A explosão automática do vidro temperado sem força externa mecânica direta é chamada de autoexplosão do vidro temperado. De acordo com a experiência da indústria, a taxa de autoexplosão do vidro temperado comum é de cerca de 1~3‰. A autoexplosão é uma das características inerentes ao vidro temperado.
Existem muitas razões para a autoexplosão devido à expansão, que podem ser resumidas brevemente da seguinte forma:
①O impacto dos defeitos de qualidade do vidro
R. Existem pedras, impurezas e bolhas no vidro: As impurezas no vidro são os pontos fracos do vidro temperado e também os locais onde o estresse se concentra. Especialmente se a pedra estiver localizada na área de tensão de tração do vidro temperado, é um fator importante que leva à explosão.
As pedras são encontradas no vidro e possuem um coeficiente de expansão diferente do corpo vítreo. A concentração de tensão na área da fissura ao redor da pedra aumenta exponencialmente após o revenido do vidro. Quando o coeficiente de expansão da pedra é menor que o do vidro, a tensão tangencial ao redor da pedra está sob tensão. A propagação de fissuras que acompanha as pedras pode ocorrer facilmente.
B. O vidro contém cristais de sulfeto de níquel
As inclusões de sulfeto de níquel geralmente existem na forma de pequenas esferas cristalizadas com um diâmetro de 0.1-2mm. A aparência é metálica, e essas inclusões são NI3S2, NI7S6 e NI-XS, onde X=0-0.07. Somente a fase NI1-XS é a principal razão para a explosão espontânea do vidro temperado.
O NIS teórico é conhecido como 379. Há um processo de transição de fase em C, do sistema de cristal hexagonal a-NIS no estado de alta temperatura para o sistema de cristal trigonal B-NI no estado de baixa temperatura, acompanhado por um expansão de volume de 2,38%. Esta estrutura é preservada à temperatura ambiente. Se o vidro for aquecido no futuro, a transição do estado aB poderá ocorrer rapidamente. Se esses detritos estiverem dentro do vidro temperado sujeito a tensão de tração, a expansão do volume causará explosão espontânea. Se o a-NIS existir à temperatura ambiente, ele se transformará lentamente no estado B ao longo de vários anos ou meses. O lento aumento de volume durante esta transição de fase pode não causar necessariamente ruptura interna.
C. A superfície do vidro apresenta arranhões, rachaduras, rachaduras profundas e outros defeitos devido ao processamento ou operação inadequada, que podem facilmente causar concentração de tensão ou causar a autoexplosão do vidro temperado.
② Distribuição desigual de tensão e deslocamento em vidro temperado
Quando o vidro é aquecido ou resfriado, o gradiente de temperatura gerado ao longo da espessura do vidro é irregular e assimétrico. Isso faz com que os produtos temperados tenham tendência a autoexplodir e alguns produzam "explosão de vento" quando resfriados. Se a zona de tensão de tração for deslocada para um determinado lado do produto ou para a superfície, o vidro temperado explodirá automaticamente.
③Influência do grau de têmpera.
Experimentos mostraram que quando o grau de revenimento é aumentado para o nível 1/cm, o número de autodestruições atinge 20-25%. Pode-se observar que quanto maior a tensão, maior o grau de revenimento e maior a quantidade de autoexplosão.
Solução de autoexplosão em vidro temperado
1. Reduza o valor de tensão do vidro temperado
A distribuição de tensão no vidro temperado é que as duas superfícies do vidro temperado estão sob tensão de compressão, a camada central está sob tensão de tração e a distribuição de tensão ao longo da espessura do vidro é semelhante a uma parábola. O centro da espessura do vidro é o vértice da parábola, onde a tensão de tração é máxima; os dois lados próximos às duas superfícies do vidro são tensões de compressão; a superfície de tensão zero está localizada aproximadamente em 1/3 da espessura. Ao analisar o processo físico de têmpera e resfriamento rápido, pode-se observar que a tensão superficial do vidro temperado e a tensão interna máxima de tração possuem uma relação proporcional numérica aproximada, ou seja, a tensão de tração é de 1/2 a 1/3 de a tensão compressiva. Os fabricantes nacionais geralmente usam a tensão superficial do vidro temperado, pois a tensão é fixada em cerca de 100MPa, mas a situação real pode ser maior. A tensão de tração do próprio vidro temperado é de cerca de 32MPa ~ 46MPa, e a resistência à tração do vidro é de 59MPa ~ 62MPa. Desde que a tensão gerada pela expansão do sulfeto de níquel seja de 30MPa, é suficiente para causar autoexplosão. Se a tensão superficial for reduzida, a tensão de tração inerente ao vidro temperado[1] será reduzida em conformidade, ajudando assim a reduzir a ocorrência de autoexplosão.
