Normalne szkło hartowane ma spontaniczny współczynnik pękania wynoszący około trzy na tysiąc.Wraz z poprawą jakości podłoża szklanego wskaźnik ten ma tendencję do zmniejszania się.Ogólnie rzecz biorąc, „spontaniczne stłuczenie” odnosi się do rozbicia szkła bez użycia siły zewnętrznej, często skutkującego spadaniem odłamków szkła z dużej wysokości, stwarzając poważne zagrożenie.
Czynniki wpływające na samoistne pękanie szkła hartowanego
Spontaniczne stłuczenie szkła hartowanego można przypisać czynnikom zewnętrznym i wewnętrznym.
Czynniki zewnętrzne prowadzące do stłuczenia szkła:
1.Krawędzie i stan powierzchni:Zarysowania, korozja powierzchni, pęknięcia lub pęknięte krawędzie na powierzchni szkła mogą powodować naprężenia, które mogą prowadzić do samoistnego pęknięcia.
2.Luki z ramkami:Małe szczeliny lub bezpośredni kontakt szkła z ramą, szczególnie podczas intensywnego nasłonecznienia, gdzie różne współczynniki rozszerzalności szkła i metalu mogą powodować naprężenia, powodując ściskanie narożników szkła lub generując tymczasowe naprężenia termiczne, prowadzące do pęknięcia szkła.Dlatego tak istotny jest staranny montaż, w tym odpowiednie uszczelnienie gumą i poziome ułożenie szkła.
3.Wiercenie lub fazowanie:Szkło hartowane poddawane wierceniu lub fazowaniu jest bardziej podatne na samoistne pękanie.Wysokiej jakości szkło hartowane poddawane jest polerowaniu krawędzi, aby zmniejszyć to ryzyko.
4.Ciśnienie wiatru:W obszarach narażonych na silne wiatry lub w wysokich budynkach, niewłaściwa konstrukcja odporna na napór wiatru może prowadzić do samoistnego pęknięcia podczas burzy.
Czynniki wewnętrzne przyczyniające się do stłuczenia szkła:
1.Widoczne wady:Kamienie, zanieczyszczenia lub pęcherzyki w szkle mogą powodować nierównomierny rozkład naprężeń, co prowadzi do samoistnego pęknięcia.
2.Niewidoczne wady konstrukcyjne szkłaNadmiar zanieczyszczeń siarczkiem niklu (NIS) może również powodować samozniszczenie szkła hartowanego, ponieważ obecność zanieczyszczeń siarczkiem niklu może prowadzić do wzrostu naprężeń wewnętrznych w szkle, powodując samoistne pękanie.Siarczek niklu występuje w dwóch fazach krystalicznych (faza wysokotemperaturowa α-NiS, faza niskotemperaturowa β-NiS).
W piecu do odpuszczania, w temperaturach znacznie wyższych niż temperatura przemiany fazowej (379°C), cały siarczek niklu przekształca się w wysokotemperaturową fazę α-NiS.Szkło szybko ochładza się pod wpływem wysokiej temperatury, a α-NiS nie ma czasu na przekształcenie się w β-NiS, zamarzający w hartowanym szkle.Kiedy w domu klienta montowane jest szkło hartowane, ma ono już temperaturę pokojową, a α-NiS ma tendencję do stopniowego przekształcania się w β-NiS, powodując zwiększenie objętości o 2,38%.
Po hartowaniu szkło na powierzchni podlega naprężeniom ściskającym, natomiast wnętrze wykazuje naprężenia rozciągające.Te dwie siły są w równowadze, ale zwiększenie objętości spowodowane przejściem fazowym siarczku niklu podczas odpuszczania powoduje znaczne naprężenia rozciągające w otaczających obszarach.
Jeśli ten siarczek niklu znajduje się w środku szkła, połączenie tych dwóch naprężeń może spowodować samozniszczenie szkła hartowanego.
Jeśli siarczek niklu znajdzie się na powierzchni szkła w obszarze naprężenia ściskającego, szkło hartowane nie ulegnie samozniszczeniu, ale wytrzymałość szkła hartowanego spadnie.
Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku szkła hartowanego o powierzchniowym naprężeniu ściskającym wynoszącym 100 MPa, siarczek niklu o średnicy większej niż 0,06 spowoduje samozniszczenie i tak dalej.Dlatego kluczowy jest wybór dobrego producenta szkła surowego i procesu jego wytwarzania.
Rozwiązania zapobiegawcze w przypadku spontanicznego stłuczenia szkła hartowanego
1.Wybierz renomowanego producenta szkła:Formuły szkła, procesy formowania i sprzęt do hartowania mogą się różnić w zależności od fabryk szkła float.Wybierz niezawodnego producenta, aby zmniejszyć ryzyko samoistnego uszkodzenia.
2.Zarządzaj rozmiarem szkła:Większe kawałki szkła hartowanego i grubsze szkło charakteryzują się większą szybkością samoistnego pęknięcia.Należy pamiętać o tych czynnikach przy wyborze szkła.
3.Rozważ szkło półhartowane:Szkło półhartowane o zmniejszonych naprężeniach wewnętrznych może zminimalizować ryzyko samoistnego pęknięcia.
4.Wybierz jednolite naprężenie:Wybierz szkło o równomiernym rozłożeniu naprężeń i gładkich powierzchniach, ponieważ nierównomierne naprężenia znacznie zwiększają ryzyko samoistnego pęknięcia.
5.Testowanie wygrzewania:Poddawać szkło hartowane testowi wygrzewania, podczas którego szkło jest podgrzewane w celu przyspieszenia przejścia fazowego NiS.Pozwala to na wystąpienie potencjalnego samoistnego uszkodzenia w kontrolowanym środowisku, zmniejszając ryzyko po instalacji.
6.Wybierz szkło o niskim NiS:Wybierz ultraczyste szkło, ponieważ zawiera mniej zanieczyszczeń takich jak NiS, co zmniejsza ryzyko samoistnego pęknięcia.
7.Zastosuj folię zabezpieczającą:Zamontuj folię przeciwwybuchową na zewnętrznej powierzchni szkła, aby zapobiec wypadaniu odłamków szkła w przypadku samoistnego stłuczenia.W celu zapewnienia lepszej ochrony zaleca się grubsze folie, np. 12 mil.
