Основна причина спонтанного вибуху загартованого скла полягає в наявних усередині нього забрудненнях і дефектах, які руйнуються під -тривалим впливом напруги. У всьому світі прийнято вважати, що швидкість само-вибуху загартованого скла становить приблизно від 0,1% до 0,3%, але це лише середнє статистичне значення. Для конкретного шматка скла його ризик визначається наступними факторами:
Внутрішній вирішальний фактор (саме скло)
Це основна причина само-вибуху, що становить понад 98%.
Домішки сульфіду нікелю (NiS).
Це найвідоміша і основна причина. У процесі виробництва скляних листів можуть змішуватися надзвичайно незначні кількості нікелю та сірки, утворюючи кристали сульфіду нікелю у високо-температурному розплавленому стані.
Принцип «розширення фазового переходу»: кристали сульфіду нікелю існують у двох формах: фаза при високих температурах і фаза при низьких температурах. Процес гасіннязагартоване скловідбувається надзвичайно швидко, і -фаза NiS «заморожена» всередині скла. При кімнатній температурі фаза повільно переходить у фазу, при цьому її об'єм збільшується приблизно на 2-4%.
Концентрація напруги: якщо ця домішка виявилася в зоні розтягуючої напруги скляної пластини (центральний шар загартованого скла), величезний тиск, створений її об’ємним розширенням, порушить баланс напруг у навколишньому склі, спричиняючи миттєве розбивання всього шматка скла. Типова картина «метелик» після розтріскування з домішками сульфіду нікелю в центрі.
Інші домішки та бульбашки
Окрім сульфіду нікелю, інші тверді домішки у скляній сировині, такі як частинки оксиду алюмінію та кварцу, також можуть спричинити концентрацію напруги через різні коефіцієнти теплового розширення від скляної матриці.
Бульбашки або каміння (нерозплавлена сировина) у склі також можуть стати слабкими місцями під час процесу гартування, збільшуючи ризик само-вибуху.
Рівень напруги гарту скла
Чим вищий ступінь загартування, тим більша міцність скла, але тим більша енергія напруги, що накопичується в ньому.
Якщо напруга занадто велика і нерівномірна, вона сама по собі перебуватиме в нестабільному стані. Коли спрацьовує незначний дефект, енергія швидко вивільняється, що призводить до само-вибуху.
Зовнішні фактори (обробка, встановлення та використання)
Хоча ці фактори безпосередньо не спричиняють само-вибух, вони можуть значно збільшити ризик само-вибуху або стати «останньою краплею, яка зламає спину верблюду».
Фактори обробки та дизайну
Пошкодження країв і кутів: якщо під час різання, транспортування та встановлення на краях і кутах скла з’являться відколи або тріщини, ці дефекти стануть точками концентрації напруги, що значно зменшить загальну міцність скла та спричинить само-вибух.
Свердління та прорізування: будь-яке різання або свердління скла змінюватиме його розподіл напруги, створюючи зони високого-напруження на краях отворів і канавок. Якщо з ним поводитись неналежним чином або спроектовано нерозумно, ризик само-вибуху зростає.
Розмір і товщина: як правило, чим більше й товще скло, тим складніший внутрішній розподіл напруги, тим більша енергія в ньому зберігається, і тим теоретично вищий ризик само{0}}вибуху.
Фактори установки
Напруга при установці: якщо монтажна рама нерівна, скручена або використовуються надто жорсткі прокладки, скло вже піддається додатковому навантаженню на вигин або точковому контакту під час встановлення. Така «примусова установка» дозволить тривалий час тримати скло під високим навантаженням.
Недостатній зазор: між склом і рамою недостатньо розширювального зазору. Коли температура навколишнього середовища змінюється та спричиняє розширення та стискання скла через тепло та холод, воно буде стискатися рамою, створюючи додаткове навантаження.
Використовуйте фактори зовнішнього середовища
Термічна напруга: різні частини скла нагріваються нерівномірно (наприклад, одна частина піддається прямому впливу сонячного світла, а інша затінена), нагріта частина розширюється, а охолоджена частина обмежує своє розширення, тим самим створюючи термічну напругу в склі. Такий вид напруги, якщо накласти напругу загартовування, може спричинити само-вибух.
Тиск вітру та вібрація: тривалий-вплив сильного вітру або безперервної вібрації від руху транспорту поблизу та машин може спричинити втому скла, зменшуючи його міцність.
Раптові зміни температури: наприклад, холодною зимою шматок скла, нагріте опаленням у приміщенні, раптово потрапляє під крижаний дощ. Інтенсивний термічний удар також може спричинити його поломку.
Як зменшити ризик само-вибуху?
Зрозумівши причини, можна вжити відповідних профілактичних заходів
Вибирайте високо{0}}необроблене скло. Використовуйте необроблене скло від-відомих брендів із хорошою репутацією. Їхні виробничі процеси суворо контролюються, а вміст домішок нижчий.
Проведіть обробку гомогенізацією (тест на нагрівання, HST):
Це найефективніший спосіб запобігти само-вибуху сульфіду нікелю. Помістіть загартоване скло в гомогенізуючу піч, нагрійте його до 290 градусів ±10 градусів і витримайте протягом певного періоду часу.
Цей процес моделюватиме природне середовище протягом кількох років або навіть десятиліть, спричиняючи передчасне розбивання скла, що містить нестабільні домішки NiS, у контрольованих умовах. Після обробки гомогенізацією швидкість само-вибуху може бути зменшена до 0,01%–0,03%.
Для навісних- стін висотних будівель, мансардних вікон, душових кімнат та інших місць, де пред’являються вимоги безпеки, наполегливо рекомендується використовувати однорідне загартоване скло.
Стандартизована обробка та монтаж: Забезпечте якість різання скла, шліфування країв і свердління, а також уникайте пошкодження кутів і країв. Під час встановлення використовуйте сумісні рами та розпірки, щоб забезпечити рівномірний розподіл сил і залишити достатню кількість компенсаційних швів.
Використання ультра-прозорого скла: ультра-прозоре скло має низький вміст заліза, чистішу сировину та дуже мало внутрішніх домішок (зокрема нікелю). Його -швидкість самовибуху набагато нижча, ніж у звичайного флоат-скла.
Резюме
Само-вибух загартованого скла є малой{1}}імовірним, але дійсно існуючим явищем. Ядро цього є результатом комбінованого впливу внутрішніх домішок (особливо сульфіду нікелю) і зовнішнього високого стресу. Вибираючи високо{4}}якісну сировину, проводячи гомогенізаційну обробку та здійснюючи стандартизовану обробку та монтаж, ризик можна контролювати на дуже низькому рівні.
