Waarom explodeert gehard glas willekeurig?

De automatische explosie van gehard glas zonder directe mechanische externe kracht wordt de zelfexplosie van gehard glas genoemd. Volgens ervaring in de sector is de zelfontploffingssnelheid van gewoon gehard glas ongeveer 1 ~ 3 ‰. Zelfexplosie is een van de inherente kenmerken van gehard glas.
Er zijn veel redenen voor zelfexplosie als gevolg van expansie, die als volgt kort kunnen worden samengevat:
①De impact van gebreken in de glaskwaliteit
A. Er zitten stenen, onzuiverheden en belletjes in het glas: Onzuiverheden in het glas zijn de zwakke punten van gehard glas en zijn ook de plaatsen waar de spanning geconcentreerd is. Vooral als de steen zich in het trekspanningsgebied van gehard glas bevindt, is dit een belangrijke factor die tot explosies leidt.
Stenen worden in glas aangetroffen en hebben een andere uitzettingscoëfficiënt dan het glaslichaam. De spanningsconcentratie in het scheurgebied rond de steen neemt exponentieel toe na het temperen van het glas. Wanneer de uitzettingscoëfficiënt van de steen kleiner is dan die van glas, staat de tangentiële spanning rond de steen onder spanning. De scheurvoortplanting die met stenen gepaard gaat, kan gemakkelijk optreden.
B. Glas bevat nikkelsulfidekristallen
Nikkelsulfide-insluitingen bestaan ​​doorgaans in de vorm van kleine gekristalliseerde bolletjes met een diameter van 0.1-2mm. Het uiterlijk is metaalachtig en deze insluitsels zijn NI3S2, NI7S6 en NI-XS, waarbij X=0-0.07. Alleen de NI1-XS-fase is de belangrijkste reden voor de spontane explosie van gehard glas.
Het is bekend dat de theoretische NIS 379 is. Er is een faseovergangsproces bij C, van het a-NIS hexagonale kristalsysteem in de hoge temperatuurtoestand naar het B-NI trigonale kristalsysteem in de lage temperatuurtoestand, vergezeld van een volumegroei van 2,38%. Deze structuur wordt bewaard bij kamertemperatuur. Als het glas in de toekomst wordt verwarmd, kan de aB-toestandsovergang snel optreden. Als dit vuil zich in het gehard glas bevindt dat onderhevig is aan trekspanning, zal de volume-expansie een spontane explosie veroorzaken. Als a-NIS bij kamertemperatuur bestaat, zal het gedurende een aantal jaren of maanden langzaam transformeren naar de B-toestand. De langzame toename van het volume tijdens deze faseovergang hoeft niet noodzakelijkerwijs een interne breuk te veroorzaken.
C. Het glasoppervlak vertoont krassen, scheuren, diepe scheuren en andere defecten als gevolg van onjuiste verwerking of bediening, die gemakkelijk spanningsconcentratie kunnen veroorzaken of ervoor kunnen zorgen dat het geharde glas uit zichzelf explodeert.
② Ongelijkmatige spanningsverdeling en offset in gehard glas
Wanneer glas wordt verwarmd of gekoeld, is de temperatuurgradiënt die langs de dikte van het glas wordt gegenereerd ongelijkmatig en asymmetrisch. Dit zorgt ervoor dat geharde producten de neiging hebben zichzelf te ontploffen, en sommige produceren een "windexplosie" wanneer ze worden gekoeld. Als de trekspanningszone naar een bepaalde kant van het product of naar het oppervlak wordt verschoven, zal het gehard glas uit zichzelf exploderen.
③Invloed van de mate van tempering.

Experimenten hebben aangetoond dat wanneer de mate van tempering wordt verhoogd tot niveau 1/cm, het aantal zelfvernietigingen 20-25% bereikt. Het is duidelijk dat hoe groter de spanning, hoe hoger de mate van tempering en hoe groter de mate van zelfexplosie.