O padrão americano ASTMC1048 estipula que a faixa de tensão superficial do vidro temperado é superior a 69MPa; o vidro semi-temperado (reforçado termicamente) é 24MPa ~ 52MPa. O padrão de vidro para parede cortina BG17841 estipula que a faixa de tensão do vidro semi-temperado é 24<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. Torne a tensão do vidro uniforme
A tensão desigual do vidro temperado aumentará significativamente a taxa de autoexplosão, que atingiu um nível que não pode ser ignorado. A autoexplosão causada por estresse desigual às vezes é muito concentrada. Em particular, a taxa de autoexplosão de um lote específico de vidro temperado curvo pode atingir um grau de gravidade chocante e a autoexplosão pode ocorrer continuamente. As principais razões são tensões locais irregulares e desvio da camada de tensão na direção da espessura. A qualidade da própria folha de vidro original também tem um certo impacto. A tensão irregular reduzirá significativamente a resistência do vidro, o que equivale a aumentar até certo ponto a tensão de tração interna, aumentando assim a taxa de autoexplosão. Se a tensão do vidro temperado puder ser distribuída uniformemente, a taxa de autoexplosão poderá ser efetivamente reduzida.
3. Tratamento de imersão a quente (HST)
Explicação da imersão em calor. O tratamento de imersão a quente também é chamado de tratamento de homogeneização, comumente conhecido como "detonação". O tratamento de imersão a quente consiste em aquecer o vidro temperado a 290 graus ± 10 graus e mantê-lo aquecido por um determinado período de tempo, o que faz com que o sulfeto de níquel complete rapidamente a transformação da fase cristalina no vidro temperado, fazendo com que o vidro temperado seja susceptível de explodir após o uso para ser quebrado artificialmente com antecedência na fábrica. Forno de imersão em calor, reduzindo assim a autoexplosão do vidro temperado em uso após a instalação. Este método geralmente usa ar quente como meio de aquecimento. É chamado de "HeatSoakTest" no exterior, ou HST, para abreviar, que é traduzido literalmente como tratamento de imersão por calor.
Dificuldades de imersão em calor. Em princípio, o tratamento por imersão a quente não é complicado nem difícil. Mas na verdade é muito difícil atingir este indicador de processo. A pesquisa mostra que existem muitas fórmulas estruturais químicas específicas de sulfeto de níquel no vidro, como Ni7S6, NiS, NiS1.01, etc. A velocidade de sua mudança de fase é altamente dependente da temperatura. A pesquisa mostra que a taxa de mudança de fase a 280 graus é 100 vezes maior que a 250 graus, por isso é necessário garantir que cada pedaço de vidro no forno experimente o mesmo regime de temperatura. Caso contrário, por um lado, o vidro com baixa temperatura não pode mudar completamente de fase devido ao tempo insuficiente de preservação do calor, o que enfraquece o efeito da imersão em calor. Por outro lado, quando a temperatura do vidro é muito alta, pode até causar transformação de fase reversa do sulfeto de níquel, causando maiores perigos ocultos. Ambas as situações podem tornar a imersão em calor ineficaz ou mesmo contraproducente. A uniformidade da temperatura quando o forno de imersão a quente está funcionando é muito importante. Três anos atrás, a diferença de temperatura no forno durante o isolamento de imersão a quente na maioria dos fornos domésticos de imersão a quente chegou a 60 graus. Não é incomum que fornos importados apresentem diferenças de temperatura de cerca de 30 graus. Portanto, mesmo que algum vidro temperado tenha sido mergulhado em calor, a taxa de autoexplosão permanece alta.
Os novos padrões serão mais eficazes. Na verdade, o processo e o equipamento de imersão a quente têm sido continuamente melhorados. A norma alemã DIN18516 especificou um tempo de retenção de 8 horas na edição de 1990, enquanto a norma prEN14179-1:2001(E) reduziu o tempo de retenção para 2 horas. O efeito do processo de imersão a quente sob a nova norma é muito significativo, e existem indicadores técnicos estatísticos claros: após a imersão a quente, pode ser reduzido a um caso de autoexplosão por 400 toneladas de vidro. Por outro lado, os fornos de imersão a quente estão constantemente melhorando seu design e estrutura, e a uniformidade de aquecimento também foi significativamente melhorada, o que pode basicamente atender aos requisitos do processo de imersão a quente. Por exemplo, a taxa de autoexplosão do vidro tratado por imersão a quente do Grupo CSG atingiu os indicadores técnicos dos novos padrões europeus e teve um desempenho extremamente satisfatório no projeto de 120{13}}metros quadrados do Novo Aeroporto de Guangzhou .
Embora o tratamento por absorção de calor não possa garantir que a autoexplosão nunca ocorrerá, ele reduz a ocorrência de autoexplosão e realmente resolve o problema de autoexplosão que assola todas as partes do projeto. Portanto, a imersão em calor é o método mais eficaz reconhecido por unanimidade no mundo para resolver completamente o problema da autoexplosão.
