
Закаленное стекло (также известное как армированное стекло) — это разновидность безопасного стекла.
Закаленное стекло (также известное как армированное стекло) — это разновидность безопасного стекла.
Закаленное стекло (также известное как армированное стекло) — это разновидность безопасного стекла. Это предварительно напряженное стекло, создаваемое путем приложения к его поверхности сжимающего напряжения химическими или физическими методами для повышения его прочности. При воздействии внешних сил это поверхностное напряжение сначала нейтрализуется, что повышает несущую способность стекла и его устойчивость к ветровой нагрузке, перепадам температур и ударам.
Категория: Безопасное стекло
Недостатки: Не режется, не шлифуется и не дробится; требуется изготовление по индивидуальному заказу
Применение: Двери и окна; автомобили; перегородки; витрины; мебель и т. д.
Характеристики: Хорошая термостойкость; маловероятно, что стекло может нанести травму при разрушении; высокая механическая прочность; хорошая эластичность; может самопроизвольно рассыпаться
Функции: Устойчивость к ветровой нагрузке, перепадам температур и ударам.
Во-первых, его прочность в несколько раз выше, чем у обычного стекла, что делает его более устойчивым к изгибу.
Во-вторых, оно безопаснее в использовании. Повышенная несущая способность снижает его хрупкость; даже если закаленное стекло разобьётся, оно рассыплется на мелкие тупые осколки, что значительно снижает риск травм. Устойчивость закаленного стекла к резким перепадам температур в 3-5 раз выше, чем у обычного стекла, и, как правило, выдерживает перепады температур свыше 250 градусов Цельсия, эффективно предотвращая термическое разрушение. Это разновидность безопасного стекла, обеспечивающая безопасность высотных зданий.
Безопасность: При разрушении под действием внешней силы осколки стекла образуют мелкие тупые частицы, напоминающие соты, что минимизирует риск травм.
Высокая прочность: Закаленное стекло той же толщины обладает в 3-5 раз большей ударопрочностью и прочностью на изгиб, чем обычное стекло.
Термостойкость: Закаленное стекло обладает превосходной термостойкостью, выдерживая перепады температур, в три раза превышающие перепады температур обычного стекла, до 200 °C.
Применение: Плоское и гнутое закаленное стекло относится к безопасным стеклам. Широко используется в дверях и окнах высотных зданий, стеклянных фасадах, внутренних перегородках и мансардных окнах.
①Характеристики обработки плоского закаленного стекла:
Толщина обработки: 3–19 мм
Максимальный размер: 3300 мм × 14 000 мм
Минимальный размер: 50 мм × 50 мм
② Характеристики обработки гнутого закаленного стекла:
Толщина обработки: 3–19 мм
Максимальный размер: 2440 мм × 5000 мм
Минимальный размер: 600 мм × 400 мм
Минимальный радиус кривизны: 300 мм
Качество: Соответствует китайскому национальному стандарту GB15763.2-2005
Закаленное стекло невозможно резать или обрабатывать после закалки. Перед закалкой ему необходимо придать нужную форму.
Хотя закаленное стекло прочнее обычного, оно может самопроизвольно расколоться при больших перепадах температур, в отличие от обычного.
Закаленное стекло имеет неровную поверхность и небольшое утончение. Это утончение происходит из-за быстрого охлаждения, вызванного сильным потоком воздуха после размягчения стекла во время плавления, что уменьшает зазоры между внутренними кристаллами и увеличивает давление. Поэтому закаленное стекло тоньше, чем до закалки. Как правило, стекло толщиной 4–6 мм утончается на 0,2–0,8 мм после закалки, а стекло толщиной 8–20 мм – на 0,9–1,8 мм. Точная величина утончения зависит от используемого оборудования, поэтому закаленное стекло нельзя использовать для изготовления зеркал.
Закаленное стекло по форме подразделяется на плоское и гнутое закаленное.
