Automatická exploze tvrzeného skla bez přímé mechanické vnější síly se nazývá samoexploze tvrzeného skla. Podle průmyslových zkušeností je rychlost samoexploze běžného tvrzeného skla asi 1~3‰. Samovýbuch je jednou z vlastností tvrzeného skla.
Existuje mnoho důvodů pro vlastní výbuch v důsledku expanze, které lze stručně shrnout takto:
①Vliv vad kvality skla
A. Ve skle jsou kamínky, nečistoty a bubliny: Nečistoty ve skle jsou slabými místy tvrzeného skla a jsou také místy, kde se koncentruje napětí. Zejména pokud se kámen nachází v oblasti tahového napětí tvrzeného skla, je to důležitý faktor vedoucí k explozi.
Kameny se nacházejí ve skle a mají jiný koeficient roztažnosti než sklivec. Koncentrace napětí v oblasti trhliny kolem kamene se po temperování skla exponenciálně zvyšuje. Když je koeficient roztažnosti kamene menší než u skla, je tangenciální napětí kolem kamene v tahu. Snadno může dojít k šíření trhliny, která kameny doprovází.
B. Sklo obsahuje krystaly sulfidu niklu
Inkluze sulfidu nikelnatého obecně existují ve formě malých krystalických kuliček o průměru 0.1-2 mm. Vzhled je kovový a tyto inkluze jsou NI3S2, NI7S6 a NI-XS, kde X=0-0.07. Pouze fáze NI1-XS je hlavním důvodem spontánního výbuchu tvrzeného skla.
Teoretická NIS je známá jako 379. Na C probíhá proces fázového přechodu z hexagonálního krystalového systému a-NIS ve vysokoteplotním stavu do trigonálního krystalového systému B-NI v nízkoteplotním stavu, doprovázený objemová expanze o 2,38 %. Tato struktura je zachována při pokojové teplotě. Pokud se sklo v budoucnu zahřeje, může rychle dojít k přechodu do stavu aB. Pokud jsou tyto úlomky uvnitř tvrzeného skla, které je vystaveno tahovému namáhání, objemová expanze způsobí spontánní explozi. Pokud a-NIS existuje při pokojové teplotě, bude se během několika let nebo měsíců pomalu transformovat do stavu B. Pomalý nárůst objemu během tohoto fázového přechodu nemusí nutně způsobit vnitřní prasknutí.
C. Povrch skla má škrábance, praskliny, hluboké praskliny a jiné vady v důsledku nesprávného zpracování nebo provozu, které mohou snadno způsobit koncentraci napětí nebo způsobit samovolnou explozi tvrzeného skla.
② Nerovnoměrné rozložení napětí a odsazení v tvrzeném skle
Při zahřívání nebo ochlazování skla je teplotní gradient vytvářený podél tloušťky skla nerovnoměrný a asymetrický. To způsobuje, že temperované produkty mají tendenci samy explodovat a některé způsobují „exploze větru“, když jsou chlazeny. Pokud je zóna tahového napětí posunuta k určité straně výrobku nebo k povrchu, tvrzené sklo samo exploduje.
③Vliv stupně temperování.
Experimenty ukázaly, že při zvýšení stupně temperování na úroveň 1/cm počet sebezničení dosahuje 20-25%. Je vidět, že čím větší napětí, tím vyšší stupeň popouštění a větší míra samovýbuchu.
Tvrzené sklo samovýbušné řešení
1. Snižte hodnotu napětí tvrzeného skla
Rozložení napětí v tvrzeném skle je takové, že dva povrchy tvrzeného skla jsou namáhány tlakem, jádrová vrstva je namáhána tahem a rozložení napětí po tloušťce skla je podobné parabole. Střed tloušťky skla je vrchol paraboly, kde je maximální tahové napětí; dvě strany blízko dvou povrchů skla jsou namáhány tlakem; povrch s nulovým napětím se nachází přibližně v 1/3 tloušťky. Analýzou fyzikálního procesu kalení a rychlého ochlazování lze vidět, že povrchové napětí tvrzeného skla a maximální vnitřní tahové napětí mají hrubý číselně úměrný vztah, to znamená, že tahové napětí je 1/2 až 1/3 tlakové napětí. Tuzemští výrobci obecně používají povrchové napětí tvrzeného skla jako Napětí je stanoveno kolem 100MPa, ale skutečný stav může být vyšší. Napětí v tahu samotného tvrzeného skla je asi 32MPa ~ 46MPa a pevnost skla v tahu je 59MPa ~ 62MPa. Dokud je napětí vzniklé expanzí sulfidu niklu 30MPa, stačí k samoexploze. Sníží-li se povrchové napětí, sníží se odpovídajícím způsobem tahové napětí vlastní tvrzenému skle[1], čímž se přispěje ke snížení výskytu samoexploze.
