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鋼化玻璃自爆解決方案

2023-06-20

　　1、降低鋼化玻璃的應(yīng)力值
　　鋼化玻璃中應(yīng)力的分布是鋼化玻璃的兩個表面為壓應(yīng)力，板芯層處于張應(yīng)力，在玻璃厚度上應(yīng)力分布類似拋物線。玻璃厚度的中央是拋物線的頂點，即張應(yīng)力最大處；兩側(cè)接近玻璃兩表面處是壓應(yīng)力；零應(yīng)力面大約位于厚度的1/3處。通過分析鋼化急冷的物理過程，可知鋼化玻璃表面張力和內(nèi)部的最大張應(yīng)力在數(shù)值上有粗略的比例關(guān)系，即張應(yīng)力是壓應(yīng)力的1/2～1/3.國內(nèi)廠家一般將鋼化玻璃表面張力設(shè)定在100MPa左右，實際情況可能更高一些。鋼化玻璃自身的張應(yīng)力約為32MPa～46MPa，玻璃的抗張強度是59MPa～62MPa，只要硫化鎳膨脹產(chǎn)生的張力在30MPa，則足以引發(fā)自爆。若降低其表面應(yīng)力，相應(yīng)地會降低鋼化玻[1]璃本身自有的張應(yīng)力，從而有助于減少自爆的發(fā)生。
　　美國標準ASTMC1048中規(guī)定鋼化玻璃的表面應(yīng)力范圍為大于69MPa；半鋼化（熱增強）玻璃為24MPa～52MPa.幕墻玻璃標準BG17841則規(guī)定為半鋼化應(yīng)力范圍24<δ≤69MPa.我國今年3月1日實施的新國家標準GB15763.2-2005《建筑用安全玻璃第2部分：鋼化玻璃》要求其表面應(yīng)力不應(yīng)小于90MPa.這比此前老標準中規(guī)定的95MPa降低了5MPa，有利于減少自爆。
　　2、使玻璃的應(yīng)力均勻一致
　　鋼化玻璃的應(yīng)力不均，會明顯增大自爆率，已經(jīng)到了不容忽視的程度。應(yīng)力不均引發(fā)的自爆有時表現(xiàn)得非常集中，特別是彎鋼化玻璃的某具體批次的自爆率會達到令人震驚的嚴重程度，且可能連續(xù)發(fā)生自爆。其原因主要是局部應(yīng)力不均和張力層在厚度方向的偏移，玻璃原片自身質(zhì)量也有一定的影響。應(yīng)力不均會大幅降低玻璃的強度，在一定程度上相當于提高了內(nèi)部的張應(yīng)力，從而自爆率提高了。如果能使鋼化玻璃的應(yīng)力均勻分布，則可有效降低自爆率。
　　3、熱浸處理（HST）
　　熱浸解釋。熱浸處理又稱均質(zhì)處理，俗稱“引爆”。熱浸處理是將鋼化玻璃加熱到290℃±10℃，并保溫一定時間，促使硫化鎳在鋼化玻璃中快速完成晶相轉(zhuǎn)變，讓原本使用后才可能自爆的鋼化玻璃人為地提前破碎在工廠的熱浸爐中，從而減少安裝后使用中的鋼化玻璃自爆。該方法一般用熱風作為加熱的介質(zhì)，國外稱作“HeatSoakTest”，簡稱HST，直譯為熱浸處理。
　　熱浸難點。從原理上看，熱浸處理既不復(fù)雜，也無難度。但實際上達到這一工藝指標非常不易。研究顯示，玻璃中硫化鎳的具體化學(xué)結(jié)構(gòu)式有多種，如Ni7S6、NiS、NiS1.01等，不但各種成分的比例不等，而且可能摻雜其他元素。其相變快慢高度依賴于溫度的高低。研究表明，280℃時的相變速率是250℃時的100倍，因此必須確保爐內(nèi)的各塊玻璃經(jīng)歷同樣的溫度制度。否則一方面溫度低的玻璃因保溫時間不夠，硫化鎳不能完全相變，減弱了熱浸的功效。另一方面，當玻璃溫度太高時，甚至會引起硫化鎳逆向相變，造成更大的隱患。這兩種情況都會導(dǎo)致熱浸處理勞而無功甚至適得其反。熱浸爐工作時溫度的均勻性是如此的重要，而三年前多數(shù)國產(chǎn)熱浸爐熱浸保溫時爐內(nèi)的溫差甚至達到60℃，國外引進爐存在30℃左右的溫差也不少見。所以有的鋼化玻璃雖經(jīng)熱浸處理，自爆率依然居高不下。