Плоское закаленное стекло обычно бывает двенадцати толщин: 3,4, 4,5, 5, 5,5, 6, 7,6, 8, 9,2, 11, 12, 15 и 19 мм. Гнутое закаленное стекло бывает восьми толщин: 3,4, 4,5, 5,5, 7,6, 9,2, 11, 15 и 19 мм. Конкретная толщина после обработки зависит от оборудования и технологии каждого производителя. Однако гнутое закаленное стекло имеет максимально допустимую кривизну для каждой толщины. Этот предел обычно обозначается как R, где R — радиус.
Закаленное стекло по внешнему виду подразделяется на плоское и гнутое закаленное.
Закаленное стекло классифицируется по степени плоскостности на: стекло высшего и стандартного класса. Закаленное стекло высшего класса используется для автомобильных стекол, а стекло стандартного класса — для архитектурного декора.
Благодаря постоянному обновлению видов продукции и технологий обработки, область применения закаленного стекла становится всё шире. Закаленное стекло обычно используется в следующих отраслях:
Строительство, опалубка и отделка (например, двери и окна, перегородки, предметы интерьера и т. д.)
Мебельная промышленность (стеклянные журнальные столики, мебельная фурнитура и т. д.)
Производство бытовой техники (телевизоры, духовки, кондиционеры, холодильники и т. д.)
Электроника и приборостроение (мобильные телефоны, MP3- и MP4-плееры, часы и различные цифровые устройства)
Автомобилестроение (автомобильные лобовые стекла и т. д.)
Производство товаров повседневного спроса (стеклянные разделочные доски и т. д.)
Специальные отрасли (стекло военного назначения)
Поскольку закаленное стекло разбивается на однородные мелкие частицы, не имея острых, как ножи, краев, присущих обычному стеклу, его называют безопасным стеклом и широко используют в автомобилях, для внутренней отделки помещений и в окнах высотных зданий, открывающихся наружу.
Молоток аварийного открывания: Вспомогательный инструмент для эвакуации из закрытых помещений. Обычно он устанавливается в легкодоступном месте внутри закрытых помещений, например, в автомобилях. В чрезвычайных ситуациях, таких как пожар внутри автомобиля или падение автомобиля в воду, его можно легко достать и использовать для разбивания окон и дверей.
Назначение: В основном используется для разбивания стекла при эвакуации в чрезвычайных ситуациях. Молоток используется для удара по стеклу, а лезвие на конце рукоятки используется для перерезания ремней безопасности.
Область применения: В основном используется в автобусах, легковых автомобилях, поездах и других подобных транспортных средствах.
Инструкция по применению: Молотки аварийного открывания в основном имеют конический наконечник. Из-за небольшой площади соприкосновения наконечника со стеклом при ударе по стеклу давление (не сила, а давление на единицу площади) в этой точке контакта значительно. Это похоже на принцип работы канцелярской кнопки: защитная пленка легко прокалывается, и стекло испытывает значительное внешнее воздействие, вызывая небольшую трещину. В закалённом стекле даже небольшая трещина нарушает распределение внутренних напряжений, мгновенно создавая множество паутинных трещин. В этом случае несколько лёгких ударов молотком удалят осколки стекла.
Кроме того, центр закалённого стекла — самый прочный, а углы и края — самые слабые. Лучше всего ударять безопасным молотком по краям и углам стекла, особенно по центру верхней кромки. Как только появляется трещина, легко разбить всё стекло.
Обычное стекло при разбивании образует острые, похожие на нож края, которыми легко порезаться детям или тем, кто ударяет по нему, причиняя травмы. Главное отличие закалённого стекла от обычного заключается в том, разбивается ли оно на мелкие осколки или ножевидные формы. Однако при инженерных проверках бессистемно применять такие разрушающие испытания нецелесообразно.
Как же определить, действительно ли вы приобрели закалённое стекло?
Для этого необходимо проанализировать принцип производства закалённого стекла. Закаленное стекло изготавливается путем резки обычного отожженного стекла до требуемых размеров, нагревания его до температуры, близкой к температуре размягчения, и, наконец, быстрого и равномерного охлаждения. После закалки на поверхности стекла формируется равномерное сжимающее напряжение, а внутри – растягивающее, что значительно улучшает его эксплуатационные характеристики. Его прочность на разрыв более чем в три раза превышает прочность обычного стекла, а ударопрочность – более чем в пять раз.
