Základná príčina spontánnej explózie tvrdeného skla spočíva v nečistotách a defektoch, ktoré sa v ňom nachádzajú a ktoré sa rozbijú pod-dlhodobým pôsobením stresu. V medzinárodnom meradle sa všeobecne verí, že miera samo{2}}výbuchu tvrdeného skla je okolo 0,1 % až 0,3 %, ale ide len o štatistický priemer. Pre konkrétny kus skla je jeho riziko určené nasledujúcimi faktormi:
Vnútorný rozhodujúci faktor (sklo samotné)
Toto je hlavná príčina samo{0}}explózie, ktorá predstavuje viac ako 98 %.
Nečistoty sulfidu nikelnatého (NiS).
Toto je najznámejší a hlavný dôvod. Počas procesu výroby sklenených tabúľ sa do nich môžu primiešať extrémne stopové množstvá niklu a síry, čím sa vo vysokoteplotnom roztavenom stave vytvoria kryštály sulfidu nikelnatého.
Princíp "expanzie fázového prechodu": Kryštály sulfidu nikelnatého existujú v dvoch formách: fáza pri vysokých teplotách a fáza pri nízkych teplotách. Proces kaleniatvrdené skloje extrémne rýchly a -fáza NiS je „zamrznutá“ vo vnútri skla. Pri izbovej teplote sa fáza pomaly premieňa na fázu, pričom sa jej objem zväčšuje približne o 2-4 %.
Koncentrácia napätia: Ak sa táto nečistota náhodou nachádza v zóne ťahového napätia sklenenej dosky (stredná vrstva tvrdeného skla), obrovský tlak vytváraný jej objemovou expanziou naruší rovnováhu napätia okolitého skla, čo spôsobí okamžité rozbitie celého kusu skla. Typický vzor „motýľových škvŕn“ po prasknutí, s nečistotami sulfidu nikelnatého v strede.
Iné nečistoty a bubliny
Okrem sulfidu niklu môžu iné tvrdé nečistoty v sklenených surovinách, ako sú častice oxidu hlinitého a kremeňa, tiež spôsobiť koncentráciu napätia v dôsledku ich rozdielnych koeficientov tepelnej rozťažnosti zo sklenenej matrice.
Bubliny alebo kamene (neroztavené suroviny) v skle sa môžu tiež stať slabými miestami počas procesu temperovania, čím sa zvyšuje riziko samo-výbuchu.
Úroveň temperovacieho napätia skla
Čím vyšší je stupeň temperovania, tým väčšia je pevnosť skla, ale tým vyššia je stresová energia uložená v jeho vnútri.
Ak je stres príliš veľký a nerovnomerný, bude sám o sebe v nestabilnom stave. Keď sa spustí malý defekt, energia sa rýchlo uvoľní, čo vedie k samo-výbuchu.
Vonkajšie indukujúce faktory (spracovanie, inštalácia a použitie)
Hoci tieto faktory priamo nespôsobujú samo{0}}výbuch, môžu výrazne zvýšiť riziko samo{1}}výbuchu alebo sa stať „poslednou kvapkou, ktorá zlomí ťave chrbát“.
Faktory spracovania a dizajnu
Poškodenie hrán a rohov: Ak sa počas procesu rezania, prepravy a inštalácie na okrajoch a rohoch skla objavia praskliny alebo praskliny, tieto defekty sa stanú bodmi koncentrácie napätia, čo výrazne zníži celkovú pevnosť skla a spôsobí samo-výbuch.
Vŕtanie a drážkovanie: Akékoľvek rezanie alebo vŕtanie do skla zmení jeho rozloženie napätia, čím sa na okrajoch otvorov a drážok vytvoria oblasti s vysokým{0}}napätím. Ak sa s ním nebude správne zaobchádzať alebo nebude navrhnuté neprimerane, riziko samo{2}}výbuchu sa zvýši.
Veľkosť a hrúbka: Vo všeobecnosti platí, že čím je sklo väčšie a hrubšie, tým zložitejšie je rozloženie vnútorného napätia, tým vyššia je energia, ktorú ukladá, a teoreticky vyššie riziko samo{0}}výbuchu.
