Automatická explózia tvrdeného skla bez priamej mechanickej vonkajšej sily sa nazýva samovýbuch tvrdeného skla. Podľa priemyselných skúseností je rýchlosť samovýbuchu obyčajného tvrdeného skla asi 1 ~ 3‰. Samovýbuch je jednou z charakteristických vlastností tvrdeného skla.
Existuje mnoho dôvodov pre samovýbuch v dôsledku expanzie, ktoré možno stručne zhrnúť takto:
①Vplyv defektov kvality skla
Odpoveď: V skle sú kamene, nečistoty a bubliny: Nečistoty v skle sú slabými miestami tvrdeného skla a sú tiež miestami, kde sa koncentruje napätie. Najmä ak sa kameň nachádza v oblasti ťahového napätia tvrdeného skla, je to dôležitý faktor vedúci k výbuchu.
Kamene sa nachádzajú v skle a majú iný koeficient rozťažnosti ako sklovec. Koncentrácia napätia v oblasti trhliny okolo kameňa sa po temperovaní skla exponenciálne zvyšuje. Keď je koeficient rozťažnosti kameňa menší ako koeficient skla, tangenciálne napätie okolo kameňa je v ťahu. Ľahko môže dôjsť k šíreniu trhlín, ktoré kamene sprevádzajú.
B. Sklo obsahuje kryštály sulfidu nikelnatého
Inklúzie sulfidu nikelnatého vo všeobecnosti existujú vo forme malých vykryštalizovaných guľôčok s priemerom 0.1-2 mm. Vzhľad je kovový a tieto inklúzie sú NI3S2, NI7S6 a NI-XS, kde X=0-0.07. Iba fáza NI1-XS je hlavným dôvodom spontánnej explózie tvrdeného skla.
Teoretická NIS je známa ako 379. Existuje proces fázového prechodu na C, z hexagonálneho kryštálového systému a-NIS vo vysokoteplotnom stave do trigonálneho kryštálového systému B-NI v nízkoteplotnom stave, sprevádzaný objemové rozšírenie o 2,38 %. Táto štruktúra je zachovaná pri izbovej teplote. Ak sa sklo v budúcnosti zahreje, môže rýchlo nastať prechod do stavu aB. Ak sú tieto úlomky vo vnútri tvrdeného skla, ktoré je vystavené namáhaniu v ťahu, objemová expanzia spôsobí spontánnu explóziu. Ak a-NIS existuje pri izbovej teplote, bude sa pomaly transformovať do stavu B počas niekoľkých rokov alebo mesiacov. Pomalý nárast objemu počas tohto fázového prechodu nemusí nevyhnutne spôsobiť vnútorné prasknutie.
C. Povrch skla má škrabance, praskliny, hlboké praskliny a iné chyby v dôsledku nesprávneho spracovania alebo obsluhy, ktoré môžu ľahko spôsobiť koncentráciu napätia alebo spôsobiť samovybuchnutie tvrdeného skla.
② Nerovnomerné rozloženie napätia a odsadenie v tvrdenom skle
Keď sa sklo zahrieva alebo ochladzuje, teplotný gradient vytvorený pozdĺž hrúbky skla je nerovnomerný a asymetrický. To spôsobuje, že temperované produkty majú tendenciu samovybuchovať a niektoré spôsobujú „explóziu vetra“, keď sú chladené. Ak je zóna ťahového napätia posunutá na určitú stranu výrobku alebo na povrch, tvrdené sklo samo vybuchne.
③Vplyv stupňa temperovania.
Experimenty ukázali, že keď sa stupeň temperovania zvýši na úroveň 1/cm, počet samodeštrukcií dosiahne 20-25%. Je vidieť, že čím väčšie je napätie, tým vyšší je stupeň popúšťania a tým väčšia je miera samovýbuchu.
Samovýbušné riešenie z tvrdeného skla
1. Znížte hodnotu napätia tvrdeného skla
Rozloženie napätia v tvrdenom skle je také, že dva povrchy tvrdeného skla sú namáhané tlakom, jadrová vrstva je namáhaná ťahom a rozloženie napätia po hrúbke skla je podobné parabole. Stred hrúbky skla je vrchol paraboly, kde je ťahové napätie maximálne; dve strany blízko dvoch povrchov skla sú namáhané tlakom; povrch s nulovým napätím sa nachádza približne v 1/3 hrúbky. Analýzou fyzikálneho procesu temperovania a rýchleho ochladzovania je možné vidieť, že povrchové napätie tvrdeného skla a maximálne vnútorné ťahové napätie majú hrubý numerický pomer, to znamená, že ťahové napätie je 1/2 až 1/3 tlakové napätie. Domáci výrobcovia vo všeobecnosti používajú povrchové napätie tvrdeného skla ako Napätie je nastavené na približne 100 MPa, ale skutočná situácia môže byť vyššia. Ťahové napätie samotného tvrdeného skla je asi 32 MPa ~ 46 MPa a pevnosť v ťahu skla je 59 MPa ~ 62 MPa. Pokiaľ je napätie generované expanziou sulfidu nikelnatého 30MPa, stačí na samovýbuch. Ak sa povrchové napätie zníži, napätie v ťahu vlastné tvrdenému skle[1] sa zodpovedajúcim spôsobom zníži, čím sa prispeje k zníženiu výskytu samoexplózie.