Эта характеристика, характеристика напряжения, становится важным признаком, позволяющим отличить подлинное закаленное стекло от поддельного. При просмотре закаленного стекла через поляризационный фильтр по краям можно увидеть цветные полосы, а на поверхности – черные и белые пятна. Поляризационные фильтры можно найти в объективах фотоаппаратов или очках; регулировка источника света во время наблюдения облегчает этот процесс.
Каждое закаленное стекло имеет сертификат качества и безопасности 3C.
Дефект самопроизвольного разрушения: Самопроизвольное растрескивание закаленного стекла без прямого механического воздействия называется самопроизвольным разрушением закаленного стекла. Согласно отраслевому опыту, частота самопроизвольного разрушения обычного закаленного стекла составляет приблизительно 1–3‰. Самопроизвольное разрушение является одной из неотъемлемых характеристик закаленного стекла.
Существует множество причин самопроизвольного разрушения, которые можно обобщить следующим образом:
① Влияние дефектов качества стекла
Включения, примеси и пузырьки в стекле: Примеси в стекле являются слабыми местами закаленного стекла и зонами концентрации напряжений. В частности, если включения находятся в зоне растяжения закаленного стекла, они являются существенным фактором, приводящим к разрушению.
Включения находятся в стекле и имеют другой коэффициент теплового расширения, чем само стекло. После закалки концентрация напряжений в области трещины вокруг включения экспоненциально возрастает. Если коэффициент теплового расширения включения меньше коэффициента теплового расширения стекла, касательное напряжение вокруг включения находится в состоянии растяжения. Трещины, сопровождающие включение, очень склонны к распространению.
Содержание кристаллов сульфида никеля в стекле: Включения сульфида никеля обычно существуют в виде небольших кристаллических сфер диаметром 0,1–2 мм. Включения, внешне похожие на металлические, относятся к Ni3S2, Ni7S6 и Ni-XS, где X = 0–0,07. Только фаза Ni1-XS является основной причиной спонтанного разрушения закаленного стекла.
Теоретически, NiS претерпевает фазовый переход при температуре 379 °C, переходя из высокотемпературной гексагональной кристаллической системы α-NiS в низкотемпературную тригональную кристаллическую систему β-Ni, что сопровождается расширением объёма на 2,38%. Эта структура сохраняется при комнатной температуре. При последующем нагревании стекла может быстро произойти фазовый переход α-β. Если эти включения находятся в зоне растягивающих напряжений закаленного стекла, расширение объёма приведёт к спонтанному разрушению. Если α-NiS присутствует при комнатной температуре, он будет медленно переходить в β-фазу в течение нескольких лет или месяцев; это медленное увеличение объема во время фазового перехода не обязательно приведет к внутреннему разрушению.
Дефекты на поверхности стекла, такие как царапины, сколы или глубокие краевые разрывы, вызванные неправильной обработкой или обращением, могут легко привести к концентрации напряжений или самопроизвольному разрушению закаленного стекла.
②Неравномерное и смещенное распределение напряжений в закаленном стекле
Температурный градиент, возникающий по толщине стекла при нагревании или охлаждении, неравномерен и асимметричен. Это делает закаленные изделия склонными к самопроизвольному разрушению, а некоторые даже испытывают «воздушные взрывы» при быстром охлаждении. Если зона растягивающих напряжений смещается на одну сторону изделия или к поверхности, закаленное стекло самопроизвольно разрушается.
Эксперименты показали, что при повышении степени закалки до 1 уровня/см количество самопроизвольных разрушений достигает 20–25%. Следовательно, чем больше напряжение и выше степень закалки, тем выше вероятность самопроизвольного разрушения.
