Den automatiska explosionen av härdat glas utan direkt mekanisk yttre kraft kallas självexplosionen av härdat glas. Enligt branscherfarenhet är självexplosionshastigheten för vanligt härdat glas cirka 1 ~ 3 ‰. Självexplosion är en av de inneboende egenskaperna hos härdat glas.
Det finns många orsaker till självexplosion på grund av expansion, som kort kan sammanfattas enligt följande:
①Inverkan av glaskvalitetsdefekter
S. Det finns stenar, föroreningar och bubblor i glaset: Föroreningar i glaset är de svaga punkterna i härdat glas och är också de platser där stressen är koncentrerad. Speciellt om stenen är belägen i dragspänningsområdet för härdat glas är det en viktig faktor som leder till explosion.
Stenar finns i glas och har en annan expansionskoefficient än glaskroppen. Spänningskoncentrationen i sprickområdet runt stenen ökar exponentiellt efter glashärdning. När expansionskoefficienten för stenen är mindre än glasets, är tangentiell spänning runt stenen i spänning. Sprickutbredningen som följer med stenar kan lätt uppstå.
B. Glas innehåller nickelsulfidkristaller
Nickelsulfidinneslutningar finns vanligtvis i form av små kristalliserade sfärer med en diameter på 0.1-2mm. Utseendet är metalliskt, och dessa inneslutningar är NI3S2, NI7S6 och NI-XS, där X=0-0.07. Endast NI1-XS-fasen är huvudorsaken till den spontana explosionen av härdat glas.
Den teoretiska NIS är känd för att vara 379. Det finns en fasövergångsprocess vid C, från det a-NIS hexagonala kristallsystemet i högtemperaturtillståndet till det trigonala B-NI-kristallsystemet i lågtemperaturtillståndet, åtföljd av en volymökning med 2,38%. Denna struktur bevaras vid rumstemperatur. Om glaset värms upp i framtiden kan aB-tillståndsövergången ske snabbt. Om dessa skräp finns inuti det härdade glaset som utsätts för dragpåkänning, kommer volymexpansionen att orsaka en spontan explosion. Om a-NIS existerar vid rumstemperatur kommer den långsamt att omvandlas till B-tillståndet under flera år eller månader. Den långsamma volymökningen under denna fasövergång behöver inte nödvändigtvis orsaka inre bristning.
C. Glasytan har repor, sprickor, djupa sprickor och andra defekter på grund av felaktig bearbetning eller användning, vilket lätt kan orsaka spänningskoncentration eller få det härdade glaset att självexplodera.
② Ojämn spänningsfördelning och offset i härdat glas
När glas värms eller kyls är temperaturgradienten som genereras längs glasets tjocklek ojämn och asymmetrisk. Detta gör att härdade produkter har en tendens att självexplodera, och vissa producerar "vindexplosion" när de är kylda. Om dragspänningszonen är förskjuten till en viss sida av produkten eller till ytan, kommer det härdade glaset att självexplodera.
③Påverkan av graden av härdning.
Experiment har visat att när graden av härdning ökas till nivå 1/cm, når antalet självförstörelser 20-25%. Det kan ses att ju större stress, desto högre grad av härdning och desto större mängd självexplosion.
Självexplosionslösning av härdat glas
1. Minska spänningsvärdet för härdat glas
Fördelningen av spänningar i härdat glas är att de två ytorna av det härdade glaset är under tryckspänning, kärnskiktet är under dragpåkänning och spänningsfördelningen över glasets tjocklek liknar en parabel. Glastjocklekens centrum är parabelns spets, vilket är där dragspänningen är maximal; de två sidorna nära de två ytorna av glaset är tryckspänning; nollspänningsytan är belägen ungefär 1/3 av tjockleken. Genom att analysera den fysiska processen för härdning och snabb kylning kan man se att ytspänningen hos härdat glas och den maximala inre dragspänningen har ett grovt numeriskt proportionellt förhållande, det vill säga att dragspänningen är 1/2 till 1/3 av tryckspänningen. Inhemska tillverkare använder i allmänhet ytspänningen för härdat glas eftersom spänningen är inställd på cirka 100 MPa, men den faktiska situationen kan vara högre. Dragspänningen hos härdat glas i sig är cirka 32MPa ~ 46MPa, och glasets draghållfasthet är 59MPa ~ 62MPa. Så länge spänningen som genereras av expansionen av nickelsulfid är 30 MPa, är det tillräckligt för att orsaka självexplosion. Om ytspänningen reduceras kommer dragspänningen som är inneboende i det härdade glaset[1] att reduceras i enlighet därmed, vilket bidrar till att minska förekomsten av självexplosion.