Zelfexplosie-oplossing van gehard glas
1. Verlaag de spanningswaarde van gehard glas
De spanningsverdeling in gehard glas is dat de twee oppervlakken van het gehard glas onder drukspanning staan, de kernlaag onder trekspanning staat en de spanningsverdeling over de dikte van het glas vergelijkbaar is met een parabool. Het midden van de glasdikte is de top van de parabool, waar de trekspanning maximaal is; de twee zijden dichtbij de twee oppervlakken van het glas zijn drukspanningen; het nulspanningsoppervlak bevindt zich op ongeveer 1/3 van de dikte. Door het fysieke proces van temperen en snel afkoelen te analyseren, kan worden gezien dat de oppervlaktespanning van gehard glas en de maximale interne trekspanning een ruw numeriek proportioneel verband hebben, dat wil zeggen dat de trekspanning 1/2 tot 1/3 van is. de drukspanning. Binnenlandse fabrikanten gebruiken over het algemeen de oppervlaktespanning van gehard glas, aangezien de spanning is vastgesteld op ongeveer 100 MPa, maar de werkelijke situatie kan hoger zijn. De trekspanning van gehard glas zelf is ongeveer 32 MPa ~ 46 MPa, en de treksterkte van glas is 59 MPa ~ 62 MPa. Zolang de spanning die wordt gegenereerd door de uitzetting van nikkelsulfide 30 MPa bedraagt, is dit voldoende om zelfontploffing te veroorzaken. Als de oppervlaktespanning wordt verminderd, zal de trekspanning die inherent is aan het gehard glas [1] dienovereenkomstig worden verminderd, waardoor het optreden van zelfexplosie wordt verminderd.
De Amerikaanse norm ASTMC1048 bepaalt dat het oppervlaktespanningsbereik van gehard glas groter is dan 69 MPa; halfgehard (hitteversterkt) glas is 24 MPa ~ 52 MPa. De vliesgevelglasnorm BG17841 bepaalt dat het spanningsbereik van halfgehard glas 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. Maak de spanning van het glas uniform
De ongelijkmatige spanning van gehard glas zal de snelheid van zelfontploffing aanzienlijk verhogen, die een niveau heeft bereikt dat niet kan worden genegeerd. Zelfexplosie veroorzaakt door ongelijkmatige stress is soms zeer geconcentreerd. In het bijzonder kan de snelheid van zelfontploffing van een specifieke partij gebogen gehard glas een schokkende mate van ernst bereiken, en zelfexplosie kan voortdurend plaatsvinden. De belangrijkste redenen zijn lokale ongelijkmatige spanningen en afwijkingen van de treklaag in de dikterichting. Ook de kwaliteit van de originele glasplaat zelf heeft een zekere impact. Ongelijkmatige spanning zal de sterkte van het glas aanzienlijk verminderen, wat equivalent is aan het tot op zekere hoogte verhogen van de interne trekspanning, waardoor de zelfontploffingssnelheid toeneemt. Als de spanning van gehard glas gelijkmatig kan worden verdeeld, kan de zelfontploffing effectief worden verminderd.
3. Hot Soak-behandeling (HST)
Warmteweken uitgelegd. Hot Soak-behandeling wordt ook homogenisatiebehandeling genoemd, algemeen bekend als "detonatie". De warmtedompelbehandeling bestaat uit het verwarmen van het gehard glas tot 290 graden ± 10 graden en het gedurende een bepaalde tijd warm houden, wat het nikkelsulfide ertoe aanzet de kristalfasetransformatie in het gehard glas snel te voltooien, waardoor het geharde glas ontstaat. waarschijnlijk ontploffen na gebruik om vooraf in de fabriek kunstmatig te worden gebroken. Warmtedoorweekoven, waardoor de zelfexplosie van gehard glas dat na installatie wordt gebruikt, wordt verminderd. Bij deze methode wordt doorgaans hete lucht als verwarmingsmedium gebruikt. In het buitenland wordt het "HeatSoakTest" genoemd, of kortweg HST, wat letterlijk vertaald wordt als warmtebehandeling.
Problemen met het doordrenken van hitte. In principe is een warmtebehandeling niet ingewikkeld of moeilijk. Maar in feite is het erg moeilijk om deze procesindicator te bereiken. Onderzoek toont aan dat er veel specifieke chemische structuurformules van nikkelsulfide in glas voorkomen, zoals Ni7S6, NiS, NiS1.01, enz. Niet alleen variëren de verhoudingen van verschillende componenten, maar ze kunnen ook gedoteerd zijn met andere elementen. De snelheid van de faseverandering is sterk afhankelijk van de temperatuur. Onderzoek toont aan dat de faseveranderingssnelheid bij 280 graden 100 keer zo groot is als bij 250 graden, dus het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat elk stuk glas in de oven hetzelfde temperatuurregime ervaart. Anders kan enerzijds het glas met lage temperatuur niet volledig in fase worden veranderd vanwege onvoldoende warmtebehoudstijd, wat het effect van warmte-inwerking verzwakt. Aan de andere kant kan een te hoge glastemperatuur zelfs een omgekeerde fasetransformatie van nikkelsulfide veroorzaken, waardoor grotere verborgen gevaren ontstaan. Beide situaties kunnen ervoor zorgen dat warmteweken niet effectief of zelfs contraproductief zijn. De uniformiteit van de temperatuur wanneer de heteweekoven in werking is, is zo belangrijk. Drie jaar geleden bereikte het temperatuurverschil in de oven tijdens warmte-isolatie in de meeste huishoudelijke warmwater-ovens zelfs 60 graden. Het is niet ongebruikelijk dat geïmporteerde ovens temperatuurverschillen van ongeveer 30 graden hebben. Daarom blijft de snelheid van zelfontploffing hoog, ook al is gehard glas door hitte ondergedompeld.
De nieuwe normen zullen effectiever zijn. In feite zijn het thermisch proces en de apparatuur voortdurend verbeterd. De Duitse norm DIN18516 specificeerde in de editie van 1990 een houdtijd van 8 uur, terwijl de prEN14179-1:2001(E)-norm de houdtijd terugbracht tot 2 uur. Het effect van het thermisch dompelproces onder de nieuwe norm is zeer aanzienlijk, en er zijn duidelijke statistische technische indicatoren: na het thermisch dompelen kan dit worden teruggebracht tot één geval van zelfontploffing per 400 ton glas. Aan de andere kant verbeteren hete dompelovens voortdurend hun ontwerp en structuur, en de verwarmingsuniformiteit is ook aanzienlijk verbeterd, wat in principe kan voldoen aan de eisen van het hete dompelproces. De zelfontploffingssnelheid van het door hitte behandelde glas van CSG Group heeft bijvoorbeeld de technische indicatoren van de nieuwe Europese normen bereikt, en het presteerde uiterst bevredigend in het 120,000-vierkante meter grote Guangzhou New Airport-project .
Hoewel de warmtebehandeling niet kan garanderen dat zelfexplosie nooit zal plaatsvinden, vermindert het wel het optreden van zelfexplosie en lost het het zelfexplosieprobleem waar alle partijen in het project mee kampen daadwerkelijk op. Daarom is warmteweken de meest effectieve methode die unaniem ter wereld wordt erkend om het probleem van zelfexplosie volledig op te lossen.