Решения для предотвращения самопроизвольного разрушения закаленного стекла
Снижение величины напряжения в закаленном стекле
Распределение напряжений в закаленном стекле таково, что обе поверхности находятся под напряжением сжатия, а внутренний слой – под напряжением растяжения. Распределение напряжений по толщине стекла напоминает параболу. Центр параболы, т.е. точка максимального напряжения растяжения; стороны, прилегающие к двум поверхностям, находятся под напряжением сжатия; поверхность нулевого напряжения расположена примерно на 1/3 толщины стекла. Анализируя физический процесс закалки и быстрого охлаждения, можно увидеть, что существует примерно пропорциональная зависимость между поверхностным натяжением и максимальным внутренним напряжением растяжения закаленного стекла, то есть напряжение растяжения составляет от 1/2 до 1/3 напряжения сжатия. Отечественные производители обычно устанавливают поверхностное натяжение закаленного стекла около 100 МПа, но фактическая ситуация может быть выше. Растягивающее напряжение самого закаленного стекла составляет около 32 МПа - 46 МПа, а предел прочности стекла - 59 МПа - 62 МПа. Пока напряжение, создаваемое расширением сульфида никеля, составляет 30 МПа, этого достаточно, чтобы вызвать спонтанное разрушение. Если его поверхностное напряжение уменьшается, растягивающее напряжение самого закаленного стекла соответственно уменьшается, тем самым помогая уменьшить возникновение спонтанного разрушения. Американский стандарт ASTM C1048 определяет, что диапазон поверхностного напряжения для закаленного стекла превышает 69 МПа; для полузакаленного (термоупрочненного) стекла он составляет 24 МПа - 52 МПа. Стандарт на стекло для навесных фасадов BG17841 определяет диапазон напряжений 24 < δ ≤ 69 МПа для полузакаленного стекла. Новый национальный стандарт моей страны GB15763.2-2005 «Безопасное стекло для зданий. Часть 2: Закаленное стекло», вступивший в силу 1 марта этого года, требует, чтобы поверхностное напряжение было не менее 90 МПа. Это на 5 МПа ниже, чем 95 МПа в предыдущем стандарте, что способствует снижению вероятности самопроизвольного разрушения.
Обеспечение равномерного распределения напряжений в стекле: Неравномерное напряжение в закаленном стекле значительно увеличивает вероятность самопроизвольного разрушения до уровня, который невозможно игнорировать. Самопроизвольное разрушение, вызванное неравномерным напряжением, иногда проявляется концентрированно, особенно в случае гнутого закаленного стекла, где вероятность самопроизвольного разрушения одной партии может достигать тревожно высоких значений и даже может происходить последовательно. Основными причинами являются локальное неравномерное напряжение и смещение слоя напряжения по толщине; качество исходного листа стекла также оказывает определенное влияние. Неравномерное напряжение значительно снижает прочность стекла, фактически увеличивая внутренние напряжения растяжения и, следовательно, вероятность самопроизвольного разрушения. Достижение равномерного распределения напряжений в закаленном стекле может эффективно снизить этот показатель.
Термовыдержка (HST). Пояснение: Термовыдержка, также известная как гомогенизация, обычно называется «детонацией». Она включает в себя нагрев закаленного стекла до температуры 290°C ± 10°C и выдержку при этой температуре в течение определенного времени. Это приводит к быстрому завершению фазового превращения сульфида никеля в закаленном стекле, что искусственно предотвращает самопроизвольное разрушение в заводской печи для термовыдержки, которое в противном случае произошло бы только после использования. Это снижает вероятность самопроизвольного разрушения во время установки и эксплуатации. Этот метод обычно использует горячий воздух в качестве нагревающей среды и известен в мире как «испытание на термовыдержку» (Heat Soak Test), или сокращенно HST.
Сложности термовыдержки: В принципе, термовыдержка не является ни сложной, ни трудоемкой. Однако достижение требуемых параметров процесса на практике чрезвычайно сложно. Исследования показывают, что сульфид никеля в стекле имеет различные специфические химические структуры, такие как Ni7S6, NiS и NiS1.01, с различными пропорциями различных компонентов и потенциальным присутствием других элементов. Скорость его фазового перехода сильно зависит от температуры. Исследования показывают, что скорость фазового перехода при 280 ℃ в 100 раз больше, чем при 250 ℃, поэтому крайне важно гарантировать, что все части стекла в печи подвергаются одинаковому температурному режиму. В противном случае, с одной стороны, недостаточное время выдержки в стекле при более низких температурах предотвращает полный фазовый переход сульфида никеля, ослабляя эффективность обработки горячим погружением. С другой стороны, чрезмерно высокая температура стекла может даже вызвать обратный фазовый переход сульфида никеля, создавая большую угрозу безопасности. Обе ситуации могут сделать обработку горячим погружением неэффективной или даже контрпродуктивной. Равномерность температуры во время работы печи горячего погружения чрезвычайно важна. Три года назад во многих отечественных печах горячего остекления во время процесса выдержки при погружении наблюдалась разница температур до 60 °C, а в импортных печах она часто составляла около 30 °C. Следовательно, даже после обработки горячим остеклением частота самопроизвольного разрушения некоторых видов закаленного стекла остается высокой.
