
[0068]用來計算防沙網(wǎng)材料應(yīng)用在特定環(huán)境下的使用壽命，可用于對未知材料在某個環(huán)境下的使用壽命的評估，來確定其維護和更換的周期，或用于材料的開發(fā)與性能研究；
[0069](2) T=MX S
[0070]用來對已知使用環(huán)境和要求的使用壽命的材料，進行實驗室加速老化試驗所需時間的確定，可用于對材料的檢驗和選擇。
[0071]本發(fā)明建立的自然老化一年(365天)對應(yīng)所需實驗室加速老化-冷凝循環(huán)時間S之間的關(guān)系:
[0072]s=ax100x0.1o98^-b^-2(tl_t2)/10xN
[0073]其中:
[0074]A為某沙漠的年太陽光輻射總量，單位KW.νπι2。(通過百度百科檢索得到某沙漠的年太陽光輻射總量為P千卡/平方厘米，IKff.h/m2 = 859.9712千卡/平方米)，
[0075]Am= AX 1000X0.1098 =某沙漠的年紫外光輻射總量，單位
[0076]W.h/m2,
[0077]b為加速老化試驗輻照度，單位W.h/m2,
[0078]tl為加速老化試驗溫度，
[0079]t2為某沙漠的年平均溫度，
[0080]2(Τ1_Τ2)/1°為試驗溫度條件下相比實際溫度的加速老化倍數(shù)，
[0081]N為紫外光照與冷凝試驗時間系數(shù)。
[0082]本發(fā)明中某沙漠的年紫外光輻射總量公式按以下得出:
[0083]按國際出版社CIE N0.85給定，紫外區(qū)290_320nm占太陽總輻照的0.6%，320-400nm占10.38%，合計紫外區(qū)占10.98%，而沙漠年太陽輻射總量為A (KW.h/m2)，因此沙漠地區(qū)的年紫外輻射能量為AX 1000X0.1098
[0084](W.h/m2)。
[0085]本發(fā)明所說的加速老化試驗輻照度b (W.h/m2)如下確定:
[0086]根據(jù)熒光-紫外燈的設(shè)定輻照度為B(W.h/m2)，而傳感器測試區(qū)占燈管有效波長的比例系數(shù)為k (由熒光-紫外老化箱生產(chǎn)廠家設(shè)定)，所以加速老化試驗實際輻照度b=kXB(ff.h/m2)。
[0087]本發(fā)明所說的加速老化試驗按GB/T16422.3《塑料實驗室光源暴露實驗方法第三部分熒光紫外燈》標準進行:
[0088](I)選用UV-340管或UV-313模擬日光的紫外光譜分布，
[0089](2)在60°C下光照8h或4h (模擬沙漠白天的光輻射狀態(tài))，
[0090](3)在50°C下冷凝4h (模