　　新標準將更有效。實際上，熱浸工藝和設(shè)備也一直在不斷地改進中。德國標準DIN18516在90年版中規(guī)定的保溫時間為8小時，而prEN14179-1：2001（E）標準則將保溫時間降到了2小時。新標準下熱浸工藝的效果十分顯著，并且有明確的統(tǒng)計性技術(shù)指標：熱浸后可降到每400噸玻璃一例自爆。另一方面，熱浸爐也在不斷地改進設(shè)計和結(jié)構(gòu)，加熱均勻性也得到了明顯提高，基本可以滿足熱浸工藝的要求。例如南玻集團熱浸處理的玻璃，自爆率達到了歐洲新標準的技術(shù)指標，在12萬平米的廣州新機場超大工程中表現(xiàn)極為滿意。
　　盡管熱浸處理不能保證絕對不發(fā)生自爆，但確實降低了自爆的發(fā)生，實實在在地解決了困擾工程各方的自爆問題。所以熱浸是世界上一致認可的徹底解決自爆問題的最有效方法。
　　研究鋼化玻璃的自爆，是為了尋求更好的解決方法。比較不同解決方法的效果和可靠性，是為了進一步降低自爆率，減小自爆引起的損失。綜合上述分析比較，結(jié)合工程玻璃實際情況，提出幾點建議僅供參考。
　　注意事項
　　包裝
　　產(chǎn)品應(yīng)用集裝箱或木箱包裝。每塊玻璃應(yīng)用塑料袋或紙包裝，玻璃與包裝箱之間用不易引起玻璃劃傷等外觀缺陷的輕軟材料填實。具體要求應(yīng)符合國家有關(guān)標準。
　　包裝標志
　　包裝標志應(yīng)符合國家有關(guān)標準的規(guī)定，每個包裝箱應(yīng)標明"朝上、輕搬正放、小心破碎、玻璃厚度、等級、廠名或商標"等字樣。
　　運輸
　　產(chǎn)品所用各種類型的運輸車輛、搬運規(guī)則等應(yīng)符合國家有關(guān)規(guī)定。
　　運輸時，木箱不得平放或斜放，長度方向應(yīng)與輸送車輛運動方向相同，應(yīng)有防雨等措施。
　　貯存
　　產(chǎn)品應(yīng)垂直貯存在干燥的室內(nèi)。
　　相關(guān)信息
　　鋼化玻璃超聲波清洗機采用環(huán)保型水劑清洗工藝。其工作原理是利用超聲波的空化效應(yīng)并結(jié)合清洗劑的除污作用使工件表面達到潔凈要求后，再采用1段回旋式隧道循環(huán)熱風烘干爐對工件進行干燥，保證表面不殘留污跡、水漬和其它雜質(zhì)。
　　威固特鋼化玻璃超聲波清洗機是利用頻率高于20KHZ的超聲波信號，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振蕩而傳入清洗介質(zhì)中，超聲波在清洗介質(zhì)中疏密相間的向前輻射，使液體流動產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區(qū)形成并生長，而在正壓區(qū)迅速閉合，這種現(xiàn)象稱為空化現(xiàn)象。在空化現(xiàn)象中這些氣泡的閉合形成超過1000個大氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷地瞬間高壓就像一連串小的爆炸，連續(xù)不斷的轟擊鋼化玻璃表面，使物體表面及縫隙中的污垢迅速剝落，再加上IPA慢拉烘干進行干燥烘干，保證了鋼化玻離表面和周邊被清洗干凈以及鋼化玻璃表面干燥，達到清洗及烘干的效果。