De fundamentele oorzaak van de spontane explosie van gehard glas ligt in de onzuiverheden en defecten die erin aanwezig zijn en die breken onder het langetermijneffect van spanning. Internationaal wordt algemeen aangenomen dat de zelfontploffingssnelheid van gehard glas ongeveer 0,1% tot 0,3% bedraagt, maar dit is slechts een statistisch gemiddelde. Voor een specifiek stuk glas wordt het risico ervan bepaald door de volgende factoren:
Interne beslissende factor (het glas zelf)
Dit is de belangrijkste oorzaak van zelfexplosie-, goed voor meer dan 98%.
Nikkelsulfide (NiS) onzuiverheden
Dit is de bekendste en belangrijkste reden. Tijdens het productieproces van glasplaten kunnen uiterst sporen van nikkel en zwavel worden gemengd, waardoor nikkelsulfidekristallen worden gevormd in een gesmolten toestand bij hoge -temperatuur.
Het principe van "fase-overgangsuitbreiding": Nikkelsulfidekristallen bestaan in twee vormen: de fase bij hoge temperaturen en de fase bij lage temperaturen. Het uitdovingsproces vangehard glasis extreem snel en de -fase NiS is "bevroren" in het glas. Bij kamertemperatuur verandert de fase langzaam in de fase, terwijl het volume met ongeveer 2-4% toeneemt.
Spanningsconcentratie: Als deze onzuiverheid zich in de trekspanningszone van de glasplaat (de centrale laag van gehard glas) bevindt, zal de enorme druk die wordt gegenereerd door de volume-expansie de spanningsbalans van het omringende glas verstoren, waardoor het hele stuk glas onmiddellijk zal versplinteren. Het typische "vlindervlek"-patroon na kraken, met nikkelsulfide-onzuiverheden in het midden.
Andere onzuiverheden en belletjes
Naast nikkelsulfide kunnen ook andere harde onzuiverheden in de glasgrondstoffen, zoals aluminiumoxide en kwartsdeeltjes, spanningsconcentraties veroorzaken vanwege hun verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten ten opzichte van de glasmatrix.
Bellen of stenen (niet-gesmolten grondstoffen) in het glas kunnen ook zwakke punten worden tijdens het tempereerproces, waardoor het risico op zelf-explosie toeneemt.
Het ontlaatspanningsniveau van glas
Hoe hoger de mate van tempering, hoe groter de sterkte van het glas, maar hoe hoger de spanningsenergie die erin wordt opgeslagen.
Als de spanning te groot en ongelijkmatig is, zal deze op zichzelf in een onstabiele toestand verkeren. Zodra een klein defect wordt geactiveerd, komt de energie snel vrij, wat leidt tot een zelf-explosie.
Externe inducerende factoren (verwerking, installatie en gebruik)
Hoewel deze factoren niet direct een zelf-zelfexplosie veroorzaken, kunnen ze het risico op zelf-zelfexplosie aanzienlijk vergroten of de 'laatste druppel zijn die de emmer doet overlopen'.
Verwerkings- en ontwerpfactoren
Schade aan randen en hoeken: als de randen en hoeken van het glas tijdens het snij-, transport- en installatieproces afbrokkelen of barsten vertonen, worden deze defecten spanningsconcentratiepunten, waardoor de algehele sterkte van het glas aanzienlijk wordt verminderd en zelf-explosie wordt veroorzaakt.
Boren en sleuven frezen: Bij het snijden of boren van glas verandert de spanningsverdeling, waardoor er hoge- spanningsgebieden ontstaan aan de randen van de gaten en groeven. Als er niet op de juiste manier mee wordt omgegaan of als het onredelijk is ontworpen, neemt het risico op zelf-explosie toe.
Grootte en dikte: over het algemeen geldt: hoe groter en dikker het glas, hoe complexer de interne spanningsverdeling, hoe hoger de energie die het opslaat, en hoe theoretisch hoger het risico op zelf-explosie.