Новый стандарт будет более эффективным. Процесс и оборудование для горячего остекления постоянно совершенствуются. Немецкий стандарт DIN 18516 в редакции 1990 года предусматривал 8-часовую выдержку, в то время как стандарт prEN 14179-1:2001(E) сократил это время до 2 часов. Новый стандарт значительно улучшил процесс горячего остекления, продемонстрировав четкие статистические технические показатели: после горячего остекления частота самопроизвольного разрушения может быть снижена до одного случая на 400 тонн стекла. С другой стороны, конструкция и конструкция печей для горячего остекления также постоянно совершенствуются, что приводит к значительному повышению равномерности нагрева, в основном отвечая требованиям процесса горячего остекления. Например, технология горячего остекления, разработанная компанией Nanbo Group, позволила достичь уровня самопроизвольного разрушения, соответствующего техническим показателям нового европейского стандарта, что позволило добиться превосходных результатов в рамках масштабного проекта нового аэропорта Гуанчжоу площадью 120 000 квадратных метров.
Хотя горячее остекление не может гарантировать абсолютного предотвращения самопроизвольного разрушения, оно снижает его частоту, эффективно решая проблему самопроизвольного разрушения, которая мучила всех участников проекта. Поэтому горячее остекление общепризнано как наиболее эффективный метод полного решения этой проблемы.
Изучение самопроизвольного разрушения закаленного стекла направлено на поиск более эффективных решений. Сравнение эффективности и надежности различных решений направлено на дальнейшее снижение уровня самопроизвольного разрушения и минимизацию потерь, вызванных самопроизвольным разрушением. На основании вышеприведенного анализа и сравнения, а также с учетом фактического положения дел с техническим стеклом, следующие рекомендации приведены исключительно для справки.
Упаковка
Изделия должны быть упакованы в контейнеры или деревянные ящики. Каждый кусок стекла должен быть обернут в пластиковый пакет или бумагу, а пространство между стеклом и упаковочной коробкой должно быть заполнено легким, мягким материалом, который не допускает царапин и других дефектов. Конкретные требования должны соответствовать действующим национальным стандартам.
Маркировка упаковки
Маркировка упаковки должна соответствовать действующим национальным стандартам. На каждой упаковке должна быть указана такая информация, как «Вверх дном», «Обращаться осторожно», «Разбить ручкой», «Толщина стекла», «Марка» и «Название или товарный знак производителя».
Транспортировка
Типы транспортных средств и правила обращения с продукцией должны соответствовать действующим национальным нормам.
Во время транспортировки деревянные ящики не должны располагаться плашмя или под углом. Направление длины должно совпадать с направлением движения транспортного средства, необходимо принять меры защиты от дождя.
Хранение
Изделия следует хранить в вертикальном положении в сухом помещении.
Установки ультразвуковой очистки закаленного стекла используют экологически безопасные методы очистки на водной основе. Принцип работы заключается в использовании кавитационного эффекта ультразвука в сочетании с дезактивирующим эффектом чистящих средств для достижения необходимой чистоты поверхности заготовки. Затем заготовка сушится в одноступенчатой вращающейся туннельной сушилке с циркуляцией горячего воздуха, что гарантирует отсутствие грязи, пятен воды и других загрязнений на поверхности.
