De ce sticla călită explodează aleatoriu?

Explozia automată a sticlei călite fără forță externă mecanică directă se numește autoexplozia sticlei călite. Conform experienței industriei, rata de autoexplozie a sticlei călite obișnuite este de aproximativ 1 ~ 3‰. Autoexplozia este una dintre caracteristicile inerente ale sticlei călite.
Există multe motive pentru autoexplozia din cauza expansiunii, care pot fi rezumate pe scurt după cum urmează:
① Impactul defectelor de calitate a sticlei
A. Există pietre, impurități și bule în sticlă: Impuritățile din sticlă sunt punctele slabe ale sticlei călite și sunt, de asemenea, locurile în care se concentrează stresul. Mai ales dacă piatra este situată în zona de tensiune de tracțiune a sticlei călite, este un factor important care duce la explozie.
Pietrele se găsesc în sticlă și au un coeficient de dilatare diferit față de corpul vitros. Concentrația tensiunilor în zona fisurii din jurul pietrei crește exponențial după călirea sticlei. Când coeficientul de dilatare al pietrei este mai mic decât cel al sticlei, tensiunea tangenţială din jurul pietrei este în tensiune. Propagarea fisurilor care însoțește pietrele se poate produce cu ușurință.
B. Sticla contine cristale de sulfura de nichel
Incluziunile de sulfură de nichel există în general sub formă de mici sfere cristalizate cu un diametru de 0.1-2mm. Aspectul este metalic, iar aceste incluziuni sunt NI3S2, NI7S6 și NI-XS, unde X=0-0.07. Doar faza NI1-XS este principalul motiv pentru explozia spontană a sticlei călite.
Se știe că NIS teoretic este 379. Există un proces de tranziție de fază la C, de la sistemul cristalin hexagonal a-NIS în starea de temperatură înaltă la sistemul cristalin trigonal B-NI în starea de temperatură scăzută, însoțit de un extindere a volumului de 2,38%. Această structură se păstrează la temperatura camerei. Dacă sticla este încălzită în viitor, tranziția stării aB poate avea loc rapid. Dacă aceste resturi se află în interiorul sticlei călite care este supusă tensiunilor de tracțiune, dilatarea volumului va provoca o explozie spontană. Dacă a-NIS există la temperatura camerei, se va transforma lent în starea B pe parcursul mai multor ani sau luni. Creșterea lentă a volumului în timpul acestei tranziții de fază nu poate provoca neapărat ruptură internă.
C. Suprafața sticlei are zgârieturi, crăpături, fisuri adânci și alte defecte din cauza prelucrării sau funcționării necorespunzătoare, care pot provoca cu ușurință concentrarea tensiunilor sau pot provoca autoexplodarea sticlei călite.
② Distribuție neuniformă a tensiunii și decalaj în sticlă călită
Când sticla este încălzită sau răcită, gradientul de temperatură generat de-a lungul grosimii sticlei este neuniform și asimetric. Acest lucru face ca produsele temperate să aibă tendința de a se autoexploda, iar unele produc „explozie de vânt” atunci când sunt răcite. Dacă zona de efort de tracțiune este compensată pe o anumită parte a produsului sau la suprafață, sticla călită se va autoexploda.
③Influența gradului de revenire.

Experimentele au arătat că atunci când gradul de călire este crescut la nivelul 1/cm, numărul de autodistrugeri ajunge la 20-25%. Se poate observa că cu cât stresul este mai mare, cu atât gradul de călire este mai mare și cantitatea de autoexplozie este mai mare.

