Rūdīta stikla spontānas sprādziena galvenais cēlonis ir tā iekšpusē esošie piemaisījumi un defekti, kas saplīst ilgstošas -stresa iedarbības rezultātā. Starptautiski parasti tiek uzskatīts, ka rūdīta stikla pašsprādzienbīstamība ir aptuveni 0,1–0,3%, taču tas ir tikai statistisks vidējais rādītājs. Konkrētam stikla gabalam tā risku nosaka šādi faktori:
Iekšējais izšķirošais faktors (pats stikls)
Tas ir galvenais paš{0}}eksplozijas cēlonis, kas veido vairāk nekā 98%.
Niķeļa sulfīda (NiS) piemaisījumi
Tas ir visslavenākais un galvenais iemesls. Stikla lokšņu ražošanas procesā var tikt sajaukts ļoti neliels daudzums niķeļa un sēra, veidojot niķeļa sulfīda kristālus augstā temperatūrā kausētā stāvoklī.
"Fāzes pārejas izplešanās" princips: niķeļa sulfīda kristāli pastāv divos veidos: fāze augstā temperatūrā un fāze zemā temperatūrā. Dzēšanas processrūdīts stiklsir ārkārtīgi ātrs, un -fāze NiS ir "iesaldēta" stikla iekšpusē. Istabas temperatūrā fāze lēnām pārvēršas fāzē, bet tās tilpums palielinās par aptuveni 2-4%.
Sprieguma koncentrācija: ja šis piemaisījums atrodas stikla plāksnes stiepes sprieguma zonā (rūdīta stikla centrālajā slānī), milzīgais spiediens, ko rada tā tilpuma paplašināšanās, izjauks apkārtējā stikla sprieguma līdzsvaru, izraisot visa stikla gabala tūlītēju saplīst. Tipisks "tauriņa plankuma" raksts pēc plaisāšanas ar niķeļa sulfīda piemaisījumiem centrā.
Citi piemaisījumi un burbuļi
Papildus niķeļa sulfīdam citi cietie piemaisījumi stikla izejvielās, piemēram, alumīnija oksīda un kvarca daļiņas, var izraisīt arī sprieguma koncentrāciju, jo tiem ir atšķirīgi stikla matricas termiskās izplešanās koeficienti.
Burbuļi vai akmeņi (neizkusuši izejmateriāli) stiklā var kļūt arī par vājajām vietām rūdīšanas procesā, palielinot pašsprādziena risku.
Stikla rūdīšanas stresa līmenis
Jo augstāka ir rūdīšanas pakāpe, jo lielāka ir stikla stiprība, bet jo lielāka ir tajā uzkrātā sprieguma enerģija.
Ja stress ir pārāk liels un nevienmērīgs, tas pats par sevi būs nestabilā stāvoklī. Tiklīdz tiek aktivizēts neliels defekts, enerģija tiks ātri atbrīvota, izraisot pašsprādzienu.
Ārējie inducējošie faktori (apstrāde, uzstādīšana un lietošana)
Lai gan šie faktori tieši neizraisa paš-uzsprāgšanu, tie var ievērojami palielināt paš-sprādziena risku vai kļūt par "pēdējo pilienu, kas salauž kamieļa muguru".
Apstrādes un dizaina faktori
Malu un stūru bojājumi: griešanas, transportēšanas un uzstādīšanas laikā, ja stikla malas un stūri ir plaisājuši vai ieplaisājuši, šie defekti kļūs par sprieguma koncentrācijas punktiem, ievērojami samazinot stikla kopējo izturību un izraisot pašsprādzienu.
Urbšana un rievošana: jebkura stikla griešana vai urbšana mainīs tā sprieguma sadalījumu, radot lielas{0}}spriegojuma zonas caurumu un rievu malās. Nepareizi rīkojoties vai nepamatoti projektējot, palielināsies pašsprādziena risks.
Izmērs un biezums: parasti, jo lielāks un biezāks ir stikls, jo sarežģītāks ir iekšējais spriegumu sadalījums, jo augstāka tā uzkrātā enerģija un teorētiski lielāks pašsprādziena risks.
