פתרון פיצוץ עצמי של זכוכית מחוסמת

הפחת את ערך הלחץ
התפלגות המתח בזכוכית מחוסמת היא ששני המשטחים של הזכוכית המחוסמת נמצאים במתח לחיצה, שכבת הליבה נמצאת במתח מתיחה, ופיזור המתח על עובי הזכוכית דומה לפרבולה. מרכז עובי הזכוכית הוא קודקוד הפרבולה, כלומר מתח המתיחה המרבי; שני הצדדים הקרובים לשני משטחי הזכוכית נמצאים בלחץ דחיסה; משטח הלחץ האפס הוא בערך 1/3 מהעובי. על ידי ניתוח התהליך הפיזי של מזג וקירור מהיר, ניתן לראות שמתח הפנים של זכוכית מחוסמת ומתח המתיחה המרבי בפנים הם פרופורציונליים בערך, כלומר, מתח המתיחה הוא 1/2 עד 1/3 מה לחץ דחיסה. יצרנים מקומיים מגדירים בדרך כלל את מתח הפנים של זכוכית מחוסמת בסביבות 100MPa, והמצב בפועל עשוי להיות גבוה יותר. מתח המתיחה של זכוכית מחוסמת עצמה הוא כ-32MPa עד 46MPa, וחוזק המתיחה של זכוכית הוא 59MPa עד 62MPa. כל עוד המתח שנוצר מהתפשטות ניקל גופרתי הוא 30MPa, זה מספיק כדי לגרום לפיצוץ עצמי. אם מתח פני השטח שלה יורד, עומס המתיחה של הזכוכית המחוסמת עצמה יופחת בהתאם, מה שיעזור להפחית את התרחשות הפיצוץ העצמי.
התקן האמריקאי ASTMC1048 קובע שטווח המתח של פני השטח של זכוכית מחוסמת גדול מ-69MPa; זכוכית מחוסמת למחצה (מחוזקת בחום) היא 24MPa~52MPa. תקן הזכוכית של קיר המסך BG17841 קובע שטווח הלחץ החצי מחומם הוא 24<;δ≤69MPa. The new national standard GB15763.2-2005 "Architectural Safety Glass Part 2: Tempered Glass" implemented in China requires that its surface stress should not be less than 90MPa. This is 5MPa lower than the 95MPa specified in the old standard, which is conducive to reducing self-explosion.
מתח אחיד
הלחץ הלא אחיד של זכוכית מחוסמת יגדיל משמעותית את קצב הפיצוץ העצמי, שהגיע לרמה שאי אפשר להתעלם ממנה. הפיצוץ העצמי הנגרם כתוצאה מלחץ לא אחיד מתבטא לפעמים בריכוז רב, במיוחד קצב הפיצוץ העצמי של אצווה ספציפית של זכוכית מחוסמת מעוקלת יגיע לחומרה מדאיגה, ועלול להתרחש ברציפות. הסיבה העיקרית היא הלחץ המקומי הלא אחיד ותזוזה של שכבת המתח בכיוון העובי, וגם לאיכות הזכוכית המקורית עצמה יש השפעה מסוימת. מתח לא אחיד יקטין מאוד את חוזק הזכוכית, המקביל להגברת מתח המתיחה הפנימי במידה מסוימת, ובכך יגדיל את קצב הפיצוץ העצמי. אם ניתן לפזר את הלחץ של זכוכית מחוסמת באופן שווה, ניתן להפחית ביעילות את קצב הפיצוץ העצמי.
טיפול בטבילה חמה
טיפול בטבילה חמה נקרא גם טיפול הומוגניזציה, הידוע בכינויו "פיצוץ". טיפול בטבילה חמה הוא לחמם את הזכוכית המחוסמת ל- 290 מעלות ± 10 מעלות ולשמור עליה חמימה לפרק זמן מסוים, כך שניקל גופרתי יכול להשלים במהירות את שינוי הפאזה הגבישית בזכוכית המחוסמת, כך שהזכוכית המחוסמת שעלולה להתפוצץ לאחר השימוש נשבר באופן מלאכותי בכבשן הטבילה החמה של המפעל מראש, ובכך מפחית את הפיצוץ העצמי של זכוכית מחוסמת בשימוש לאחר ההתקנה. שיטה זו משתמשת בדרך כלל באוויר חם כמדיום החימום, מה שנקרא בחו"ל "מבחן השרייה בחום", ובקיצור HST, שפירושו המילולי הוא טיפול בטבילה חמה.