Soluție de autoexplozie din sticlă călită
1. Reduceți valoarea de stres a sticlei călite
Distribuția tensiunii în sticla călită este aceea că cele două suprafețe ale sticlei călite sunt supuse tensiunii de compresiune, stratul de miez este sub tensiune de tracțiune, iar distribuția tensiunii pe grosimea sticlei este similară cu o parabolă. Centrul grosimii sticlei este vârful parabolei, unde efortul de tracțiune este maxim; cele două laturi apropiate celor două suprafețe ale sticlei sunt tensiuni de compresiune; suprafața fără tensiuni este situată la aproximativ 1/3 din grosime. Analizând procesul fizic de călire și răcire rapidă, se poate observa că tensiunea superficială a sticlei călite și tensiunea maximă de întindere internă au o relație proporțională numerică aproximativă, adică tensiunea de întindere este de 1/2 până la 1/3 din efortul de compresiune. Producătorii autohtoni folosesc în general tensiunea superficială a sticlei călite, deoarece tensiunea este stabilită la aproximativ 100 MPa, dar situația reală poate fi mai mare. Tensiunea la tracțiune a sticlei călite în sine este de aproximativ 32MPa ~ 46MPa, iar rezistența la tracțiune a sticlei este de 59MPa ~ 62MPa. Atâta timp cât tensiunea generată de expansiunea sulfurei de nichel este de 30MPa, este suficient să provoace autoexplozia. Dacă efortul de suprafață este redus, efortul de tracțiune inerent sticlei călite[1] va fi redus în mod corespunzător, contribuind astfel la reducerea apariției autoexploziei.
Standardul american ASTMC1048 stipulează că gama de tensiuni la suprafață a sticlei călite este mai mare de 69MPa; sticla semi-călită (armată termic) este de 24MPa ~ 52MPa. Standardul de sticlă de perete cortină BG17841 stipulează că domeniul de tensiuni al sticlei semi-călite este de 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. Uniformizează stresul sticlei
Stresul neuniform al sticlei călite va crește semnificativ rata de autoexplozie, care a atins un nivel care nu poate fi ignorat. Autoexplozia cauzată de stres neuniform este uneori foarte concentrată. În special, rata de autoexplozie a unui anumit lot de sticlă curbată călită poate atinge un grad șocant de severitate, iar autoexplozia poate apărea continuu. Principalele motive sunt tensiunile locale neuniforme și deviația stratului de tensiune în direcția grosimii. Calitatea foliei de sticlă originală în sine are, de asemenea, un anumit impact. Tensiunea neuniformă va reduce semnificativ rezistența sticlei, ceea ce este echivalent cu creșterea tensiunii interne de tracțiune într-o anumită măsură, crescând astfel rata de autoexplozie. Dacă stresul sticlei călite poate fi distribuit uniform, rata de autoexplozie poate fi redusă în mod eficient.
3. Tratament de înmuiere la cald (HST)
Înmuierea la căldură a explicat. Tratamentul de înmuiere la cald este numit și tratament de omogenizare, cunoscut în mod obișnuit sub denumirea de „detonare”. Tratamentul de scufundare termică este de a încălzi sticla călită la 290 de grade ± 10 grade și de a o menține cald pentru o anumită perioadă de timp, ceea ce determină sulfura de nichel să finalizeze rapid transformarea fazei cristaline în sticla călită, determinând sticla călită care este probabil să explodeze după utilizare pentru a fi rupt artificial în prealabil în fabrică. Cuptor de înmuiere la căldură, reducând astfel autoexplozia sticlei călite în uz după instalare. Această metodă utilizează în general aer cald ca mediu de încălzire. Se numește „HeatSoakTest” în străinătate, sau HST pe scurt, care este tradus literal ca tratament de înmuiere la căldură.
Dificultăți de înmuiere la căldură. În principiu, tratamentul prin înmuiere la căldură nu este nici complicat, nici dificil. Dar, de fapt, este foarte dificil să se realizeze acest indicator de proces. Cercetările arată că există multe formule structurale chimice specifice ale sulfurei de nichel din sticlă, cum ar fi Ni7S6, NiS, NiS1.01 etc. Nu numai că proporțiile diferitelor componente variază, dar pot fi și dopate cu alte elemente. Viteza schimbării fazei depinde foarte mult de temperatură. Cercetările arată că viteza de schimbare a fazei la 280 de grade este de 100 de ori mai mare decât la 250 de grade, deci este necesar să ne asigurăm că fiecare bucată de sticlă din cuptor suferă același regim de temperatură. În caz contrar, pe de o parte, sticla cu temperatură scăzută nu poate fi complet schimbată de fază din cauza timpului insuficient de conservare a căldurii, ceea ce slăbește efectul de înmuiere la căldură. Pe de altă parte, atunci când temperatura sticlei este prea mare, poate provoca chiar transformarea în fază inversă a sulfurei de nichel, cauzând pericole ascunse mai mari. Ambele situații pot face înmuierea la căldură ineficientă sau chiar contraproductivă. Este atât de importantă uniformitatea temperaturii atunci când cuptorul de înmuiere fierbinte funcționează. În urmă cu trei ani, diferența de temperatură în cuptor în timpul izolației la cald în majoritatea cuptoarelor de uz casnic a ajuns chiar și la 60 de grade. Nu este neobișnuit ca cuptoarele importate să aibă diferențe de temperatură de aproximativ 30 de grade. Prin urmare, chiar dacă o parte din sticlă călită a fost scufundată la căldură, rata de autoexplozie rămâne ridicată.
Noile standarde vor fi mai eficiente. De fapt, procesul de scufundare la cald și echipamentele au fost îmbunătățite continuu. Standardul german DIN18516 a specificat un timp de păstrare de 8 ore în ediția din 1990, în timp ce standardul prEN14179-1:2001(E) a redus timpul de păstrare la 2 ore. Efectul procesului de scufundare la cald conform noului standard este foarte semnificativ și există indicatori tehnici statistici clari: după scufundare la cald, acesta poate fi redus la un caz de autoexplozie la 400 de tone de sticlă. Pe de altă parte, cuptoarele cu scufundare la cald își îmbunătățesc în mod constant designul și structura, iar uniformitatea încălzirii a fost, de asemenea, îmbunătățită semnificativ, ceea ce poate îndeplini practic cerințele procesului de scufundare la cald. De exemplu, rata de autoexplozie a sticlei tratate termic de la CSG Group a atins indicatorii tehnici ai noilor standarde europene și a avut o performanță extrem de satisfăcătoare în proiectul de 120 de 000-de metri pătrați Guangzhou Nou Aeroport. .
Deși tratamentul termic nu poate garanta că autoexplozia nu va avea loc niciodată, reduce apariția autoexploziei și rezolvă cu adevărat problema autoexploziei care afectează toate părțile din proiect. Prin urmare, înmuierea la căldură este cea mai eficientă metodă unanim recunoscută în lume pentru a rezolva complet problema autoexploziei.