貴州鋼化玻璃淺析鋼化玻璃自爆原因分析與解決方法

貴州鋼化玻璃淺析鋼化玻璃自爆原因分析與解決方法

鋼化玻璃自爆原因及解決辦法自爆及其分類

鋼化玻璃自爆可以表述為鋼化玻璃在無外部直接作用的情況下而自動發生破碎的現象。在鋼化加工、貯存、運輸、安裝、使用等過程中均可發生鋼化玻璃自爆。自爆按起因不同可分為兩種：一是由玻璃中可見缺陷引起的自爆，例如結石、砂粒、氣泡、夾雜物、缺口、劃傷、爆邊等。二是有玻璃種硫化鎳（Nis）雜質膨脹引起的自爆。這是兩種不同類型的自爆，應明確分類，區別對待，采用不同方法來應對和處理，前者一般目視可見，檢測相對容易，故生產中可控，后者則主要有玻璃微小的硫化鎳顆粒體積膨脹引發，無法目測檢驗，故不可控。

在實際運作和處理上，前者一般可以在安裝前剔除，后者因無法檢驗而繼續存在，成為使用中的鋼化玻璃自爆的主要因素。硫化鎳類自爆后更換難度大，處理費用高，同事會伴隨較大的質量肉酥及經濟損失，造成業主的不滿甚至更為嚴重的其他后果。所以，硫化鎳引發的自爆是我們討論的重點。

鋼化玻璃自爆機理

鋼化玻璃內部的硫化鎳膨脹是導致鋼化玻璃自爆的主要原因。玻璃經鋼化處理后，表面層形成壓應力，內部板芯層呈張應力，壓應力和張應力共同構成一個平衡體。

玻璃本身是一種脆性材料，耐壓不耐拉，所以玻璃的大部分破碎是張應力引發的。鋼化玻璃種硫化鎳晶體發生相變時，其體積膨脹，處于玻璃板芯張應力層的硫化鎳膨脹使鋼化玻璃內部產生更大的張應力，當張應力超過玻璃自身所能承受的權限時，就會導致鋼化玻璃自爆。

國外研究證明：玻璃主料石英砂或砂巖帶入鎳，燃料及輔料帶入硫，在1400oC~1500oC高溫熔窯燃燒熔化形成硫化鎳。

當溫度超過1000oC時，硫化鎳以液滴形式隨機分布于熔融玻璃液中，當溫度降至797oC時，這些小液滴結晶固話，硫化鎳處于高溫態的β-NiS（六方晶系）。當溫度繼續降至379℃時，發生晶相轉變成為低溫狀態的β-NiS（三方晶系），同時伴隨著2.38%的體積膨脹。這個轉變過程的快慢，既取決于硫化鎳顆粒中不同組成物(包括Ni7S6、NiS、NiS1.01)的百分比含量，還取決于其周圍溫度的高低。如果硫化鎳相變沒有轉換完全，則即使在自然存放及正常使用的溫度條件下，這一過程仍然繼續，只是速度很低而已。

當玻璃鋼化加熱時，玻璃內部板芯溫度約620℃，所有的硫化鎳都處于高溫態的α-NiS相。隨后，玻璃進入風柵急冷，玻璃中的硫化鎳在379℃發生相變。與浮法退火窯不同的是，鋼化急冷時間很短，來不及轉變成低溫態β-NiS而以高溫態硫化鎳α相被“凍結”在玻璃中?？焖偌崩涫共ＡУ靡凿摶?，形成外壓內張的應力統一平衡體。

在已經鋼化了的玻璃中硫化鎳相變低速持續地進行著，體積不斷膨脹擴張，對其周圍玻璃的作用力隨之增大。鋼化玻璃板芯本身就是張應力層，位于張應力層內的硫化鎳發生相變時體積膨脹也形成張應力，這兩種張應力疊加在一起，足以引發鋼化玻璃的破裂即自爆。

進一步實驗表明：對于表面壓應力100MPa的鋼化玻璃，其內部的張應力為45MPa左右。此時張應力層中任何直徑大于0.06mm的硫化鎳均可引發自爆。另外，根據自爆研究統計結果分析，95%以上的自爆是由粒徑分布在0.04mm～0.65mm之間的硫化鎳引發。根據材料斷裂力學計算出硫化鎳引發自爆的平均粒徑為0.2mm.因此，國內外玻璃加工行業一致認定硫化鎳是鋼化玻璃自爆的主要原因。鋼化玻璃自爆還有一些其他因素：玻璃開槽及鉆孔的不合理、玻璃原片質量較差、厚度不均如壓花玻璃、應力分布不均例如彎鋼化玻璃及區域鋼化玻璃等。

中國建筑裝飾協會幕墻工程委員會受建設部委托，對北京、上海、天津、重慶、西安、武漢、深圳、哈爾濱、廈門、溫州10個城市進行了既有幕墻安全狀況調查，調查樣本的選取是在10個城市自檢自查基礎上，由城市建設行政主管部門推薦提供的120項既有建筑幕墻項目，在本次調查中，幕墻玻璃破損437塊。全玻幕墻此次調查有17項，其中10項發現大玻璃碎裂，共計68塊，玻璃肋斷裂3塊，還發現很多玻璃幕墻無肋玻璃。中空玻璃漏氣180塊，鍍膜玻璃脫膜現象個別城市也比較多。調查中發現了9項有重要隱患的幕墻工程，占調查項目總數的9.38%.如果去掉鋼化玻璃自爆破裂，比例下降到2.3%。幕墻門窗采用鋼化玻璃致使玻璃幕墻和門窗的玻璃破裂事故居高不下，改變這種狀況已迫在眉捷。貴州鋼化玻璃

本文根據國內、外幕墻和門窗的玻璃破裂事故的分析，建議幕墻及門窗應采用防飛散玻璃。鋼化玻璃自爆及其分類：鋼化玻璃自爆分類從鋼化玻璃誕生開始，就伴隨著自爆問題。鋼化玻璃自爆可以表述為鋼化玻璃在無外部直接作用的情況下而自動發生破碎的現象。在鋼化加工、貯存、運輸、安裝、使用等過程中均可發生鋼化玻璃自爆。

自爆按起因不同可分為兩種：

一是由玻璃中可見缺陷引起的自爆，例如結石、砂粒、氣泡、夾雜物、缺口、劃傷、爆邊等;

二是由玻璃中硫化鎳(NIS)雜質和異質相顆粒引起鋼化玻璃自爆。

BALLANTYNE于1961年首次提出鋼化玻璃自爆的硫化鎳機制。BORDEAUX和KASPERr通過250例自爆的研究，發現引起自爆的硫化鎳直徑在0.04～0.65mm之間，平均粒徑為0.2mm。新發現異質相顆粒引起鋼化玻璃自爆。

這是兩種不同類型的自爆，應明確分類，區別對待，采用不同方法來應對和處理。前者一般目視可見，檢測相對容易，故生產中可控。后者則主要由玻璃中微小的硫化鎳顆粒體積膨脹引發，無法目測檢驗，故不可控。在實際運作和處理上，前者一般可以在安裝前剔除，后者因無法檢驗而繼續存在，貴州鋼化玻璃成為使用中的鋼化玻璃自爆的主要因素。