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鋼化玻璃自爆解決方案

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/8/15     瀏覽次數:    

  1、降低鋼化玻璃的應力值

  鋼化玻璃中應力的分布是鋼化玻璃的兩個表面為壓應力,板芯層處于張應力,在玻璃厚度上應力分布類似拋物線。玻璃厚度的中央是拋物線的頂點,即張應力最大處;兩側接近玻璃兩表面處是壓應力;零應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部的最大張應力在數值上有粗略的比例關系,即張應力是壓應力的1/2~1/3.國內廠家一般將鋼化玻璃表面張力設定在100MPa左右,實際情況可能更高一些。鋼化玻璃自身的張應力約為32MPa~46MPa,玻璃的抗張強度是59MPa~62MPa,只要硫化鎳膨脹產生的張力在30MPa,則足以引發自爆。若降低其表面應力,相應地會降低鋼化玻璃本身自有的張應力,從而有助于減少自爆的發生。

  美國標準ASTMC1048中規定鋼化玻璃的表面應力范圍為大于69MPa;半鋼化(熱增強)玻璃為24MPa~52MPa.幕墻玻璃標準BG17841則規定為半鋼化應力范圍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》要求其表面應力不應小于90MPa.這比此前老標準中規定的95MPa降低了5MPa,有利于減少自爆。

  2、使玻璃的應力均勻一致

  鋼化玻璃的應力不均,會明顯增大自爆率,已經到了不容忽視的程度。應力不均引發的自爆有時表現得非常集中,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,且可能連續發生自爆。其原因主要是局部應力不均和張力層在厚度方向的偏移,玻璃原片自身質量也有一定的影響。應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部的張應力,從而自爆率提高了。如果能使鋼化玻璃的應力均勻分布,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,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結構式有多種,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,因此必須確保爐內的各塊玻璃經歷同樣的溫度制度。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,而三年前多數國產熱浸爐熱浸保溫時爐內的溫差甚至達到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,熱浸工藝和設備也一直在不斷地改進中。德國標準DIN18516在90年版中規定的保溫時間為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,并且有明確的統計性技術指標: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計和結構,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指標,在12萬平米的廣州新機場超大工程中表現極為滿意。

  盡管熱浸處理不能保證絕對不發生自爆,但確實降低了自爆的發生,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,結合工程玻璃實際情況,提出幾點建議僅供參考。

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