Установка ультразвуковой очистки закаленного стекла VIGUT использует ультразвуковые сигналы частотой более 20 кГц. Эти сигналы преобразуются преобразователем в высокочастотные механические колебания и передаются в очищаемую среду. Ультразвуковые волны распространяются в очищающей среде, создавая десятки тысяч мельчайших пузырьков в потоке жидкости. Эти пузырьки образуются и растут в зоне отрицательного давления, где ультразвук распространяется продольно, и быстро закрываются в зоне положительного давления – явление, известное как кавитация. Во время кавитации смыкание этих пузырьков создает мгновенное высокое давление, превышающее 1000 атмосфер. Это непрерывное мгновенное высокое давление действует как серия небольших взрывов, непрерывно бомбардируя поверхность закаленного стекла, заставляя грязь с поверхности и щелей быстро отслаиваться. В сочетании с медленной сушкой IPA это обеспечивает тщательную очистку и сушку поверхности закаленного стекла и прилегающих зон, достигая как эффекта очистки, так и эффекта сушки. [2] Перспективы развития Модернизация структуры потребления населения, стимулирование независимых инноваций предприятий, новое сельское строительство и урбанизация – все это обеспечит неизменность среднесрочного и долгосрочного спроса на стеклянную продукцию на внутреннем рынке. С развитием таких отраслей, как строительство, автомобилестроение, отделка, мебельная промышленность и информационные технологии, а также растущим спросом людей на жилые помещения, широкое распространение получают функциональные переработанные изделия, такие как безопасное стекло и энергосберегающее стеклопакеты. Структура спроса и предложения, а также структура потребления листового стекла меняются.
Развитие стекольной промышленности связано со многими секторами национальной экономики и играет положительную роль в содействии развитию всей национальной экономики. Поэтому «Одиннадцатый пятилетний план» также выдвинул конкретные требования к развитию стекольной промышленности. Также были приняты различные законы и нормативные акты, регулирующие устойчивое развитие стекольной промышленности. В новых условиях стекольная промышленность должна трансформировать модель своего роста и эффективно корректировать свою производственную структуру в соответствии с требованиями концепции научного развития для содействия устойчивому развитию отрасли. Характеристики закаленного стекла: Закаленное стекло изготавливается путем нагревания высококачественного флоат-стекла до температуры, близкой к температуре размягчения, с последующим быстрым охлаждением поверхности. Это распределяет сжимающие напряжения по поверхности, в то время как растягивающие напряжения концентрируются в сердцевине. Благодаря высокому и равномерному напряжению сжатия, растягивающие напряжения, создаваемые внешним давлением, компенсируются мощными сжимающими напряжениями стекла, что повышает его безопасность.
Повышенная прочность: Механическая прочность, ударопрочность и прочность на изгиб закалённого стекла в 4-5 раз выше, чем у обычного стекла.
Повышенная термостойкость: Закалённое стекло выдерживает значительные перепады температур без разрушения, а его устойчивость к перепадам температур в 3 раза выше, чем у обычного флоат-стекла той же толщины.
Повышенная безопасность: При разрушении закалённое стекло под действием силы быстро распадается на мелкие осколки с тупыми углами, обеспечивая максимальную безопасность персонала. Области применения: мебельная, электронная, строительная, отделочная промышленность, ванные комнаты, автомобили, эскалаторы и другие помещения, требующие особой безопасности или подверженные резким перепадам температур. Его также можно использовать в качестве основы для стеклопакетов и многослойного стекла.
Модели из закалённого стекла с номинальной толщиной D 6 мм < 12 мм, номинальной толщиной D > 12 мм и номинальной толщиной D < 6 мм соответствуют требованиям правил обязательной сертификации GB/T9963-1998 и GB17841-1999 и получили сертификат обязательной сертификации продукции «3C» в Китае.
GB/T 9963-1998
GB/T 531-92 Метод испытания вулканизированной резины на твердость по Шору А
GB 1216-85 Наружный микрометр
GB 4871-1995 Обычное плоское стекло
GB 5137.2-1996 Метод испытания оптических свойств автомобильного безопасного стекла
GB 11614-89 Флоат-стекло
JC/T 677-1997 Метод испытания строительного стекла на равномерно распределенную статическую нагрузку, имитирующую ветровое давление