熱浸玻璃|你知道強化玻璃還是有可能自爆嗎?

【強化】玻璃 (Tempered glass/Reinforced glass) 屬于安全玻璃。【強化】玻璃其實是一種預應力玻璃,為提高玻璃的強度,通常使用化學或物理的方法,在玻璃表面形成壓應力,玻璃承受外力時首先抵消表層應力,從而提高了承載能力,增強玻璃自身抗風壓性,寒暑性,沖擊性等。

【強化】玻璃是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸,然后加熱到接近軟化點的700度左右,再進行快速均勻的冷卻而得到的(通常5-6MM的玻璃在700度高溫下加熱240秒左右,降溫150秒左右。8-10MM玻璃在700度高溫下加熱500秒左右,降溫300秒左右。總之,根據玻璃厚度不同,選擇加熱降溫的時間也不同)。【強化】處理后玻璃表面形成均勻壓應力,而內部則形成張應力,使玻璃的抗彎和抗沖擊強度得以提高,其強度約是普通退火玻璃的四倍以上。已【強化】處理好的【強化】玻璃,不能再作任何切割、磨削等加工或受破損,否則就會因破壞均勻壓應力平衡而“粉身碎骨”。
【強化】玻璃在無直接機械外力作用下發生的自動性炸裂叫做【強化】玻璃的自爆,根據行業經驗,普通【強化】玻璃的自爆率在1~3‰左右。自爆是【強化】玻璃固有的特性之一。
擴大產生自爆的原因很多,簡單地歸納以下幾種:



①玻璃材質品質缺點的影響
A、玻璃中有結石、雜質,氣泡:玻璃中有雜質是【強化】玻璃的薄弱點,也是應力集中處。特別是結石若處在【強化】玻璃的張應力區是導致炸裂的重要因素。
結石存在于玻璃中,與玻璃體有著不同的膨脹系數。玻璃【強化】后結石周圍裂紋區域的應力集中成倍地增加。當結石膨脹系數小于玻璃,結石周圍的切向應力處于受拉狀態。伴隨結石而存在的裂紋擴展極易發生。
B、玻璃中含有硫化鎳結晶物
硫化鎳夾雜物一般以結晶的小球體存在,直徑在0.1—2㎜。外表呈金屬狀,這些雜夾物是NI3S2,NI7S6和NI—XS,其中X=0—0.07。只有NI1—XS相是造成【強化】玻璃自發炸碎的主要原因。
已知理論上的NIS在379。C時有一相變過程,從高溫狀態的a—NIS六方晶系轉變為低溫狀態B—NI三方晶系過程中,伴隨出現2.38%的體積膨脹。這一結構在室溫時保存下來。如果以后玻璃受熱就可能迅速出現a—B態轉變。如果這些雜物在【強化】玻璃受張應力的內部,則體積膨脹會引起自發炸裂。如果室溫時存在a—NIS,經過數年、數月也會慢慢轉變到B態,在這一相變過程中體積緩慢增大未必造成內部破裂。
C、玻璃表面因加工過程或操作不當造成有劃痕、炸口、深爆邊等缺點,易造成應力集中或導致【強化】玻璃自爆。
②【強化】玻璃中應力分布不均勻、偏移
玻璃在加熱或冷卻時沿玻璃厚度方向產生的溫度梯度不均勻、不對稱。使【強化】制品有自爆的趨向,有的在激冷時就產生“風爆”。如果張應力區偏移到制品的某一邊或者偏移到表面則【強化】玻璃形成自爆。
③【強化】程度的影響,實驗證明,當【強化】程度提高到1級/㎝時自爆數達20—25%。由此可見應力越大【強化】程度越高,自爆量也越大。
【強化】玻璃自爆解決方案
⒈降低【強化】玻璃的應力值

