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对于江 西钢化玻璃与热弯 夹层玻璃炸裂问题的探讨和分析

发布时间: 2018-10-26 15:49:04

新闻来源: 南昌亚 晶玻璃有限公司

对于江西钢化玻璃与热弯 夹层玻璃炸裂问题的探讨和分析

    钢化玻 璃与弯夹层玻璃是安全玻璃的较主要的形式,它被广 泛的应用于建筑门窗幕墙、观光廊道、护栏、各种车用门窗等领域,自爆问 题是钢化安全玻璃与弯夹层安全玻璃应用所面临的一个棘手问题,笔者以 下针对钢化玻璃与弯夹层玻璃的炸裂问题,围绕如 何采取有效的工艺处理进行简单的阐述。
  
  1钢化玻 璃的炸裂主要有以下几个方面的原因
  
  玻璃的 边部和外观质量、产品设计的缺陷、钢化的工艺质量、玻璃在 安装过程中的不当、玻璃油 墨膨胀系数的影响、玻璃中 硫化镍引起的玻璃自爆等相关因素所造成。
  
  1.1玻璃的 边部和外观质量
  
  玻璃的 边部质量差存在炸口、爆边,玻璃表 面深划伤是造成钢化玻璃炸裂的重要因素。玻璃边 部的炸口主要表现为边部出现纵向裂口,玻璃边 部炸口产生的原因主要有两个方面,一方面 是玻璃边部受外力碰撞所产生的炸口,另一方 面是由于玻璃的边部磨边质量差,磨边较轻,玻璃在进行钢化时,玻璃的前端(即出炉端)从出炉 到起弧有较大的温度损失,应力相对集中,容易引 起玻璃边部的微裂和炸口;爆边主 要表现为玻璃边部的内外表面出现贝壳状缺损。
  
  为了防止由于玻璃的 边部和外观质量而引起的钢化玻璃的自爆,较有效 的办法是良好的磨边质量,磨边深 度要超过玻璃厚度的三分之一,对于边部的爆边,进行砂纸打磨,使贝壳 状缺损过渡均匀。另外,玻璃在加工、搬运、安装过程中,对玻璃 边部必须进行适当的保护。再有,尽量避 免玻璃表面与其他坚硬的物体碰撞、摩擦造成深划伤。
  
  1.2产品设计的缺陷
  
  钢化玻 璃产品设计存在缺陷也是造成玻璃自爆炸裂的隐患,产品设 计存在的缺陷主要指的是一些开孔、开洞和挖角的玻璃,开孔或 开口设计太靠近玻璃的边部,或两个 孔和两个开口相离的距离太近,玻璃挖 角或开口部分的拐角过于尖锐,从而引 起玻璃的应力过于集中,极易引 起钢化产品后期使用过程中的炸裂。
  
  为了防 止由于产品设计的不当引起的钢化玻璃的炸裂,在对玻璃上开孔、开洞、挖角部分进行设计时,对于厚度在12mm以下的 玻璃可接受的孔边距为1.5×玻璃厚度;对于厚度在12mm以上的 玻璃可接受的孔边距为2×玻璃厚度;由于玻 璃角部的应力较为集中,孔的边 部距玻璃角部的距离不应小于玻璃厚度的6倍;另外,为了保 证钢化玻璃具有更稳定的性能和强度,实际当 中在对玻璃进行设计时,尽量要 放宽孔间距和孔边距,拐角尽量过渡圆滑,对于这一点,钢化玻 璃的产品图纸设计人员一定在清楚的掌握。
  
  1.3钢化的工艺质量
  
  不合理 的钢化工艺也会造成钢化玻璃产品后期的自爆,由于钢 化工艺不当引起后期玻璃出现自爆的因素主要有:玻璃的钢化程度过高、玻璃的 规格尺寸达到或超出钢化炉的负荷能力。
  
  1.3.1玻璃的钢化程度过高,会增加 玻璃在后期使用过程中自爆的发生
  
  评价钢 化玻璃的钢化程度主要从玻璃破碎后的碎块进行观察。玻璃破碎后,碎块越 细说明玻璃的表面压应力过大,表面压 应力过大的钢化玻璃容易发生自爆,所以对 于钢化玻璃相关标准要求的前提下,要尽量 避免表面压应力过大的玻璃。
  为了避 免玻璃的钢化程度过高,在钢化工艺的控制中,主要针 对玻璃的加热温度和钢化风压进行控制。玻璃的加热温度过高、冷却时的风压过大,会造成 玻璃内部的张应力和玻璃表面层的压应力过大,从而增 加玻璃出现自爆的隐患。所以在 实际的生产当中,必须依据玻璃的厚度、颜色,制定出 一套适合于自身设备的正确工艺参数,并对钢 化时的工艺参数的调整严格进行控制。
  
