چرا شیشه سکوریت به طور تصادفی منفجر می شود؟

انفجار خودکار شیشه سکوریت بدون نیروی خارجی مستقیم مکانیکی را خود انفجار شیشه می گویند. با توجه به تجربه صنعت، نرخ خود انفجار شیشه معمولی حدود 1 تا 3 ‰ است. خود انفجاری یکی از ویژگی های ذاتی شیشه سکوریت است.
دلایل زیادی برای خود انفجاری ناشی از انبساط وجود دارد که به اختصار می توان آنها را به شرح زیر خلاصه کرد:
① تاثیر نقص کیفیت شیشه
الف- سنگ ها، ناخالصی ها و حباب هایی در شیشه وجود دارد: ناخالصی های موجود در شیشه از نقاط ضعف شیشه سکوریت شده و همچنین محل تمرکز استرس هستند. به خصوص اگر سنگ در ناحیه تنش کششی شیشه سکوریت قرار گرفته باشد، عامل مهمی است که منجر به انفجار می شود.
سنگ ها در شیشه یافت می شوند و ضریب انبساط متفاوتی نسبت به جسم زجاجیه دارند. غلظت تنش در ناحیه ترک اطراف سنگ پس از تمپر شیشه به طور تصاعدی افزایش می یابد. هنگامی که ضریب انبساط سنگ از شیشه کوچکتر است، تنش مماسی اطراف سنگ در کشش است. انتشار ترک که سنگ ها را همراهی می کند به راحتی می تواند رخ دهد.
ب- شیشه حاوی کریستال های سولفید نیکل است
آخال های سولفید نیکل عموماً به شکل کره های متبلور کوچک با قطر 0 وجود دارد.1-2میلی متر. ظاهر فلزی است و این اجزاء عبارتند از NI3S2، NI7S6 و NI-XS که X=0-0.07. فقط فاز NI1-XS دلیل اصلی انفجار خود به خود شیشه سکوریت است.
NIS نظری 379 است. یک فرآیند انتقال فاز در C وجود دارد، از سیستم کریستالی شش ضلعی a-NIS در حالت دمای بالا به سیستم کریستالی سه ضلعی B-NI در حالت دمای پایین، همراه با یک افزایش حجم 2.38٪. این ساختار در دمای اتاق حفظ می شود. اگر شیشه در آینده گرم شود، انتقال حالت aB ممکن است به سرعت رخ دهد. اگر این زباله ها در داخل شیشه سکوریت قرار گیرند که در معرض تنش کششی هستند، انبساط حجمی باعث انفجار خود به خود می شود. اگر a-NIS در دمای اتاق وجود داشته باشد، به آرامی در طی چندین سال یا چند ماه به حالت B تبدیل می شود. افزایش آهسته حجم در طول این انتقال فاز ممکن است لزوماً باعث پارگی داخلی نشود.
ج- سطح شیشه به دلیل پردازش یا عملکرد نامناسب دارای خراش، ترک، ترک های عمیق و سایر عیوب است که به راحتی می تواند باعث تمرکز تنش یا خود انفجاری شیشه سکوریت شود.
② توزیع تنش نابرابر و افست در شیشه سکوریت
هنگامی که شیشه گرم یا سرد می شود، گرادیان دمایی ایجاد شده در امتداد ضخامت شیشه ناهموار و نامتقارن است. این باعث می‌شود که محصولات گرم شده تمایل به خود منفجر شدن داشته باشند و برخی در هنگام سرد شدن، "انفجار باد" ایجاد می‌کنند. اگر ناحیه تنش کششی به سمت خاصی از محصول یا روی سطح منحرف شود، شیشه سکوریت شده خود منفجر می شود.
③تاثیر درجه اعتدال.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که وقتی درجه حرارت به سطح 1/cm افزایش می‌یابد، تعداد خود تخریب‌ها به 20-25% می‌رسد. مشاهده می شود که هر چه استرس بیشتر باشد، درجه تلطیف بیشتر و میزان خود انفجاری بیشتر است.

