Основната причина за спонтанната експлозия на закалено стъкло се крие в примесите и дефектите, съществуващи вътре в него, които се разрушават под дългосрочния -ефект на напрежение. В световен мащаб обикновено се смята, че степента на само-експлозия на закаленото стъкло е около 0,1% до 0,3%, но това е само статистическа средна стойност. За конкретно парче стъкло неговият риск се определя от следните фактори:
Вътрешен решаващ фактор (самото стъкло)
Това е основната причина за само-взрив, представляваща повече от 98%.
Примеси от никелов сулфид (NiS).
Това е най-известната и основна причина. По време на производствения процес на стъклени листове може да се смесят изключително незначителни количества никел и сяра, образувайки кристали на никелов сулфид във високо-температурно разтопено състояние.
Принципът на "разширяване на фазовия преход": Кристалите на никелов сулфид съществуват в две форми: фаза при високи температури и фаза при ниски температури. Процесът на закаляване назакалено стъклое изключително бърз и -фазата NiS е „замразена“ вътре в стъклото. При стайна температура фазата бавно се превръща във фаза, докато нейният обем се разширява с приблизително 2-4%.
Концентрация на напрежение: Ако този примес се намира в зоната на напрежение на опън на стъклената плоча (централният слой от закалено стъкло), огромното налягане, генерирано от неговото обемно разширение, ще наруши баланса на напрежението на заобикалящото стъкло, което ще доведе до моментално разбиване на цялото парче стъкло. Типичният модел на "пеперудено петно" след напукване, с примеси от никелов сулфид в центъра.
Други примеси и мехурчета
Освен никелов сулфид, други твърди примеси в стъклените суровини, като алуминиев оксид и кварцови частици, също могат да причинят концентрация на напрежение поради техните различни коефициенти на топлинно разширение от стъклената матрица.
Мехурчета или камъни (неразтопени суровини) в стъклото също могат да станат слаби места по време на процеса на закаляване, увеличавайки риска от само-експлозия.
Нивото на напрежение при закаляване на стъклото
Колкото по-висока е степента на темпериране, толкова по-голяма е здравината на стъклото, но толкова по-висока е енергията на напрежение, съхранявана вътре в него.
Ако напрежението е твърде голямо и неравномерно, то само по себе си ще бъде в нестабилно състояние. След като се задейства малък дефект, енергията ще се освободи бързо, което ще доведе до само-експлозия.
Външни предизвикващи фактори (обработка, инсталиране и използване)
Въпреки че тези фактори не причиняват директно само-взрив, те могат значително да увеличат риска от само-взрив или да се превърнат в „последната капка, която преля чашата“.
Фактори за обработка и дизайн
Повреда по ръбовете и ъглите: По време на процесите на рязане, транспортиране и монтаж, ако ръбовете и ъглите на стъклото покажат отчупване или напукване, тези дефекти ще се превърнат в точки на концентрация на напрежение, което значително ще намали общата здравина на стъклото и ще предизвика само{0}}експлозия.
Пробиване и пробиване: Всяко рязане или пробиване на стъкло ще промени разпределението на напрежението, създавайки зони с високо-напрежение по краищата на дупките и жлебовете. Ако не се борави правилно или е проектиран неразумно, рискът от само-експлозия ще се увеличи.
Размер и дебелина: По принцип колкото по-голямо и по-дебело е стъклото, толкова по-сложно е вътрешното разпределение на напрежението, толкова по-висока е енергията, която съхранява, и теоретично по-висок е рискът от само-експлозия.
Инсталационни фактори
Напрежение при монтаж: Ако рамката за монтаж е неравна, усукана или се използват твърде твърди дистанционни елементи, стъклото вече ще бъде подложено на допълнително напрежение при огъване или напрежение при точков контакт по време на монтажа. Този вид "принудителен монтаж" ще поддържа стъклото под голямо натоварване за дълго време.
Недостатъчна междина: Не е останала достатъчна разширителна междина между стъклото и рамката. Когато температурата на околната среда се промени и накара стъклото да се разширява и свива поради топлина и студ, то ще бъде притиснато от рамката, генерирайки допълнително напрежение.
Използвайте факторите на околната среда
Термичен стрес: Различните части на стъклото се нагряват неравномерно (например, една част е директно изложена на слънчева светлина, докато другата е засенчена), нагрятата част се разширява, а охладената част ограничава разширяването си, като по този начин генерира топлинен стрес в стъклото. Този вид напрежение, когато се насложи с напрежение от темпериране, може да предизвика само-експлозия.
Налягане и вибрации от вятър: Дълго-трайното излагане на силен натиск от вятъра или непрекъснати вибрации от близкия трафик и машини може да причини умора на стъклото, намалявайки здравината му.
Внезапни промени в температурата: Например, през студената зима, парче стъкло, което е било нагрято от вътрешно отопление, внезапно се натъква на леден дъжд. Интензивният термичен шок може също да причини счупване.
Как да намалим риска от само-взрив?
След като разберете причините, можете да предприемете съответните превантивни мерки
Изберете високо{0}}качествени необработени стъклени листове: Използвайте необработени стъклени листове от добре-известни марки с добра репутация. Техните производствени процеси са строго контролирани, а съдържанието на примеси е по-ниско.
Провеждане на обработка за хомогенизиране (тест за нагряване, HST):
Това е най-ефективният начин за предотвратяване на само-експлозията на никелов сулфид. Поставете закаленото стъкло в хомогенизиращата пещ, загрейте го до 290 градуса ±10 градуса и го поддържайте за определен период от време.
Този процес ще симулира естествената среда за няколко години или дори десетилетия, което ще доведе до преждевременно разрушаване на стъклото, съдържащо нестабилни примеси от NiS, при контролирани условия. След обработка с хомогенизиране степента на само-експлозия може да бъде намалена до 0,01% до 0,03%.
За окачени фасади на високи -сгради, капандури, душ кабини и други места с изисквания за безопасност силно се препоръчва използването на хомогенно закалено стъкло.
Стандартизирана обработка и монтаж: Осигурете качеството на рязане на стъкло, шлайфане и пробиване на ръбове и избягвайте повреда на ъгли и ръбове. Когато инсталирате, използвайте съвместими рамки и дистанционни елементи, за да осигурите равномерно разпределение на силата и оставете достатъчно разширителни фуги.
Използване на ултра-прозрачно стъкло: Ултра-прозрачното стъкло има ниско съдържание на желязо, по-чисти суровини и много малко вътрешни примеси (включително никел). Неговата скорост на само-експлозия е много по-ниска от тази на обикновеното флоат стъкло.
Резюме
Само-експлозията на закалено стъкло е малко{1}}вероятно, но наистина съществуващо явление. Ядрото му е резултат от комбинирания ефект на вътрешни примеси (особено никелов сулфид) и външно високо напрежение. Чрез подбор на високо-качествени суровини, провеждане на хомогенизираща обработка и извършване на стандартизирана обработка и монтаж, рискът може да се контролира на много ниско ниво.
