Samodejna eksplozija kaljenega stekla brez neposredne mehanske zunanje sile se imenuje samoeksplozija kaljenega stekla. Po izkušnjah v industriji je stopnja samoeksplozije navadnega kaljenega stekla približno 1 ~ 3 ‰. Samoeksplozija je ena od lastnih lastnosti kaljenega stekla.
Razlogov za samoeksplozijo zaradi širitve je veliko, ki jih lahko na kratko povzamemo takole:
①Vpliv napak v kakovosti stekla
A. V steklu so kamenčki, nečistoče in mehurčki: Nečistoče v steklu so šibke točke kaljenega stekla in so tudi mesta, kjer je koncentracija napetosti. Še posebej, če se kamen nahaja v območju natezne napetosti kaljenega stekla, je to pomemben dejavnik, ki vodi do eksplozije.
Kamni se nahajajo v steklu in imajo drugačen koeficient razteznosti kot steklasto telo. Koncentracija napetosti v območju razpoke okoli kamna se po kaljenju stekla eksponentno poveča. Ko je koeficient raztezanja kamna manjši od koeficienta stekla, je tangencialna napetost okoli kamna v napetosti. Lahko pride do širjenja razpok, ki spremljajo kamne.
B. Steklo vsebuje kristale nikljevega sulfida
Vključki nikljevega sulfida na splošno obstajajo v obliki majhnih kristaliziranih kroglic s premerom 0.1-2 mm. Videz je kovinski in ti vključki so NI3S2, NI7S6 in NI-XS, kjer je X=0-0.07. Samo faza NI1-XS je glavni razlog za spontano eksplozijo kaljenega stekla.
Znano je, da je teoretični NIS 379. Obstaja proces faznega prehoda pri C, od heksagonalnega kristalnega sistema a-NIS v visokotemperaturnem stanju do trigonalnega kristalnega sistema B-NI v nizkotemperaturnem stanju, ki ga spremlja povečanje prostornine za 2,38 %. Ta struktura se ohrani pri sobni temperaturi. Če se steklo v prihodnosti segreje, lahko hitro pride do prehoda v stanje aB. Če so ti ostanki znotraj kaljenega stekla, ki je podvrženo natezni obremenitvi, bo povečanje prostornine povzročilo spontano eksplozijo. Če a-NIS obstaja pri sobni temperaturi, se bo v več letih ali mesecih počasi spremenil v stanje B. Počasno povečanje prostornine med tem faznim prehodom morda ne povzroči notranjega preloma.
C. Steklena površina ima praske, razpoke, globoke razpoke in druge napake zaradi nepravilne obdelave ali delovanja, ki lahko zlahka povzročijo koncentracijo napetosti ali povzročijo samoeksplozijo kaljenega stekla.
② Neenakomerna porazdelitev napetosti in odmik v kaljenem steklu
Ko se steklo segreva ali ohlaja, je temperaturni gradient, ki nastane vzdolž debeline stekla, neenakomeren in asimetričen. Zaradi tega so kaljeni izdelki nagnjeni k samoeksploziji, nekateri pa povzročijo "eksplozijo vetra", ko so ohlajeni. Če je območje nateznih napetosti zamaknjeno na določeno stran izdelka ali na površino, bo kaljeno steklo samoeksplodiralo.
③Vpliv stopnje kaljenja.
Poskusi so pokazali, da pri povečanju stopnje kaljenja na stopnjo 1/cm število samouničenja doseže 20-25%. Vidimo lahko, da večji kot je stres, višja je stopnja kaljenja in večja je količina samoeksplozije.
Samoeksplozijska rešitev iz kaljenega stekla
1. Zmanjšajte napetostno vrednost kaljenega stekla
Porazdelitev napetosti v kaljenem steklu je, da sta dve površini kaljenega stekla pod tlačno napetostjo, jedrna plast je pod natezno napetostjo, porazdelitev napetosti po debelini stekla pa je podobna paraboli. Središče debeline stekla je vrh parabole, kjer je natezna napetost največja; obe strani blizu dveh površin stekla sta tlačna napetost; površina brez napetosti se nahaja približno 1/3 debeline. Z analizo fizičnega procesa kaljenja in hitrega ohlajanja je razvidno, da imata površinska napetost kaljenega stekla in največja notranja natezna napetost grobo numerično sorazmerno razmerje, to je, da je natezna napetost 1/2 do 1/3 tlačna napetost. Domači proizvajalci na splošno uporabljajo površinsko napetost kaljenega stekla kot napetost. Napetost je nastavljena na približno 100 MPa, vendar je dejansko stanje lahko višje. Natezna napetost samega kaljenega stekla je približno 32MPa ~ 46MPa, natezna trdnost stekla pa je 59MPa ~ 62MPa. Dokler je napetost, ki nastane zaradi ekspanzije nikljevega sulfida, 30 MPa, je to dovolj, da povzroči samoeksplozijo. Če se površinska napetost zmanjša, se natezna napetost, ki je lastna kaljenemu steklu [1], ustrezno zmanjša, kar pripomore k zmanjšanju pojava samoeksplozije.