Den amerikanska standarden ASTMC1048 föreskriver att ytspänningsintervallet för härdat glas är större än 69MPa; halvhärdat (värmearmerat) glas är 24MPa ~ 52MPa. Gardinväggsglasstandarden BG17841 anger att spänningsintervallet för halvhärdat glas är 24<δ≤69mpa. my="" country's="" march="" 1="" this="" year="" the="" implemented="" new="" national="" standard="" gb15763.2-2005="" "safety="" glass="" for="" construction="" part="" 2:="" tempered="" glass"="" requires="" that="" its="" surface="" stress="" should="" not="" be="" less="" than="" 90mpa.="" this="" is="" 5mpa="" lower="" than="" the="" 95mpa="" specified="" in="" the="" old="" standard,="" which="" is="" beneficial="" to="" reducing="">
2. Gör spänningen i glaset enhetlig
Den ojämna spänningen hos härdat glas kommer att avsevärt öka självexplosionshastigheten, som har nått en nivå som inte kan ignoreras. Självexplosion orsakad av ojämn stress är ibland mycket koncentrerad. I synnerhet kan självexplosionshastigheten för en specifik sats av krökt härdat glas nå en chockerande svårighetsgrad, och självexplosion kan ske kontinuerligt. De främsta orsakerna är lokal ojämn spänning och avvikelse av dragskiktet i tjockleksriktningen. Kvaliteten på själva originalglasskivan har också en viss inverkan. Ojämn spänning kommer avsevärt att minska glasets hållfasthet, vilket motsvarar att öka den inre dragspänningen i viss utsträckning, och därigenom öka självexplosionshastigheten. Om spänningen från härdat glas kan fördelas jämnt, kan självexplosionshastigheten reduceras effektivt.
3. Hot soak treatment (HST)
Värme blötläggning förklaras. Hot soak-behandling kallas även homogeniseringsbehandling, allmänt känd som "detonation". Värmdoppningsbehandlingen är att värma upp det härdade glaset till 290 grader ±10 grader och hålla det varmt under en viss tid, vilket får nickelsulfiden att snabbt slutföra kristallfasomvandlingen i det härdade glaset, vilket orsakar det härdade glaset som är sannolikt explodera efter användning för att artificiellt brytas sönder i förväg i fabriken. Värme blötläggning ugn, vilket minskar självexplosionen av härdat glas som används efter installation. Denna metod använder vanligtvis varmluft som värmemedium. Det kallas "HeatSoakTest" utomlands, eller HST för kort, vilket ordagrant översätts som heat soak treatment.
Svårigheter att blötlägga värme. I princip är värmebehandling varken komplicerad eller svår. Men i själva verket är det mycket svårt att uppnå denna processindikator. Forskning visar att det finns många specifika kemiska strukturformler för nickelsulfid i glas, såsom Ni7S6, NiS, NiS1.01, etc. Inte bara att proportionerna mellan olika komponenter varierar, utan de kan också vara dopade med andra grundämnen. Hastigheten på dess fasändring är starkt beroende av temperaturen. Forskning visar att fasändringshastigheten vid 280 grader är 100 gånger den vid 250 grader, så det är nödvändigt att se till att varje glasbit i ugnen upplever samma temperaturregim. Annars kan å ena sidan glaset med låg temperatur inte helt fasförändras på grund av otillräcklig värmekonserveringstid, vilket försvagar effekten av värmeblötläggning. Å andra sidan, när glastemperaturen är för hög, kan det till och med orsaka omvänd fastransformation av nickelsulfid, vilket orsakar större dolda faror. Båda situationerna kan göra värmeblötläggning ineffektiv eller till och med kontraproduktiv. Temperaturens enhetlighet när den heta blötugnen arbetar är så viktig. För tre år sedan nådde temperaturskillnaden i ugnen under varm blötläggning isolering i de flesta hushållsvärme ugnar till och med 60 grader. Det är inte ovanligt att importerade ugnar har temperaturskillnader på cirka 30 grader. Därför, även om en del härdat glas har värmedoppats, är självexplosionshastigheten fortfarande hög.
De nya standarderna kommer att bli effektivare. I själva verket har varmdoppsprocessen och utrustningen kontinuerligt förbättrats. Den tyska standarden DIN18516 specificerade en hålltid på 8 timmar i 1990 års upplaga, medan prEN14179-1:2001(E) standarden reducerade hålltiden till 2 timmar. Effekten av varmdoppningsprocessen enligt den nya standarden är mycket betydande, och det finns tydliga statistiska tekniska indikatorer: efter varmdoppning kan den reduceras till ett fall av självexplosion per 400 ton glas. Å andra sidan förbättrar varmdoppningsugnar ständigt sin design och struktur, och uppvärmningslikformigheten har också förbättrats avsevärt, vilket i princip kan uppfylla kraven för varmdoppningsprocessen. Till exempel har självexplosionshastigheten för det värmebehandlade glaset från CSG Group nått de tekniska indikatorerna för de nya europeiska standarderna, och det presterade extremt tillfredsställande i det 120,000-kvadratmeter stora Guangzhou New Airport-projektet .
Även om värmebehandlingen inte kan garantera att självexplosion aldrig kommer att inträffa, minskar den förekomsten av självexplosion och löser verkligen självexplosionsproblemet som plågar alla parter i projektet. Därför är värmeblötläggning den mest effektiva metoden som är enhälligt erkänd i världen för att helt lösa problemet med självexplosion.