  1.3.2玻璃的 规格尺寸达到或超出钢化炉的负荷能力
  
  根据笔 者多年的生产经验,如果玻 璃的规格尺寸过大,几乎达 到或超出钢化炉生产能力,这样的玻璃在生产后,自爆的 几率要明显高于正常规格的玻璃。原因主 要在于以下几个方面:玻璃规 格较大引起玻璃整体加热不均匀,玻璃表 面的不同区域存在温差,由于温 差引起钢化后的应力不均;玻璃在风冷淬火时,吹风不 均造成应力分布不均。
  
  为了解 决玻璃规格大钢化后应力分布不均引起的自爆,一方面 对于大规格玻璃的生产,尽量选 择大规格的钢化炉;另一方 面对于几乎达到钢化炉生产能力的大规格玻璃,钢化工 艺控制的难点在于对玻璃的各个部分做到均匀加热,和吹风淬火均匀。所以,在工艺 控制方面也要围绕这两点着手进行控制:首先是 均匀加热的控制,观察炉 内各个区域的温度显示,将炉内 各个区域的温度调节一致,并开启 炉内的加热平衡,适当降 低加热温度并延长加热的时间,上一炉 玻璃出炉后不要急于进下一炉,尽量中间空一炉,待炉温进行恢复;其次是 均匀淬火吹风的控制,检查吹 风孔是否完全通透,特别是 风栅边角这些平常用不到的风栅区域,另外,将上下 风栅的的风压调节一致,观察风 栅各个区域与玻璃的距离是否一致,在玻璃 进行钢化风冷时,尽可能 的加大玻璃在钢化吹风时的摆动距离,并延长 钢化吹风的时间和冷却吹风的时间。
  
  1.4原片玻 璃中夹杂硫化镍
  
  由硫化 镍引起的玻璃自爆,自爆后如果没有散开,我们可 以比较容易在破碎的起点找到一个“8”字形或“蝴蝶斑”碎片图案的特征,会发现在“8”字形的 裂纹相交处有一个较小的黑点存在。
  
  原片玻 璃硫化镍的来源。浮法玻 璃原片中存在硫化镍,主要来自两个方面,一方面 是浮法玻璃生产原料的问题,浮法玻 璃的成分有石英砂(硅砂)、纯碱、芒硝、白云石、长石(钾长石、钠长石)、石灰石、助熔剂、澄清剂、着色剂、碎玻璃等,主要在硅砂、白云石、长石中 存在了微量的镍质成分;另一方 面是由于浮法玻璃生产线的熔窑内钢结构焊接过后遗留下的焊头、焊渣,在浮法 玻璃的生产过程中,这些焊 头与焊渣会产生很多镍化合物,如果玻 璃不进行钢化处理,浮法玻 璃中镍化合物的存在,对玻璃 的外观及性能基本上不产生影响,但玻璃 中硫化镍的存在却是钢化玻璃最大的自爆隐患,极大地 影响钢化玻璃的使用寿命。
硫化镍 对玻璃造成自爆的机理。原片玻 璃中夹杂硫化镍引起的玻璃自爆主要是因为硫化镍与玻璃的膨胀系数存在较大的差别,硫化镍 的晶相转变产生于高温和低温的变化,在玻璃 高温时硫化镍慢慢膨胀,当温度慢慢冷却时,由于含 镍质体与玻璃体膨胀系数具有较大的差别,会造成 硫化镍向外部的张力挤压,硫化镍 向外部张力挤压的力量正是造成玻璃破碎的罪魁祸首。由于浮 法玻璃在生产退火时温度是均匀冷却,硫化镍 在玻璃板心向外部挤压的力量一般情况下不足以对玻璃造成破碎,但在玻 璃钢化的过程中,当玻璃加热到680℃—720℃钢化温 度时快速的到风栅冷却,由于玻 璃加热后两个表面需要高速的冷却,会造成 硫化镍边缘裂纹的扩大,当裂纹 扩大到压应力无法均衡时就会破裂,一部分 在玻璃钢化过程中造成破碎,另一部 分会在使用过程中存在潜在的自爆隐患,在使用 过程中当玻璃的压应力无法均衡硫化镍的张力,就会造成玻璃的自爆。
  
  如何避 免由于硫化镍造成的钢化玻璃自爆。为了避 免由于硫化镍造成的钢化玻璃自爆,在工艺 处理上我们应从两方面入手,一方面 浮法玻璃生产企业可以采取有效的在线硫化镍识别检测技术,尽量避 免硫化镍在玻璃体内的存在,另一方 面玻璃深加工企业在钢化玻璃出厂前,对玻璃进行均质处理,将逐片 隔离且固定好的玻璃垂直或水平放置在均质炉内,然后进行炉内加热,使玻璃 表面的温度达到290±10℃后,恒温保持2个小时,然后进行冷却,从而引 爆夹杂有硫化镍存在自爆隐患的玻璃。对玻璃 深加工企业来说,为了有 效的降低硫化镍引起自爆的几率,我们只 能通过在玻璃钢化完后的均质处理。