Hvorfor eksploderer herdet glass tilfeldig?

Den automatiske eksplosjonen av herdet glass uten direkte mekanisk ytre kraft kalles selveksplosjonen av herdet glass. I følge bransjeerfaring er selveksplosjonshastigheten til vanlig herdet glass omtrent 1 ~ 3 ‰. Selveksplosjon er en av de iboende egenskapene til herdet glass.
Det er mange årsaker til selveksplosjon på grunn av ekspansjon, som kort kan oppsummeres som følger:
① Virkningen av glasskvalitetsfeil
A. Det er steiner, urenheter og bobler i glasset: Urenheter i glasset er de svake punktene til herdet glass og er også stedene hvor stress er konsentrert. Spesielt hvis steinen er plassert i strekkspenningsområdet til herdet glass, er det en viktig faktor som fører til eksplosjon.
Steiner finnes i glass og har en annen ekspansjonskoeffisient enn glasslegemet. Spenningskonsentrasjonen i sprekkområdet rundt steinen øker eksponentielt etter glassherding. Når ekspansjonskoeffisienten til steinen er mindre enn glasset, er den tangentielle spenningen rundt steinen i strekk. Sprekkeforplantningen som følger med steiner kan lett oppstå.
B. Glass inneholder nikkelsulfidkrystaller
Nikkelsulfidinneslutninger eksisterer vanligvis i form av små krystalliserte kuler med en diameter på 0.1-2mm. Utseendet er metallisk, og disse inneslutningene er NI3S2, NI7S6 og NI-XS, hvor X=0-0.07. Bare NI1-XS-fasen er hovedårsaken til den spontane eksplosjonen av herdet glass.
Den teoretiske NIS er kjent for å være 379. Det er en faseovergangsprosess ved C, fra det a-NIS sekskantede krystallsystemet i høytemperaturtilstanden til det trigonale B-NI-krystallsystemet i lavtemperaturtilstanden, ledsaget av en volumøkning på 2,38 %. Denne strukturen er bevart ved romtemperatur. Hvis glasset varmes opp i fremtiden, kan aB-tilstandsovergangen skje raskt. Hvis disse rusk er inne i det herdede glasset som er utsatt for strekkspenning, vil volumutvidelsen forårsake spontan eksplosjon. Hvis a-NIS eksisterer ved romtemperatur, vil den sakte transformeres til B-tilstand over flere år eller måneder. Den langsomme økningen i volum under denne faseovergangen kan ikke nødvendigvis forårsake indre brudd.
C. Glassoverflaten har riper, sprekker, dype sprekker og andre defekter på grunn av feil bearbeiding eller drift, som lett kan forårsake spenningskonsentrasjon eller få det herdede glasset til å selveksplodere.
② Ujevn spenningsfordeling og offset i herdet glass
Når glass varmes opp eller avkjøles, er temperaturgradienten som genereres langs glassets tykkelse ujevn og asymmetrisk. Dette gjør at tempererte produkter har en tendens til å selveksplodere, og noen produserer "vindeksplosjon" når de er nedkjølt. Hvis strekkspenningssonen er forskjøvet til en bestemt side av produktet eller til overflaten, vil det herdede glasset selveksplodere.
③ Påvirkning av graden av temperering.

Eksperimenter har vist at når graden av temperering økes til nivå 1/cm, når antallet selvdestruksjoner 20-25%. Det kan sees at jo større stress, jo høyere grad av temperering og større mengden av selveksplosjon.

