Kính cường lực thông thường có tỷ lệ vỡ tự phát khoảng 3/1000.Với sự cải thiện về chất lượng của nền thủy tinh, tỷ lệ này có xu hướng giảm.Nói chung, "vỡ tự phát" là việc kính vỡ mà không có ngoại lực tác động, thường dẫn đến các mảnh kính rơi từ trên cao xuống, gây nguy hiểm đáng kể.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng vỡ tự phát ở kính cường lực
Sự vỡ tự phát của kính cường lực có thể do các yếu tố bên ngoài và bên trong.
Các yếu tố bên ngoài dẫn đến vỡ kính:
1.Các cạnh và điều kiện bề mặt:Các vết xước, ăn mòn bề mặt, vết nứt hoặc các cạnh vỡ trên bề mặt kính có thể gây ra ứng suất dẫn đến vỡ tự phát.
2.Khoảng trống với khung:Những khe hở nhỏ hoặc tiếp xúc trực tiếp giữa kính và khung, đặc biệt là khi có ánh nắng gay gắt, nơi mà hệ số giãn nở khác nhau của kính và kim loại có thể tạo ra ứng suất, khiến các góc kính bị nén hoặc tạo ra ứng suất nhiệt tạm thời, dẫn đến vỡ kính.Vì vậy, việc lắp đặt tỉ mỉ, bao gồm cả việc bịt kín bằng cao su thích hợp và đặt kính nằm ngang là rất quan trọng.
3.Khoan hoặc vát:Kính cường lực trải qua quá trình khoan hoặc vát cạnh sẽ dễ bị vỡ tự phát hơn.Kính cường lực chất lượng được đánh bóng cạnh để giảm thiểu rủi ro này.
4.Áp lực gió:Ở những khu vực có gió mạnh hoặc trong các tòa nhà cao tầng, thiết kế không phù hợp để chịu được áp lực gió có thể dẫn đến vỡ tự phát khi có bão.
Các yếu tố bên trong góp phần gây vỡ kính:
1.Khiếm khuyết có thể nhìn thấy:Đá, tạp chất hoặc bong bóng bên trong kính có thể gây ra sự phân bố ứng suất không đồng đều, dẫn đến vỡ tự phát.
2.Khiếm khuyết cấu trúc vô hình bằng kính,Tạp chất niken sunfua (NIS) quá mức cũng có thể khiến kính cường lực tự hủy vì sự hiện diện của tạp chất niken sunfua có thể dẫn đến sự gia tăng ứng suất bên trong kính, gây ra hiện tượng vỡ tự phát.Niken sunfua tồn tại ở hai pha tinh thể (pha nhiệt độ cao α-NiS, pha nhiệt độ thấp β-NiS).
Trong lò ủ, ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với nhiệt độ chuyển pha (379°C), tất cả niken sunfua đều chuyển thành pha nhiệt độ cao α-NiS.Kính nhanh chóng nguội đi do nhiệt độ cao và α-NiS không có thời gian để biến thành β-NiS, đóng băng trong kính cường lực.Khi kính cường lực được lắp đặt tại nhà khách hàng, nó đã ở nhiệt độ phòng và α-NiS có xu hướng chuyển dần thành β-NiS, gây ra sự giãn nở thể tích 2,38%.
Sau khi kính trải qua quá trình tôi luyện, bề mặt hình thành ứng suất nén, trong khi bên trong biểu hiện ứng suất kéo.Hai lực này cân bằng nhau, nhưng sự giãn nở thể tích do sự chuyển pha của niken sunfua trong quá trình ủ tạo ra ứng suất kéo đáng kể ở các khu vực xung quanh.
Nếu niken sunfua này nằm ở giữa kính, sự kết hợp của hai ứng suất này có thể khiến kính cường lực tự hủy.
Nếu niken sunfua bám trên bề mặt kính ở vùng ứng suất nén, kính cường lực sẽ không tự hủy nhưng độ bền của kính cường lực sẽ giảm.
Nói chung, đối với kính cường lực có ứng suất nén bề mặt 100MPa, niken sunfua có đường kính lớn hơn 0,06 sẽ kích hoạt quá trình tự hủy, v.v.Vì vậy, việc lựa chọn nhà sản xuất kính thô và quy trình chế tạo kính tốt là rất quan trọng.
Giải pháp phòng ngừa hiện tượng vỡ tự phát ở kính cường lực
1.Lựa chọn nhà sản xuất kính uy tín:Công thức thủy tinh, quy trình tạo hình và thiết bị ủ có thể khác nhau giữa các nhà máy sản xuất kính nổi.Hãy chọn nhà sản xuất đáng tin cậy để giảm nguy cơ vỡ tự phát.
2.Quản lý kích thước kính:Những mảnh kính cường lực lớn hơn và kính dày hơn có tỷ lệ vỡ tự phát cao hơn.Hãy chú ý đến những yếu tố này trong quá trình lựa chọn kính.
3.Hãy xem xét kính bán cường lực:Kính bán cường lực, với khả năng giảm ứng suất bên trong, có thể giảm thiểu nguy cơ vỡ tự phát.
4.Lựa chọn ứng suất đồng đều:Chọn kính có sự phân bố ứng suất đều và bề mặt nhẵn, vì ứng suất không đều làm tăng đáng kể nguy cơ vỡ tự phát.
5.Kiểm tra ngâm nhiệt:Đưa kính cường lực vào thử nghiệm ngâm nhiệt, trong đó kính được nung nóng để đẩy nhanh quá trình chuyển pha của NiS.Điều này cho phép khả năng xảy ra sự cố tự phát trong môi trường được kiểm soát, giảm rủi ro sau khi lắp đặt.
6.Chọn kính có NiS thấp:Hãy chọn loại kính siêu trong vì nó chứa ít tạp chất như NiS hơn, giảm nguy cơ vỡ tự phát.
7.Dán phim an toàn:Dán một lớp phim chống cháy nổ lên bề mặt ngoài của kính để ngăn các mảnh kính rơi xuống trong trường hợp vỡ tự phát.Nên sử dụng màng dày hơn, chẳng hạn như 12mil để bảo vệ tốt hơn.
