佛山市晶菱玻璃机械有限公司
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降低钢化玻璃的自爆率是一个系统工程,需要从材料选择、加工工艺、设计安装等多个环节进行控制。钢化玻璃自爆的根本原因,绝大多数(约90%以上)源于其内部存在的硫化镍(NiS)杂质在温度变化时发生相变,体积膨胀,产生巨大的内应力所致。
以下是降低钢化玻璃自爆率的详细、有效策略,从有效到辅助措施依次说明:
一、 根本、有效的措施:控制杂质源
1. 使用超白钢化玻璃
原理: 普通浮法玻璃含有较多的铁杂质,这些铁杂质是硫化镍晶体形成和生长的“温床”。超白玻璃的含铁量仅为普通玻璃的1/10甚至更低,从根本上极大地减少了硫化镍等杂质的存在。
效果: 这是降低自爆率直接、有效的方法,能将自爆率从普通钢化玻璃的约3‰降至0.1‰以下。
适用: 对安全性和美观度要求极高的场合,如建筑幕墙、大型采光顶、护栏、高档家具等。
2. 使用均质钢化玻璃
原理: 均质处理,俗称“引爆处理”。将完成钢化的玻璃放入均质炉中,加热到290℃±10℃,并长时间保温(通常2-8小时)。这个工艺模拟了夏季暴晒的环境温度,能够使其中99%以上含有硫化镍杂质的玻璃在炉内提前自爆。
效果: 经过均质处理后出厂的玻璃,其后期使用中的自爆风险可以降低约95%。这是国际公认的解决钢化玻璃自爆问题成熟的方法。
注意: 均质处理是一道工序,它可以和上述“超白玻璃”结合使用,实现双重保险。
二、 优化加工与生产工艺
1. 精选原片玻璃
即使不使用超白玻璃,也应选择信誉好、质量稳定的大品牌玻璃原片。他们的原材料控制和生产工艺更严格,能减少杂质和气泡、结石等缺陷。
2. 精细控制钢化工艺
合理的应力值: 钢化玻璃的表面压应力并非越高越好。过高的应力会使得玻璃对杂质和缺陷更为敏感,增加自爆倾向。应根据玻璃厚度和使用环境,控制在合理的标准范围内(如国标要求表面应力不低于90MPa)。
均匀加热和冷却: 确保钢化炉(淬火)的加热均匀和冷却风栅的对称性,避免因冷却不均产生不对称应力,这种应力会与杂质引起的应力叠加,诱发自爆。
三、 科学的结构与安装设计
1. 避免硬性接触和应力集中
使用弹性垫块: 在玻璃与金属框架的接触部位,必须使用氯丁橡胶等弹性垫块,避免玻璃与金属硬接触。这能为玻璃受热膨胀和结构变形提供缓冲空间。
合理的安装间隙: 设计时要预留足够的安装间隙,防止玻璃被“卡死”,使其能自由地微小变形,释放应力。
2. 减少外部应力源
精细的结构设计: 对于幕墙和采光顶,要准确计算风荷载、热应力、雪荷载等,确保支撑结构有足够的刚度和变形能力,避免因结构变形过大而对玻璃产生额外的弯曲应力。
避免局部受热: 在设计上应避免玻璃局部被长期强烈照射(如通过金属构件反射、聚焦阳光),导致局部热应力过高。
四、 辅助性措施与创新技术
1. 使用半钢化玻璃或热浸玻璃
半钢化玻璃: 其表面应力较低,即使破裂,裂纹会从冲击点扩展到边界,碎片大,不易坠落,其自爆率远低于全钢化玻璃。但缺点是碎片大,不属于安全玻璃,应用受规范限制。
热浸+半钢化: 结合两者优点,在一些特定领域有应用。
2. 采用夹层玻璃
原理: 即使单片钢化玻璃自爆,其碎片也会被中间的PVB或SGP胶片牢牢粘住,不会坠落伤人,从根本上解决了安全问题。
效果: 它不能防止自爆,但能防止自爆后的次生危害。对于天棚、采光顶、护栏等有安全要求的部位,这是必备选择。