Selveksplosjonsløsning i herdet glass
1. Reduser spenningsverdien til herdet glass
Spenningsfordelingen i herdet glass er at de to overflatene til det herdede glasset er under trykkspenning, kjernelaget er under strekkspenning, og spenningsfordelingen over glassets tykkelse ligner på en parabel. Sentrum av glasstykkelsen er toppen av parabelen, som er der strekkspenningen er maksimal; de to sidene nær de to overflatene av glasset er trykkspenning; nullspenningsoverflaten ligger omtrent 1/3 av tykkelsen. Ved å analysere den fysiske prosessen med herding og rask avkjøling, kan man se at overflatespenningen til herdet glass og maksimal indre strekkspenning har et grovt numerisk proporsjonalt forhold, det vil si at strekkspenningen er 1/2 til 1/3 av trykkspenningen. Innenlandske produsenter bruker generelt overflatespenningen til herdet glass som Spenningen er satt til rundt 100MPa, men den faktiske situasjonen kan være høyere. Strekkspenningen til herdet glass i seg selv er omtrent 32MPa ~ 46MPa, og strekkstyrken til glass er 59MPa ~ 62MPa. Så lenge spenningen som genereres av utvidelsen av nikkelsulfid er 30 MPa, er det nok til å forårsake selveksplosjon. Hvis overflatespenningen reduseres, vil strekkspenningen som ligger i det herdede glasset[1] reduseres tilsvarende, og dermed bidra til å redusere forekomsten av selveksplosjon.
Den amerikanske standarden ASTMC1048 fastsetter at overflatespenningsområdet for herdet glass er større enn 69MPa; semi-herdet (varmeforsterket) glass er 24MPa ~ 52MPa. Gardinveggglassstandarden BG17841 fastsetter at spenningsområdet for semi-herdet glass er 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. Gjør belastningen av glasset ensartet
Den ujevne påkjenningen av herdet glass vil øke selveksplosjonshastigheten betydelig, som har nådd et nivå som ikke kan ignoreres. Selveksplosjon forårsaket av ujevn stress er noen ganger veldig konsentrert. Spesielt kan selveksplosjonshastigheten til et bestemt parti med buet herdet glass nå en sjokkerende alvorlighetsgrad, og selveksplosjon kan forekomme kontinuerlig. Hovedårsakene er lokal ujevn spenning og avvik av strekklaget i tykkelsesretningen. Kvaliteten på selve den originale glassplaten har også en viss innvirkning. Ujevn spenning vil redusere glassets styrke betydelig, noe som tilsvarer å øke den indre strekkspenningen til en viss grad, og dermed øke selveksplosjonshastigheten. Hvis belastningen fra herdet glass kan fordeles jevnt, kan selveksplosjonshastigheten reduseres effektivt.
3. Hot soak treatment (HST)
Varmebløtlegging forklart. Hot soak-behandling kalles også homogeniseringsbehandling, ofte kjent som "detonasjon". Varmedypningsbehandlingen er å varme opp det herdede glasset til 290 grader ±10 grader og holde det varmt i en viss tidsperiode, noe som ber nikkelsulfidet raskt fullføre krystallfasetransformasjonen i det herdede glasset, noe som forårsaker det herdede glasset som er sannsynligvis eksplodere etter bruk for å bli kunstig ødelagt på forhånd i fabrikken. Varm bløtleggingsovn, og reduserer dermed selveksplosjonen av herdet glass i bruk etter installasjon. Denne metoden bruker vanligvis varmluft som oppvarmingsmedium. Det kalles «HeatSoakTest» i utlandet, eller HST for korte, som bokstavelig talt oversettes som heat soak treatment.
Vanskeligheter med å bløtlegge varme. I prinsippet er varmebløtbehandling verken komplisert eller vanskelig. Men faktisk er det veldig vanskelig å oppnå denne prosessindikatoren. Forskning viser at det er mange spesifikke kjemiske strukturformler for nikkelsulfid i glass, som Ni7S6, NiS, NiS1.01 osv. Ikke bare varierer proporsjonene til ulike komponenter, men de kan også være dopet med andre grunnstoffer. Hastigheten på faseendringen er svært avhengig av temperaturen. Forskning viser at faseendringshastigheten ved 280 grader er 100 ganger den ved 250 grader, så det er nødvendig å sikre at hvert stykke glass i ovnen opplever samme temperaturregime. Ellers kan på den ene siden glasset med lav temperatur ikke faseforandres fullstendig på grunn av utilstrekkelig varmekonserveringstid, noe som svekker effekten av varmeblødning. På den annen side, når glasstemperaturen er for høy, kan det til og med forårsake omvendt fasetransformasjon av nikkelsulfid, noe som forårsaker større skjulte farer. Begge situasjoner kan gjøre varmeblødning ineffektiv eller til og med kontraproduktiv. Ensartetheten av temperaturen når den varme bløtleggingsovnen fungerer er så viktig. For tre år siden nådde temperaturforskjellen i ovnen under varmbløtisolering i de fleste varmebløteovner til og med 60 grader. Det er ikke uvanlig at importerte ovner har temperaturforskjeller på rundt 30 grader. Derfor, selv om noe herdet glass har blitt varmedyppet, forblir selveksplosjonshastigheten høy.
De nye standardene vil være mer effektive. Faktisk har varmtvannsprosessen og utstyret blitt kontinuerlig forbedret. Den tyske standarden DIN18516 spesifiserte en holdetid på 8 timer i 1990-utgaven, mens prEN14179-1:2001(E)-standarden reduserte holdetiden til 2 timer. Effekten av varmdyppingsprosessen under den nye standarden er svært betydelig, og det er klare statistiske tekniske indikatorer: Etter varmdypping kan den reduseres til ett tilfelle av selveksplosjon per 400 tonn glass. På den annen side forbedrer varmeovner stadig design og struktur, og varmeuniformiteten er også betydelig forbedret, noe som i utgangspunktet kan oppfylle kravene til varmdypprosessen. For eksempel har selveksplosjonshastigheten til det varmebehandlede glasset til CSG Group nådd de tekniske indikatorene for de nye europeiske standardene, og det presterte ekstremt tilfredsstillende i det 120,000-kvadratmeter store Guangzhou New Airport-prosjektet .
Selv om varmebløtbehandlingen ikke kan garantere at selveksplosjon aldri vil skje, reduserer den forekomsten av selveksplosjon og løser virkelig selveksplosjonsproblemet som plager alle parter i prosjektet. Derfor er varmebløting den mest effektive metoden som er enstemmig anerkjent i verden for å fullstendig løse problemet med selveksplosjon.