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钢化玻 璃自爆的解决方法

信息来源:www.  |   发布时间:2018年10月25日

  降低应力值

  钢化玻 璃中应力的分布是钢化玻璃的两个表面为压应力,板芯层处于张应力,在玻璃 厚度上应力分布类似抛物线。玻璃厚 度的中央是抛物线的顶点,即张应力最大处;两侧接 近玻璃两表面处是压应力;零应力 面大约位于厚度的1/3处。通过分 析钢化急冷的物理过程,可知钢 化玻璃表面张力和内部的最大张应力在数值上有粗略的比例关系,即张应力是压应力的1/2~1/3。国内厂 家一般将钢化玻璃表面张力设定在100MPa左右,实际情 况可能更高一些。钢化玻 璃自身的张应力约为32MPa~46MPa,玻璃的抗张强度是59MPa~62MPa,只要硫 化镍膨胀产生的张力在30MPa,则足以引发自爆。若降低其表面应力,相应地 会降低钢化玻璃本身自有的张应力,从而有 助于减少自爆的发生。

  美国标准ASTMC1048中规定 钢化玻璃的表面应力范围为大于69MPa;半钢化(热增强)玻璃为24MPa~52MPa。幕墙玻璃标准BG17841则规定 为半钢化应力范围24<;δ≤69MPa。中国实 施的新国家标准GB15763。2-2005《建筑用安全玻璃第2部分:钢化玻璃》要求其 表面应力不应小于90MPa。这比老标准中规定的95MPa降低了5MPa,有利于减少自爆。

  应力均匀

  钢化玻璃的应力不均,会明显增大自爆率,已经到 了不容忽视的程度。应力不 均引发的自爆有时表现得非常集中,特别是 弯钢化玻璃的某具体批次的自爆率会达到令人震惊的严重程度,且可能连续发生自爆。其原因 主要是局部应力不均和张力层在厚度方向的偏移,玻璃原 片自身质量也有一定的影响。应力不 均会大幅降低玻璃的强度,在一定 程度上相当于提高了内部的张应力,从而自爆率提高了。如果能 使钢化玻璃的应力均匀分布,则可有效降低自爆率。

  热浸处理

  热浸处 理又称均质处理,俗称“引爆”。热浸处 理是将钢化玻璃加热到290℃±10℃,并保温一定时间,促使硫 化镍在钢化玻璃中快速完成晶相转变,让原本 使用后才可能自爆的钢化玻璃人为地提前破碎在工厂的热浸炉中,从而减 少安装后使用中的钢化玻璃自爆。该方法 一般用热风作为加热的介质,国外称作“HeatSoakTest”,简称HST,直译为热浸处理。

  热浸难点。从原理上看,热浸处理既不复杂,也无难度。但实际 上达到这一工艺指标非常不易。研究显示,玻璃中 硫化镍的具体化学结构式有多种,如Ni7S6、NiS、NiS1.01等,不但各 种成分的比例不等,而且可 能掺杂其他元素。其相变 快慢高度依赖于温度的高低。研究表明,280℃时的相变速率是250℃时的100倍,因此必 须确保炉内的各块玻璃经历同样的温度制度。否则一 方面温度低的玻璃因保温时间不够,硫化镍不能完全相变,减弱了热浸的功效。另一方面,当玻璃温度太高时,甚至会 引起硫化镍逆向相变,造成更大的隐患。这两种 情况都会导致热浸处理劳而无功甚至适得其反。热浸炉 工作时温度的均匀性是如此的重要,而多数 国产热浸炉热浸保温时炉内的温差甚至达到60℃,国外引进炉存在30℃左右的温差也不少见。所以有 的钢化玻璃虽经热浸处理,自爆率依然居高不下。

  实际上,热浸工 艺和设备也一直在不断地改进中。德国标准DIN18516在90年版中 规定的保温时间为8小时,而prEN14179-1:2001(E)标准则 将保温时间降到了2小时。新标准 下热浸工艺的效果十分显著,并且有 明确的统计性技术指标:热浸后可降到每400吨玻璃一例自爆。另一方面,热浸炉 也在不断地改进设计和结构,加热均 匀性也得到了明显提高,基本可 以满足热浸工艺的要求。例如南 玻集团热浸处理的玻璃,自爆率 达到了欧洲新标准的技术指标,在12万平米 的广州新机场超大工程中表现极为满意。

  尽管热 浸处理不能保证绝对不发生自爆,但确实 降低了自爆的发生,实实在 在地解决了困扰工程各方的自爆问题。所以热 浸是世界上一致认可的彻底解决自爆问题的最有效方法。


 
 



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