Inštalačné faktory
Namáhanie pri montáži: Ak je inštalačný rám nerovný, skrútený alebo sú použité príliš tvrdé rozpery, sklo bude už pri montáži vystavené dodatočnému namáhaniu v ohybe alebo bodovému namáhaniu. Tento druh "nútenej inštalácie" udrží sklo pod vysokým zaťažením po dlhú dobu.
Nedostatočná medzera: Medzi sklom a rámom nezostala dostatočná dilatačná medzera. Keď sa zmení okolitá teplota a spôsobí, že sa sklo vplyvom tepla a chladu roztiahne a zmrští, bude stlačené rámom, čo spôsobí dodatočné napätie.
Použite environmentálne faktory
Tepelné namáhanie: Rôzne časti skla sa ohrievajú nerovnomerne (napríklad jedna časť je priamo vystavená slnečnému žiareniu, zatiaľ čo druhá je zatienená), ohrievaná časť sa rozťahuje a ochladzovaná časť obmedzuje jej expanziu, čím sa v skle vytvára tepelné napätie. Tento druh stresu, keď sa prekrýva so stresovým stresom, môže spôsobiť samo{1}}výbuch.
Tlak vetra a vibrácie: Dlhodobé{0}}vystavenie silnému tlaku vetra alebo nepretržitým vibráciám z dopravy a strojov v okolí môže spôsobiť únavu skla a znížiť jeho pevnosť.
Náhle zmeny teploty: Napríklad v chladnej zime sa kúsok skla, ktorý bol zohriaty vnútorným kúrením, náhle stretne s ľadovým dažďom. Intenzívny tepelný šok môže tiež spôsobiť jeho zlomenie.
Ako znížiť riziko samo{0}}výbuchu?
Po pochopení dôvodov je možné prijať zodpovedajúce preventívne opatrenia
Vyberajte-kvalitné surové sklenené tabule: používajte surové sklenené tabule od známych-značiek s dobrou povesťou. Ich výrobné procesy sú prísne kontrolované a obsah nečistôt je nižší.
Vykonajte homogenizačné ošetrenie (Teplotný test, HST):
Toto je najefektívnejší spôsob, ako zabrániť samo{0}}výbuchu sulfidu nikelnatého. Tvrdené sklo vložte do homogenizačnej pece, zahrejte na 290 stupňov ± 10 stupňov a po určitú dobu ho udržujte.
Tento proces bude simulovať prírodné prostredie niekoľko rokov alebo dokonca desaťročí, čo spôsobí, že sklo obsahujúce nestabilné nečistoty NiS sa za kontrolovaných podmienok predčasne rozbije. Po homogenizácii možno rýchlosť samo{1}}výbuchu znížiť na 0,01 % až 0,03 %.
Pre výškové{0}}závesy budov, svetlíky, sprchy a ďalšie miesta s bezpečnostnými požiadavkami sa dôrazne odporúča použiť homogénne tvrdené sklo.
Štandardizované spracovanie a inštalácia: Zabezpečte kvalitu rezania skla, brúsenia hrán a vŕtania a zabráňte poškodeniu rohov a hrán. Pri inštalácii použite vyhovujúce rámy a rozpery, aby ste zabezpečili rovnomerné rozloženie sily a ponechali dostatok dilatačných škár.
Používanie ultra-číreho skla: Ultra-číre sklo má nízky obsah železa, čistejšie suroviny a veľmi málo vnútorných nečistôt (vrátane niklu). Jeho rýchlosť samo-výbuchu je oveľa nižšia ako u bežného plaveného skla.
Zhrnutie
Samo{0}}výbuch tvrdeného skla je málo{1}}pravdepodobný, ale skutočne existujúci jav. Jeho jadro je výsledkom kombinovaného účinku vnútorných nečistôt (najmä sulfidu nikelnatého) a vonkajšieho vysokého napätia. Výberom-kvalitných surovín, vykonaním homogenizačného spracovania a štandardizovaným spracovaním a inštaláciou možno riziko kontrolovať na veľmi nízkej úrovni.