Americká norma ASTMC1048 stanovuje, že rozsah povrchového napätia tvrdeného skla je väčší ako 69 MPa; polokalené (tepelne vystužené) sklo je 24MPa ~ 52MPa. Norma pre sklenené závesy BG17841 stanovuje, že rozsah namáhania polotvrdeného skla je 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. Urobte rovnomerné napätie skla
Nerovnomerné namáhanie tvrdeného skla výrazne zvýši rýchlosť samovýbuchu, ktorá dosiahla úroveň, ktorú nemožno ignorovať. Samovýbuch spôsobený nerovnomerným stresom je niekedy veľmi koncentrovaný. Najmä rýchlosť samovýbuchu špecifickej šarže zakriveného tvrdeného skla môže dosiahnuť šokujúci stupeň závažnosti a samovýbuch môže nastať nepretržite. Hlavnými príčinami sú lokálne nerovnomerné napätie a odchýlka ťažnej vrstvy v smere hrúbky. Určitý vplyv má aj samotná kvalita pôvodnej sklenenej tabule. Nerovnomerné napätie výrazne zníži pevnosť skla, čo je ekvivalentné zvýšeniu vnútorného ťahového napätia do určitej miery, čím sa zvýši rýchlosť samovýbuchu. Ak je možné rovnomerne rozložiť namáhanie tvrdeného skla, možno účinne znížiť rýchlosť samovýbuchu.
3. Úprava za horúca (HST)
Vysvetlenie tepelnej úpravy. Úprava namáčaním za horúca sa tiež nazýva homogenizačná úprava, bežne známa ako "detonácia". Ošetrenie tepelným ponorením je zahriatie tvrdeného skla na 290 stupňov ± 10 stupňov a jeho udržiavanie v teple po určitú dobu, čo prinúti sulfid nikelnatý rýchlo dokončiť transformáciu kryštálovej fázy v tvrdenom skle, čo spôsobí, že tvrdené sklo je po použití pravdepodobne vybuchne, aby sa vopred umelo rozbil v továrni. Vyhrievacia pec, čím sa znižuje samoexplózia tvrdeného skla pri použití po inštalácii. Táto metóda vo všeobecnosti používa ako vykurovacie médium horúci vzduch. V zahraničí sa nazýva „HeatSoakTest“ alebo skrátene HST, čo je doslovne preložené ako ošetrenie tepelným namočením.
Ťažkosti s tepelným namáčaním. V zásade nie je úprava tepelným namáčaním ani komplikovaná, ani náročná. Ale v skutočnosti je veľmi ťažké dosiahnuť tento ukazovateľ procesu. Výskum ukazuje, že existuje mnoho špecifických chemických štruktúrnych vzorcov sulfidu nikelnatého v skle, ako napríklad Ni7S6, NiS, NiS1,01 atď. Nielenže sa líšia pomery rôznych zložiek, ale môžu byť dopované aj inými prvkami. Rýchlosť jeho fázovej zmeny je veľmi závislá od teploty. Výskum ukazuje, že rýchlosť zmeny fázy pri 280 stupňoch je 100-krát vyššia ako pri 250 stupňoch, takže je potrebné zabezpečiť, aby každý kus skla v peci zažil rovnaký teplotný režim. V opačnom prípade sa na jednej strane sklo s nízkou teplotou nedá úplne zameniť z dôvodu nedostatočnej doby tepelnej ochrany, čo oslabuje účinok prehrievania. Na druhej strane, keď je teplota skla príliš vysoká, môže dokonca spôsobiť reverznú fázovú transformáciu sulfidu niklu, čo spôsobuje väčšie skryté nebezpečenstvá. Obe situácie môžu spôsobiť, že namáčanie tepla bude neúčinné alebo dokonca kontraproduktívne. Rovnomernosť teploty počas prevádzky pece na prehrievanie je taká dôležitá. Pred tromi rokmi dosahoval teplotný rozdiel v peci pri izolácii teplom vo väčšine domácich pecí dokonca 60 stupňov. Nie je nezvyčajné, že dovážané pece majú teplotné rozdiely okolo 30 stupňov. Preto, aj keď niektoré tvrdené sklo bolo ponorené do tepla, rýchlosť samovýbuchu zostáva vysoká.
Nové normy budú efektívnejšie. V skutočnosti sa proces ponorenia do horúceho kúpeľa a vybavenie neustále zdokonaľovali. Nemecká norma DIN18516 špecifikovala vo vydaní z roku 1990 čas výdrže 8 hodín, zatiaľ čo norma prEN14179-1:2001(E) skrátila čas výdrže na 2 hodiny. Vplyv procesu ponorenia do tepla podľa novej normy je veľmi významný a existujú jasné štatistické technické ukazovatele: po ponorení sa môže znížiť na jeden prípad samovýbuchu na 400 ton skla. Na druhej strane ponorné pece neustále zdokonaľujú svoj dizajn a štruktúru a výrazne sa zlepšila aj rovnomernosť ohrevu, ktorá v podstate môže spĺňať požiadavky procesu ponorenia. Napríklad rýchlosť samovýbuchu tepelne ošetreného skla spoločnosti CSG Group dosiahla technické ukazovatele nových európskych noriem a v projekte nového letiska v Guangzhou s rozlohou 120{13}} metrov štvorcových fungovala mimoriadne uspokojivo .
Hoci tepelná úprava nemôže zaručiť, že k samovýbuchu nikdy nedôjde, znižuje výskyt samovýbuchu a skutočne rieši problém samovýbuchu, ktorý trápi všetky strany v projekte. Preto je namáčanie teplom najefektívnejšou metódou, ktorá je vo svete jednomyseľne uznávaná na úplné vyriešenie problému samoexplózie.