محلول خود انفجار شیشه سکوریت
1. ارزش تنش شیشه سکوریت را کاهش دهید
توزیع تنش در شیشه سکوریت بدین صورت است که دو سطح شیشه سکوریت تحت تنش فشاری، لایه هسته تحت تنش کششی و توزیع تنش در ضخامت شیشه مشابه سهمی است. مرکز ضخامت شیشه، راس سهمی است، که در آن تنش کششی حداکثر است. دو طرف نزدیک به دو سطح شیشه دارای تنش فشاری هستند. سطح بدون تنش تقریباً 1/3 ضخامت است. با تجزیه و تحلیل فرآیند فیزیکی تلطیف و خنک‌سازی سریع، می‌توان دریافت که کشش سطحی شیشه سکوریت و حداکثر تنش کششی داخلی یک رابطه تناسبی عددی تقریبی دارند، یعنی تنش کششی 1/2 تا 1/3 است. تنش فشاری سازندگان داخلی معمولاً از کشش سطحی شیشه سکوریت استفاده می کنند زیرا کشش در حدود 100MPa تنظیم شده است، اما وضعیت واقعی ممکن است بالاتر باشد. تنش کششی خود شیشه سکوریت شده حدود 32 مگاپاسکال ~ 46 مگاپاسکال است و استحکام کششی شیشه 59 مگا پاسکال تا 62 مگا پاسکال است. تا زمانی که کشش ایجاد شده توسط انبساط سولفید نیکل 30MPa باشد، برای ایجاد خود انفجار کافی است. اگر تنش سطحی کاهش یابد، تنش کششی ذاتی شیشه سکوریت[1] بر این اساس کاهش می یابد، بنابراین به کاهش وقوع خود انفجار کمک می کند.
استاندارد آمریکایی ASTMC1048 تصریح می کند که محدوده تنش سطحی شیشه سکوریت بیشتر از 69 مگاپاسکال است. شیشه نیمه گرم (تقویت شده با حرارت) 24MPa ~ 52MPa است. استاندارد شیشه کرتین وال BG17841 تصریح می کند که محدوده تنش شیشه های نیمه سکوریت 24 است.<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. استرس شیشه را یکنواخت کنید
تنش ناهموار شیشه سکوریت به میزان قابل توجهی سرعت خود انفجار را افزایش می دهد که به سطحی رسیده است که نمی توان نادیده گرفت. خود انفجاری ناشی از استرس ناهموار گاهی اوقات بسیار متمرکز است. به طور خاص، سرعت خود انفجار دسته ای خاص از شیشه های خمیده می تواند به شدت تکان دهنده برسد و خود انفجار ممکن است به طور مداوم رخ دهد. دلایل اصلی تنش ناهموار موضعی و انحراف لایه کششی در جهت ضخامت است. کیفیت خود ورق شیشه ای اصلی نیز تاثیر خاصی دارد. تنش ناهموار استحکام شیشه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد که معادل افزایش تنش کششی داخلی تا حد معینی است و در نتیجه سرعت خود انفجار را افزایش می دهد. اگر بتوان تنش شیشه سکوریت را به طور یکنواخت توزیع کرد، سرعت خود انفجار را می توان به طور موثر کاهش داد.
3. درمان خیساندن داغ (HST)
خیساندن حرارت توضیح داد. درمان خیساندن داغ همچنین درمان همگن سازی نامیده می شود که معمولاً به عنوان "دتوناسیون" شناخته می شود. عملیات غوطه وری گرما به این صورت است که شیشه سکوریت را تا دمای 10±290 درجه حرارت داده و آن را برای مدت معینی گرم نگه می دارد، که باعث می شود سولفید نیکل به سرعت تبدیل فاز کریستالی را در شیشه سکوریت کامل کند و باعث ایجاد شیشه سکوریت می شود. احتمال دارد پس از استفاده منفجر شود تا به طور مصنوعی از قبل در کارخانه شکسته شود. کوره خیساندن حرارتی، در نتیجه باعث کاهش خود انفجاری شیشه سکوریت شده پس از نصب می شود. در این روش عموماً از هوای گرم به عنوان وسیله گرمایش استفاده می شود. در خارج از کشور "HeatSoakTest" یا به اختصار HST نامیده می شود که به معنای واقعی کلمه به عنوان درمان خیساندن حرارتی ترجمه می شود.