【強化】玻璃中應力的分布是【強化】玻璃的兩個表面為壓應力,板芯層處于張應力,在玻璃厚度上應力分布類似拋物線。玻璃厚度的中央是拋物線的頂點,即張應力最大處;兩側接近玻璃兩表面處是壓應力;零應力面大約位于厚度的1/3處。通過分析【強化】急冷的物理過程,可知【強化】玻璃表面張力和內部的最大張應力在數值上有粗略的比例關系,即張應力是壓應力的1/2~1/3.國內廠家一般將【強化】玻璃表面張力設定在100MPa左右,實際情況可能更高一些。【強化】玻璃自身的張應力約為32MPa~46MPa,玻璃的抗張強度是59MPa~62MPa,只要硫化鎳膨脹產生的張力在30MPa,則足以引發自爆。若降低其表面應力,相應地會降低【強化】玻璃本身自有的張應力,從而有助于減少自爆的發生。
美國標準ASTMC1048中規定【強化】玻璃的表面應力范圍為大于69MPa;半【強化】(熱增強)玻璃為24MPa~52MPa.幕墻玻璃標準BG17841則規定為半【強化】應力范圍24<;δ≤69MPa. 實施的新國家標準GB15763.2-2005《建筑用安全玻璃第2部分:【強化】玻璃》要求其表面應力不應小于90MPa.這比老標準中規定的95MPa降低了5MPa,有利于減少自爆。
⒉使玻璃的應力均勻一致

【強化】玻璃的應力不均,會明顯增大自爆率,已經到了不容忽視的程度。應力不均引發的自爆有時表現得非常集中,特別是彎【強化】玻璃的某具體批次的自爆率會達到令人震驚的嚴重程度,且可能連續發生自爆。其原因主要是局部應力不均和張力層在厚度方向的偏移,玻璃原片自身材質品質也有一定的影響。應力不均會大幅降低玻璃的強度,在一定程度上相當于提高了內部的張應力,從而自爆率提高了。如果能使【強化】玻璃的應力均勻分布,則可有效降低自爆率。
⒊熱浸處理(HST)
熱浸處理又稱均質處理,俗稱“引爆”。熱浸處理是將【強化】玻璃加熱到290℃±10℃,并保溫一定時間,促使硫化鎳在【強化】玻璃中快速完成晶相轉變,讓原本使用后才可能自爆的【強化】玻璃人為地提前破碎在工廠的熱浸爐中,從而減少安裝后使用中的【強化】玻璃自爆。該方法一般用熱風作為加熱的介質,國外稱作“HeatSoakTest”,簡稱HST,直譯為熱浸處理。

熱浸難點。從原理上看,熱浸處理既不復雜,也無難度。但實際上達到這一工藝指標非常不易。研究顯示,玻璃中硫化鎳的具體化學結構式有多種,如Ni7S6、NiS、NiS1.01等,不但各種成分的比例不等,而且可能摻雜其他元素。其相變快慢高度依賴于溫度的高低。研究表明,280℃時的相變速率是250℃時的100倍,因此必須確保爐內的各塊玻璃經歷同樣的溫度制度。否則一方面溫度低的玻璃因保溫時間不夠,硫化鎳不能完全相變,減弱了熱浸的功效。另一方面,當玻璃溫度太高時,甚至會引起硫化鎳逆向相變,造成更大的隱患。這兩種情況都會導致熱浸處理勞而無功甚至適得其反。熱浸爐工作時溫度的均勻性是如此的重要,而多數國產熱浸爐熱浸保溫時爐內的溫差甚至達到60℃,國外引進爐存在30℃左右的溫差也不少見。所以有的【強化】玻璃雖經熱浸處理,自爆率依然居高不下。

實際上,熱浸工藝和設備也一直在不斷地改進中。德國標準DIN18516在90年版中規定的保溫時間為8小時,而prEN14179-1:2001(E)標準則將保溫時間降到了2小時。新標準下熱浸工藝的效果十分顯著,并且有明確的統計性技術指標:熱浸后可降到每400噸玻璃一例自爆。另一方面,熱浸爐也在不斷地改進設計和結構,加熱均勻性也得到了明顯提高,基本可以滿足熱浸工藝的要求。例如南玻集團熱浸處理的玻璃,自爆率達到了歐洲新標準的技術指標,在12萬平米的廣州新機場超大工程中表現極為滿意。
盡管熱浸處理不能保證絕對不發生自爆,但確實降低了自爆的發生,實實在在地解決了困擾工程各方的自爆問題。所以熱浸是世界上一致認可的徹底解決自爆問題的最有效方法。