Installatiefactoren
Installatiespanning: Als het installatieframe ongelijkmatig, gedraaid of te harde afstandhouders is, wordt het glas tijdens de installatie al onderworpen aan extra buigspanning of puntcontactspanning. Dit soort "geforceerde installatie" zal het glas lange tijd onder hoge belasting houden.
Onvoldoende spleet: Er is niet voldoende uitzettingsvoeg over tussen het glas en het kozijn. Wanneer de omgevingstemperatuur verandert en ervoor zorgt dat het glas uitzet en samentrekt als gevolg van hitte en kou, wordt het door het frame samengedrukt, waardoor extra spanning ontstaat.
Maak gebruik van omgevingsfactoren
Thermische spanning: Verschillende delen van het glas worden ongelijkmatig verwarmd (het ene deel wordt bijvoorbeeld direct blootgesteld aan zonlicht terwijl het andere deel in de schaduw ligt), het verwarmde deel zet uit en het gekoelde deel beperkt de uitzetting, waardoor thermische spanning in het glas ontstaat. Wanneer dit soort stress wordt gecombineerd met temperende stress, kan dit tot zelfexplosie leiden.
Winddruk en trillingen: langdurige blootstelling- aan sterke winddruk of voortdurende trillingen van nabijgelegen verkeer en machines kan vermoeidheid van het glas veroorzaken, waardoor de sterkte ervan afneemt.
Plotselinge temperatuurveranderingen: In de koude winter krijgt een stuk glas dat is verwarmd door binnenverwarming bijvoorbeeld plotseling te maken met ijzige regen. De intense thermische schok kan er ook voor zorgen dat het apparaat breekt.
Hoe verklein je het risico op zelf-explosie?
Nadat u de redenen heeft begrepen, kunnen overeenkomstige preventieve maatregelen worden genomen
Selecteer onbewerkte glasplaten van hoge-kwaliteit: gebruik onbewerkte glasplaten van bekende- merken met een goede reputatie. Hun productieprocessen worden strikt gecontroleerd en het gehalte aan onzuiverheden is lager.
Voer een homogenisatiebehandeling uit (Heat Soak Test, HST):
Dit is de meest effectieve manier om de zelf-explosie van nikkelsulfide te voorkomen. Plaats het gehard glas in de homogeniserende oven, verwarm het tot 290 graden ± 10 graden en houd het een bepaalde tijd vast.
Dit proces simuleert de natuurlijke omgeving gedurende meerdere jaren of zelfs tientallen jaren, waardoor het glas met onstabiele NiS-onzuiverheden onder gecontroleerde omstandigheden voortijdig versplintert. Na de homogenisatiebehandeling kan de zelfexplosiesnelheid worden teruggebracht tot 0,01% tot 0,03%.
Voor vliesgevels, dakramen, doucheruimtes en andere plaatsen met veiligheidseisen in hoge- gebouwen wordt het sterk aanbevolen om homogeen gehard glas te gebruiken.
Gestandaardiseerde verwerking en installatie: Garandeer de kwaliteit van het snijden van glas, het slijpen en boren van randen en vermijd schade aan hoeken en randen. Gebruik bij de installatie geschikte frames en afstandhouders om een gelijkmatige krachtverdeling te garanderen en voldoende dilatatievoegen over te laten.
Gebruik van ultra-helder glas: Ultra-helder glas heeft een laag ijzergehalte, zuiverdere grondstoffen en zeer weinig interne onzuiverheden (waaronder nikkel). De zelfontploffingssnelheid- is veel lager dan die van gewoon floatglas.
Samenvatting
Zelf-explosie van gehard glas is een laag-waarschijnlijk maar wel bestaand fenomeen. De kern ervan is het resultaat van het gecombineerde effect van interne onzuiverheden (vooral nikkelsulfide) en externe hoge spanning. Door grondstoffen van hoge-kwaliteit te selecteren, homogenisatiebehandelingen uit te voeren en gestandaardiseerde verwerking en installatie uit te voeren, kan het risico op een zeer laag niveau worden beheerst.