Americká norma ASTMC1048 stanoví, že rozsah povrchového napětí tvrzeného skla je větší než 69 MPa; polotvrzené (tepelně vyztužené) sklo je 24MPa ~ 52MPa. Norma pro sklo záclonových stěn BG17841 stanoví, že rozsah namáhání polotvrzeného 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. Srovnejte napětí skla
Nerovnoměrné namáhání tvrzeného skla výrazně zvýší rychlost samoexploze, která dosáhla úrovně, kterou nelze ignorovat. Samovýbuch způsobený nerovnoměrným stresem je někdy velmi koncentrovaný. Zejména rychlost samoexploze určité šarže zakřiveného tvrzeného skla může dosáhnout šokujícího stupně závažnosti a k samoexploze může docházet nepřetržitě. Hlavními důvody jsou lokální nerovnoměrné napětí a odchylka tahové vrstvy ve směru tloušťky. Určitý vliv má i samotná kvalita originální skleněné tabule. Nerovnoměrné namáhání výrazně sníží pevnost skla, což je ekvivalentní zvýšení vnitřního tahového napětí do určité míry, čímž se zvýší rychlost samoexploze. Pokud lze napětí tvrzeného skla rovnoměrně rozložit, lze účinně snížit rychlost samoexploze.
3. Úprava za horka (HST)
Heat soak vysvětleno. Úprava za horka se také nazývá homogenizační úprava, běžně známá jako "detonace". Tepelné ponoření spočívá v zahřátí tvrzeného skla na 290 stupňů ± 10 stupňů a jeho udržování v teple po určitou dobu, což přiměje sulfid niklu k rychlému dokončení transformace krystalické fáze v tvrzeném skle, což způsobí, že tvrzené sklo je pravděpodobně po použití vybuchne, aby byl předem uměle rozbit v továrně. Tepelná prohřívací pec, čímž se snižuje samoexploze tvrzeného skla při použití po instalaci. Tato metoda obecně používá jako topné médium horký vzduch. V zahraničí se mu říká „HeatSoakTest“ nebo zkráceně HST, což je doslovně přeloženo jako úprava teplem.
Potíže s namáčením tepla. V zásadě není úprava teplem ani složitá, ani obtížná. Ale ve skutečnosti je velmi obtížné dosáhnout tohoto ukazatele procesu. Výzkum ukazuje, že existuje mnoho specifických chemických strukturních vzorců sulfidu nikelnatého ve skle, jako je Ni7S6, NiS, NiS1.01 atd. Nejen že se podíly různých složek liší, ale mohou být také dopovány jinými prvky. Rychlost jeho fázové změny je velmi závislá na teplotě. Výzkum ukazuje, že rychlost změny fáze při 280 stupních je 100krát větší než při 250 stupních, takže je nutné zajistit, aby každý kus skla v peci prošel stejným teplotním režimem. V opačném případě jednak nelze sklo s nízkou teplotou zcela sfázovat z důvodu nedostatečné doby uchování tepla, což oslabuje účinek prohřívání. Na druhou stranu, když je teplota skla příliš vysoká, může dokonce způsobit reverzní fázovou transformaci sulfidu niklu, což způsobí větší skrytá nebezpečí. Obě situace mohou způsobit, že namáčení tepla bude neúčinné nebo dokonce kontraproduktivní. Rovnoměrnost teploty při provozu pece na prohřívání je tak důležitá. Před třemi lety dosahoval teplotní rozdíl v peci během izolace za horka ve většině domácích pecí za horka dokonce 60 stupňů. Není neobvyklé, že dovážené pece mají teplotní rozdíly asi 30 stupňů. Proto, i když některé tvrzené sklo bylo tepelně ponořeno, rychlost samoexploze zůstává vysoká.
Nové standardy budou účinnější. Ve skutečnosti byl proces a zařízení horkého ponoru neustále vylepšováno. Německá norma DIN18516 specifikovala ve vydání z roku 1990 dobu výdrže 8 hodin, zatímco norma prEN14179-1:2001(E) zkrátila dobu výdrže na 2 hodiny. Vliv procesu žárového ponoření podle nové normy je velmi významný a existují jasné statistické technické ukazatele: po žárovém ponoření jej lze snížit na jeden případ samovýbuchu na 400 tun skla. Na druhou stranu ponorné pece neustále zdokonalují svůj design a konstrukci a výrazně se zlepšila i rovnoměrnost ohřevu, která v zásadě může splňovat požadavky procesu ponoru. Například rychlost samoexploze tepelně ošetřeného skla společnosti CSG Group dosáhla technických ukazatelů nových evropských norem a v projektu nového letiště Guangzhou o rozloze 120{13}}metrů čtverečních fungovala mimořádně uspokojivě .
Ačkoli tepelná úprava nemůže zaručit, že k samoexploze nikdy nedojde, snižuje výskyt samoexploze a skutečně řeší problém samoexploze, který trápí všechny strany v projektu. Proto je namáčení teplem nejúčinnější metodou, která je ve světě jednomyslně uznávána k úplnému vyřešení problému samoexploze.