קושי בטבילה חמה. באופן עקרוני, טיפול בטבילה חמה אינו מסובך ואינו קשה. אבל למעשה, קשה מאוד להשיג את אינדיקטור התהליך הזה. מחקרים הראו שיש הרבה נוסחאות כימיות ספציפיות של ניקל גופרתי בזכוכית, כמו Ni7S6, NiS, NiS1.01 וכו'. לא רק הפרופורציות של רכיבים שונים שונים, אלא שגם אלמנטים אחרים עשויים להיות מסוממים. מהירות שינוי הפאזה שלו תלויה מאוד בטמפרטורה. מחקרים הראו שקצב שינוי הפאזה ב-280 מעלות הוא פי 100 מזה של 250 מעלות, ולכן יש צורך להבטיח שכל פיסת זכוכית בתנור חווה את אותה מערכת טמפרטורה. אחרת, מצד אחד, הזכוכית עם טמפרטורה נמוכה לא יכולה לשנות לחלוטין את השלב בגלל זמן בידוד לא מספיק, מה שמחליש את האפקטיביות של טבילה חמה. מצד שני, כאשר טמפרטורת הזכוכית גבוהה מדי, היא אף עלולה לגרום לשינוי פאזה הפוך של ניקל גופרתי, ולגרום לסכנות נסתרות יותר. שני המצבים הללו יובילו לכך שהטיפול בטבילת החום יהיה חסר תועלת או אפילו לא יעיל. אחידות הטמפרטורה במהלך פעולת תנור הטבילה החמה חשובה כל כך, והפרש הטמפרטורות בכבשן של רוב תנורי הטבילה החמים במהלך בידוד הטבילה החם הוא אפילו עד 60 מעלות, ואין זה נדיר בהפרשי הטמפרטורות של תנורים מיובאים זרים להיות סביב 30 מעלות. לכן, למרות שחלק מזכוכית מחוסמת טופלה בטבילה חמה, שיעור הפיצוץ העצמי נותר גבוה.
למעשה, תהליך הטבילה החמה והציוד שופרו ללא הרף. התקן הגרמני DIN18516 קובע שזמן ההחזקה הוא 8 שעות במהדורת 1990, בעוד שתקן prEN14179-1:2001 (E) מפחית את זמן ההחזקה לשעתיים. ההשפעה של תהליך הטבילה החמה לפי התקן החדש היא משמעותית מאוד, ויש אינדיקטורים טכניים סטטיסטיים ברורים: לאחר הטבילה החמה ניתן לצמצם למקרה אחד של פיצוץ עצמי לכל 400 טון זכוכית. מצד שני, גם תנור הטבילה החמה משפר כל הזמן את העיצוב והמבנה שלו, וגם אחידות החימום שופרה משמעותית, שיכולה בעצם לעמוד בדרישות תהליך הטבילה החמה. לדוגמה, קצב הפיצוץ העצמי של הזכוכית שטופלה על ידי הטבילה החמה של CSG Group הגיע לאינדיקטורים הטכניים של התקן האירופי החדש, ולביצועים ב-120,000 מ"ר Guangzhou New Airport super-large הפרויקט משביע רצון ביותר. למרות שטיפול בטבילה חמה לא יכול להבטיח שלא יהיה פיצוץ עצמי, הוא כן מפחית את התרחשות הפיצוץ העצמי ולמעשה פותר את בעיית הפיצוץ העצמי שהטריד את כל הצדדים בפרויקט. לכן, טבילה חמה היא השיטה היעילה ביותר המוכרת על ידי העולם לפתור לחלוטין את בעיית הפיצוץ העצמי.