Ameriški standard ASTMC1048 določa, da je območje površinske napetosti kaljenega stekla večje od 69MPa; pol kaljeno (toplotno ojačano) steklo je 24MPa ~ 52MPa. Standard stekla za zavese BG17841 določa, da je območje napetosti polkaljenega stekla 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. Napetost stekla naj bo enotna
Neenakomerna obremenitev kaljenega stekla bo znatno povečala stopnjo samoeksplozije, ki je dosegla raven, ki je ni mogoče prezreti. Samoeksplozija zaradi neenakomerne napetosti je včasih zelo koncentrirana. Zlasti lahko stopnja samoeksplozije določene serije ukrivljenega kaljenega stekla doseže šokantno stopnjo resnosti in do samoeksplozije lahko pride nenehno. Glavni razlogi so lokalne neenakomerne napetosti in odstopanje natezne plasti v smeri debeline. Določen vpliv ima tudi sama kakovost originalne steklene plošče. Neenakomerna napetost bo znatno zmanjšala trdnost stekla, kar je enakovredno povečanju notranje natezne napetosti do določene mere, s čimer se poveča stopnja samoeksplozije. Če se napetost kaljenega stekla lahko enakomerno porazdeli, se lahko stopnja samoeksplozije učinkovito zmanjša.
3. Obdelava z vročim namakanjem (HST)
Razloženo toplotno namakanje. Obdelava z vročim namakanjem se imenuje tudi homogenizacijska obdelava, splošno znana kot "detonacija". Obdelava s toplotnim potapljanjem je, da se kaljeno steklo segreje na 290 stopinj ±10 stopinj in ga ohranja toplo nekaj časa, kar spodbudi nikljev sulfid, da hitro zaključi transformacijo kristalne faze v kaljenem steklu, kar povzroči, da je kaljeno steklo po uporabi verjetno eksplodira, da se vnaprej umetno zlomi v tovarni. Peč za namakanje toplote, s čimer se zmanjša samoeksplozija kaljenega stekla, ki se uporablja po namestitvi. Ta metoda običajno uporablja vroč zrak kot grelni medij. V tujini ga imenujejo »HeatSoakTest« ali krajše HST, kar dobesedno prevajajo kot toplotna obdelava.
Težave s toplotnim namakanjem. Načeloma toplotna obdelava ni niti zapletena niti težka. Toda v resnici je zelo težko doseči ta indikator procesa. Raziskave kažejo, da obstaja veliko specifičnih kemičnih strukturnih formul nikljevega sulfida v steklu, kot so Ni7S6, NiS, NiS1.01 itd. Ne samo, da se deleži različnih komponent razlikujejo, ampak so lahko tudi dopirani z drugimi elementi. Hitrost njegove fazne spremembe je močno odvisna od temperature. Raziskave kažejo, da je stopnja faznih sprememb pri 280 stopinjah 100-krat večja kot pri 250 stopinjah, zato je treba zagotoviti, da ima vsak kos stekla v peči enak temperaturni režim. V nasprotnem primeru po eni strani stekla z nizko temperaturo ni mogoče popolnoma fazno spremeniti zaradi premajhnega časa ohranjanja toplote, kar oslabi učinek toplotnega namakanja. Po drugi strani pa lahko, ko je temperatura stekla previsoka, povzroči celo reverzno fazno transformacijo nikljevega sulfida, kar povzroči večje skrite nevarnosti. Obe situaciji lahko povzročita, da je namakanje s toploto neučinkovito ali celo kontraproduktivno. Enakomernost temperature, ko deluje vroča peč, je zelo pomembna. Pred tremi leti je temperaturna razlika v peči med vročo izolacijo v večini gospodinjskih vročih peči dosegla celo 60 stopinj. Nič nenavadnega ni, da imajo uvožene peči temperaturne razlike okoli 30 stopinj. Zato ostaja stopnja samoeksplozije visoka, čeprav je bilo nekaj kaljenega stekla potopljeno v toploto.
Novi standardi bodo učinkovitejši. Pravzaprav se postopek vročega namakanja in oprema nenehno izboljšujeta. Nemški standard DIN18516 je v izdaji iz leta 1990 določal čas zadrževanja 8 ur, standard prEN14179-1:2001(E) pa je čas zadrževanja skrajšal na 2 uri. Učinek postopka vročega namakanja po novem standardu je zelo pomemben in obstajajo jasni statistični tehnični indikatorji: po vročem namakanju se lahko zmanjša na en primer samoeksplozije na 400 ton stekla. Po drugi strani pa vroče peči nenehno izboljšujejo svojo zasnovo in strukturo, prav tako se je bistveno izboljšala enakomernost ogrevanja, kar lahko v bistvu izpolnjuje zahteve postopka vročega potapljanja. Na primer, stopnja samoeksplozije toplotno obdelanega stekla skupine CSG je dosegla tehnične kazalnike novih evropskih standardov in se izkazala izjemno zadovoljivo pri projektu novega letališča Guangzhou, velikem 120000-kvadratnih metrov. .
Čeprav toplotna obdelava ne more zagotoviti, da do samoeksplozije nikoli ne bo prišlo, zmanjša pojav samoeksplozije in resnično reši problem samoeksplozije, ki muči vse strani v projektu. Zato je toplotno namakanje najučinkovitejša metoda, ki je soglasno priznana v svetu za popolno rešitev problema samoeksplozije.
