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钢化玻璃为何会自爆?

时间:2023-09-18 来源: 浏览:

钢化玻璃为何会自爆?

防灾减灾材料与工程
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钢化玻璃自爆是指钢化玻璃在无外部直接作用的情况下发生破碎的现象。而在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等环节过程中,均可能诱发钢化玻璃自爆。这究竟是什么原因引起的呢?今天我们就来仔细说明一下。

钢化玻璃自爆原因

a.存在杂质

部分是半钢化或单纯加厚的玻璃,玻璃中的杂质、结石和空气会比较多,而这些则成为玻璃的薄弱点,极易发生裂纹扩展。

b.硫化镍(NiS)及异质相颗粒

钢化玻璃不可控自爆,也可能是玻璃内含有NiS微粒或其他异质相颗粒所造成的。玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是颗粒附近处产生的残余应力导致的。这类应力可分为两类,一类是相变膨胀过程中的相变应力,另一类是由热膨胀系数不匹配产生的残余应力。

c.安装不当

在安装过程中,如果安装间隙较小或玻璃直接与框架接触,在阳光的照射下,玻璃与框架的膨胀系数不一样,容易使玻璃的边部或角部产生挤压力,诱发钢化玻璃爆裂。

d.自然因素

强台风等风灾导致抗风压设计失效,可造成钢化玻璃的爆裂。

影响钢化玻璃自爆风险大小的因素

  • 钢化应力的影响:钢化应力越强越容易自爆

  • 自爆源颗粒尺寸的影响:颗粒尺寸越大越容易自爆 

  • 自爆源颗粒位置的影响:颗粒距中间层越近越容易自爆 

  • 温度的影响:温度变化(升或降)越大越容易自爆 

  • 外部载荷的影响:玻璃受力越大越容易自爆

如何鉴别钢化玻璃的自爆

首先看起爆点(钢化玻璃裂纹呈放射状,均有起始点)是否在玻璃中间,如在玻璃边缘,一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤,造成应力集中,裂纹逐渐发展造成的;如起爆点在玻璃中部,看起爆点是否有两小块多边形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案(蝴蝶斑),如有仔细观察两小块多边形的周边应有肉眼可见的黑色小颗粒(硫化镍结石),则可判断是自爆的,否则就应是外力破坏的。玻璃自爆典型特征便是蝴蝶斑,玻璃碎片呈放射状分布,放射中心有二块形似蝴蝶翅膀的玻璃块,也像一个“8”字。

降低钢化玻璃自爆的方法

  • 避免玻璃钢化应力过大。钢化玻璃的应力不均,会明显增大自爆率。

  • 使用含较少硫化镍结石的原片,即使用优质原片。

  • 对钢化玻璃进行二次热处理,通常称为引爆或均质处理。进行二次热处理时,一般分为3个阶段:升温、保温和降温过程。升温阶段为玻璃的表面温度从室温升至280℃的过程;保温阶段为所有玻璃的表面温度均达到290℃±10℃,且 这一过程至少保持2h;降温阶段从玻璃完成保温阶段后开始降至室温75℃时的过程;整个二次热处理过程应避免炉膛温度超过320℃,玻璃表面温度超过300℃,否则玻璃的钢化应力会由于过热而松弛,从而影响其安全性。

        

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