>>更多門窗知識
我有玻璃維修問題,我想估價
小姐/先生(必填)
連絡電話
所在區域
施工項目
詢問內容
驗證碼點擊驗證圖可更換驗證碼

服務區域

  • 台北市
    中正區大同區中山區松山區大安區萬華區信義區士林區北投區內湖區南港區文山區
  • 新北市
    板橋區中和區永和區新莊區五股區泰山區林口區三重區蘆洲區土城區樹林區三峽區鶯歌區新店區淡水區八里區汐止區深坑區
  • 基隆市
    仁愛區中正區信義區中山區安樂區七堵區暖暖區
  • 桃園市
    桃園區中壢區平鎮區八德區楊梅區蘆竹區大溪區龍潭區龜山區大園區觀音區新屋區復興區
  • 新竹市
    東區北區香山區
  • 苗栗縣
    苗栗市通霄鎮苑裡鎮竹南鎮頭份鎮後龍鎮卓蘭鎮西湖鄉頭屋鄉公館鄉銅鑼鄉三義鄉造橋鄉三灣鄉南庄鄉大湖鄉獅潭鄉泰安鄉
  • 臺中市
    中區東區南區西區北區北屯區西屯區南屯區太平區大里區霧峰區烏日區豐原區后里區東勢區東勢區東勢區石岡區新社區和平區神岡區潭子區大雅區大肚區龍井區沙鹿區梧棲區清水區大甲區外埔區大安區
  • 南投縣
    南投市埔里鎮草屯鎮竹山鎮集集鎮名間鄉鹿谷鄉中寮鄉魚池鄉國姓鄉水里鄉信義鄉仁愛鄉
  • 彰化縣
    彰化市員林鎮和美鎮鹿港鎮溪湖鎮二林鎮田中鎮北斗鎮花壇鄉芬園鄉大村鄉永靖鄉伸港鄉線西鄉福興鄉秀水鄉埔心鄉埔鹽鄉大城鄉芳苑鄉竹塘鄉社頭鄉二水鄉田尾鄉埤頭鄉溪州鄉
  • 雲林縣
    斗六市斗南鎮虎尾鎮西螺鎮土庫鎮北港鎮莿桐鄉林內鄉古坑鄉大埤鄉崙背鄉二崙鄉麥寮鄉臺西鄉東勢鄉褒忠鄉四湖鄉口湖鄉水林鄉元長鄉
  • 嘉義縣
    太保市朴子市布袋鎮大林鎮民雄鄉溪口鄉新港鄉六腳鄉東石鄉義竹鄉鹿草鄉水上鄉中埔鄉竹崎鄉梅山鄉番路鄉大埔鄉阿里山鄉
  • 嘉義市
    東區西區
  • 臺南市
    中西區東區南區北區安平區安南區永康區歸仁區新化區左鎮區玉井區楠西區南化區仁德區關廟區關廟區關廟區龍崎區官田區麻豆區佳里區西港區七股區將軍區學甲區北門區新營區後壁區白河區東山區六甲區下營區柳營區鹽水區善化區大內區山上區新市區安定區
  • 高雄市
    楠梓區左營區鼓山區三民區鹽埕區前金區新興區苓雅區前鎮區小港區旗津區鳳山區大寮區鳥松區林園區仁武區大樹區大社區岡山區路竹區橋頭區梓官區彌陀區永安區燕巢區田寮區阿蓮區茄萣區湖內區旗山區美濃區內門區杉林區甲仙區六龜區茂林區桃源區那瑪夏區
  • 屏東縣
    屏東市潮州鎮東港鎮恆春鎮萬丹鄉長治鄉麟洛鄉九如鄉里港鄉鹽埔鄉高樹鄉萬巒鄉內埔鄉竹田鄉新埤鄉枋寮鄉新園鄉崁頂鄉林邊鄉南州鄉佳冬鄉琉球鄉車城鄉滿州鄉枋山鄉霧台鄉瑪家鄉泰武鄉來義鄉春日鄉獅子鄉牡丹鄉三地門鄉
  • 宜蘭縣
    宜蘭市羅東鎮蘇澳鎮頭城鎮壯圍鄉員山鄉冬山鄉五結鄉三星鄉大同鄉南澳鄉
  • 花蓮縣
    花蓮市鳳林鎮玉里鎮新城鄉吉安鄉壽豐鄉秀林鄉光復鄉豐濱鄉瑞穗鄉萬榮鄉富里鄉卓溪鄉
  • 臺東縣
    臺東市成功鎮關山鎮長濱鄉海端鄉池上鄉東河鄉鹿野鄉延平鄉卑南鄉金峰鄉大武鄉達仁鄉綠島鄉蘭嶼鄉太麻里鄉