一、原因分析
1. 产生原因 物理钢化玻璃自*破爆**坏无先兆,是钢化玻璃的“癌症” 。自爆的诱因有多种,有使用过程受外力冲击、安装结构受力不均、钢化玻璃本身应力不均、玻璃内部存在硫化镍晶体等等且各种自爆的表现各有不同。一般来说,硫化镍是自爆产生的主要原因。
2. 硫化镍的来源: 镍元素一部分是由玻璃窑炉自身的材料引进,比如钢结构的焊点、耐火材料本身;另一部分来源于玻璃的原材料中,比如硅砂、白云石、长石中也存在微量的镍元素。玻璃在窑炉中融化需要燃料,那么燃料在燃烧过程中必然引进了硫元素。
3. 硫化镍的形成: 在窑炉融化温度 1400 ℃~ 1500 ℃左右形成硫化镍
4. 硫化镍的相变: 当温度在 1000 ℃左右时,硫化镍以液滴型式游离分布在熔融玻璃液中。当温度降至 797 ℃时,这些小液滴结晶固化,硫化镍处于高温态的α -NiS 晶相(六方晶体) 。当温度继续降至 379 ℃时,发生晶相转变成为低温状态的β -NiS (三方晶系) ,同时伴随着 2.36% 的体积膨胀。如果硫化镍相变没有转换完全,则即使在自然存放及正常使用的温度条件下,这一过程仍然继续,只是速度很低而已。
5. 物理钢化时晶体的变化: 进行物理钢化时玻璃加热到 600 ℃后出炉需要极冷吹风的工艺来形成表面压应力的钢化过程,当温度降到 300 ℃左右时,a项晶体会向低温β -NiS 项晶体转换,但是物理钢化的冷却速度极快,这样a项晶体还未转变成β -NiS 项晶体就被“冻结”在玻璃板面中。 NiS 晶体在转换过程中伴随着一定体积的膨胀,而且这种转换在常温下持续进行着,当 NiS 晶体存在玻璃板面的张应力区域,体积膨胀与张应力叠加打破表面压应力的平衡后就会出现自爆。 对于表面压应力为100MPa的钢化玻璃,其内部的张应力为45MPa左右。此时张应力层中任何直径大于0.06mm的硫化镍均可引发自爆。另外,根据自爆研究统计结果分析,95%以上的自爆是由粒径分布在0.04mm~0.65mm之间的硫化镍引发。
二、平板玻璃窑炉电加热的设计问题
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国内的现有窑炉还没有使用电加热的方法,并且成本很高、技术难度大。理论上采用电加热的方法不一定能够完全避免硫化镍的存在。现在的电加热窑炉只针对高硼硅玻璃,适合于生产较高温度的玻璃。
三、针对一些地区发生自爆的一个比例比较
1. 澳大利亚研究人员对8幢建筑幕墙进行了长达12年的跟踪研究,在共,17760片钢化玻璃中,共发生306例的自爆,自爆率为1.72%。尽管澳大利亚该建筑项目自爆率较高,但目前玻璃行业一般会将玻璃的自爆免*率赔**商定在3‰左右;
2. 杭州地铁一号线正式开通未满一年,其三个高架站的候车站台却碎了46块钢化玻璃。整个候车站台约覆盖钢化玻璃500块,目前却有碎裂玻璃约12块,比例超过2%。
3. 结合我们的200公里项目,我们金晶生产的该项目玻璃据统计大约供货4000多片,而截至目前仅发生3例自爆,这个概率大约为0.75% 00 ,实际数据远远低于所谓的行业免*率赔**而且该自爆玻璃我们也是免费提供备品的。
四、Lowe玻璃钢化处理
我司使用的是离线高性能的Lowe玻璃,为保证玻璃的高性能从拆箱到成品需要在8小时之内完成,如不能在规定时间完成会导致玻璃膜层氧化和性能的降低所以Lowe玻璃在钢化之后没有时间进行均质处理。
五、结论
自 爆率各生产厂家并不一致,从 3% ~ 0.3% 不等。一般自爆率是按片数为单位计算的,没有考虑单片玻璃的面积大小和玻璃厚度,所以不够准确,也无法进行更科学的相互比较。为统一测算自爆率,必须确定统一的假设。定出统一的条件:每 5 ~ 8 吨玻璃含有一个足以引发自爆的硫化镍;每片钢化玻璃的面积平均为 1.8m2 ; 硫化镍均匀分布。 则计算出 6mm 厚的钢化玻璃计算自爆率为 0.34% ~ 0.54% , 即 6mm 钢化玻璃的自爆率约为 3 ‰~ 5 ‰。这与目前高水平加工企业的实际值基本吻合。