مشکلات خیساندن گرما. در اصل، عملیات خیساندن حرارتی نه پیچیده و نه دشوار است. اما در واقع دستیابی به این شاخص فرآیند بسیار دشوار است. تحقیقات نشان می دهد که بسیاری از فرمول های ساختاری شیمیایی خاص سولفید نیکل در شیشه وجود دارد، مانند Ni7S6، NiS، NiS1.01، و غیره. سرعت تغییر فاز آن به شدت به دما بستگی دارد. تحقیقات نشان می دهد که سرعت تغییر فاز در 280 درجه 100 برابر 250 درجه است، بنابراین لازم است اطمینان حاصل شود که هر قطعه شیشه در کوره یک رژیم دمایی را تجربه می کند. در غیر این صورت، از یک طرف، شیشه با دمای پایین را نمی توان به طور کامل تغییر فاز داد به دلیل زمان ناکافی حفظ حرارت، که اثر خیساندن حرارت را ضعیف می کند. از طرف دیگر، هنگامی که دمای شیشه خیلی بالا باشد، حتی ممکن است باعث تبدیل فاز معکوس سولفید نیکل شود و خطرات پنهان بیشتری را ایجاد کند. هر دو حالت می توانند خیساندن گرما را بی اثر یا حتی معکوس کنند. یکنواختی دما زمانی که کوره خیساندن داغ کار می کند بسیار مهم است. سه سال پیش، اختلاف دمای کوره در هنگام عایق خیساندن گرم در اکثر کوره های خیساندن گرم خانگی حتی به 60 درجه نیز می رسید. برای کوره های وارداتی اختلاف دمایی حدود 30 درجه غیر معمول نیست. بنابراین، حتی اگر مقداری شیشه سکوریت به گرما آغشته شده باشد، نرخ خود انفجار همچنان بالاست.
استانداردهای جدید موثرتر خواهند بود. در واقع، فرآیند و تجهیزات داغ به طور مداوم بهبود یافته است. استاندارد آلمانی DIN18516 مدت زمان نگهداری را در نسخه 1990 8 ساعت مشخص کرد، در حالی که استاندارد prEN14179-1:2001(E) زمان نگهداری را به 2 ساعت کاهش داد. تأثیر فرآیند غوطه ور شدن داغ تحت استاندارد جدید بسیار قابل توجه است و شاخص های فنی آماری واضحی وجود دارد: پس از غوطه وری داغ، می توان آن را به یک مورد خود انفجاری در هر 400 تن شیشه کاهش داد. از سوی دیگر، کوره‌های دیپ گرم به طور مداوم در حال بهبود طراحی و ساختار خود هستند و یکنواختی گرمایش نیز به طور قابل توجهی بهبود یافته است که اساساً می‌تواند الزامات فرآیند شیب گرم را برآورده کند. به عنوان مثال، نرخ خود انفجار شیشه‌های گرم‌شده گروه CSG به شاخص‌های فنی استانداردهای جدید اروپایی رسیده است و در پروژه فرودگاه جدید گوانگژو به مساحت 120 متر مربع عملکرد بسیار رضایت‌بخشی داشت. .
اگرچه عملیات خیساندن حرارتی نمی تواند تضمین کند که خود انفجاری هرگز رخ نخواهد داد، اما وقوع خود انفجاری را کاهش می دهد و واقعاً مشکل خود انفجاری را که گریبانگیر همه طرف های پروژه می شود حل می کند. بنابراین، خیساندن گرما موثرترین روشی است که به اتفاق آرا در جهان برای حل کامل مشکل خود انفجاری شناخته شده است.