Uzstādīšanas faktori
Uzstādīšanas spriegums: ja uzstādīšanas rāmis ir nelīdzens, savīts vai tiek izmantotas pārāk cietas starplikas, stikls jau uzstādīšanas laikā tiks pakļauts papildu lieces spriegumam vai punktveida kontakta spriegumam. Šāda veida "piespiedu uzstādīšana" saglabās stiklu zem lielas slodzes ilgu laiku.
Nepietiekama sprauga: starp stiklu un rāmi nav atstāta pietiekama izplešanās atstarpe. Kad apkārtējās vides temperatūra mainās un liek stiklam karstuma un aukstuma dēļ izplesties un sarauties, rāmis to saspiedīs, radot papildu stresu.
Izmantojiet vides faktorus
Termiskais spriegums: dažādas stikla daļas tiek uzkarsētas nevienmērīgi (piemēram, viena daļa ir tieši pakļauta saules gaismai, bet otra ir aizēnota), sakarsētā daļa izplešas, un atdzesētā daļa ierobežo tās izplešanos, tādējādi radot stiklā termisko spriegumu. Šāda veida stress, ja to pārklāj ar rūdīšanas stresu, var izraisīt pašeksploziju.
Vēja spiediens un vibrācija: ilgstoša-spēcīga vēja spiediena vai nepārtrauktas tuvumā esošās satiksmes un tehnikas vibrācijas iedarbība var izraisīt stikla nogurumu, samazinot tā stiprību.
Pēkšņas temperatūras izmaiņas: piemēram, aukstā ziemā stikla gabals, kas ir uzsildīts ar iekštelpu apkuri, pēkšņi sastopas ar ledainu lietu. Spēcīgs termiskais šoks var arī izraisīt tā pārrāvumu.
Kā samazināt pašeksplozijas{0}}risku?
Izprotot iemeslus, var veikt atbilstošus profilakses pasākumus
Atlasiet augstas kvalitātes -neapstrādāta stikla loksnes: izmantojiet neapstrādāta stikla loksnes no labi-pazīstamiem zīmoliem ar labu reputāciju. To ražošanas procesi tiek stingri kontrolēti, un piemaisījumu saturs ir mazāks.
Veiciet homogenizācijas apstrādi (karstuma uzsūkšanas testu, HST):
Tas ir visefektīvākais veids, kā novērst niķeļa sulfīda pašeksploziju{0}}. Ielieciet rūdītu stiklu homogenizācijas krāsnī, uzkarsējiet to līdz 290 grādiem ±10 grādiem un paturiet to noteiktu laiku.
Šis process simulēs dabisko vidi vairākus gadus vai pat gadu desmitus, izraisot nestabilu NiS piemaisījumu saturošu stiklu priekšlaicīgu saplīst kontrolētos apstākļos. Pēc homogenizācijas apstrādes paš-eksplozijas ātrumu var samazināt līdz 0,01% līdz 0,03%.
Daudzstāvu ēku aizkaru sienām-, jumta logiem, dušas telpām un citām vietām ar drošības prasībām stingri ieteicams izmantot viendabīgu rūdītu stiklu.
Standartizēta apstrāde un uzstādīšana: Nodrošiniet stikla griešanas, malu slīpēšanas un urbšanas kvalitāti un izvairieties no stūru un malu bojājumiem. Uzstādot, izmantojiet saderīgus rāmjus un starplikas, lai nodrošinātu vienmērīgu spēka sadalījumu un atstātu pietiekami daudz kompensācijas savienojumu.
Ultra-dzidra stikla izmantošana: īpaši dzidrajam stiklam ir zems dzelzs saturs, tīrākas izejvielas un ļoti maz iekšējo piemaisījumu (tostarp niķeļa). Tā paš-eksplozijas ātrums ir daudz zemāks nekā parastam pludinātajam stiklam.
Kopsavilkums
Rūdīta stikla pašeksplozija-ir maza-iespējamība, taču tā patiešām pastāv. Tās kodols ir iekšējo piemaisījumu (īpaši niķeļa sulfīda) un ārējās lielās spriedzes kombinācijas rezultāts. Izvēloties augstas-kvalitatīvas izejvielas, veicot homogenizācijas apstrādi un veicot standartizētu apstrādi un uzstādīšanu, risku var kontrolēt ļoti zemā līmenī.
