鋼化玻（bō）璃自（zì）爆（bào）原因及鑒別方法

      每到夏季，全國多個地區都進入了“燒烤模式”。叼嘿视频機器近日了解到，不少城市近期經常報（bào）道有高層建築玻璃幕牆（qiáng）鋼化玻璃炸裂的事（shì）件發生。那麽真的是像新聞中提到的玻璃被高溫燒烤爆（bào）炸嗎。下麵叼嘿视频機器就帶您了解一下鋼化玻璃自爆的原因。
      其實從鋼化玻璃誕生（shēng）開（kāi）始，就伴隨著自爆問（wèn）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（zhù）存、運輸、安裝、使用等過（guò）程中均可發生鋼化玻璃自爆（bào）。 
鋼化玻璃自爆率
      國（guó）內的自爆率各生產廠家並不一致，從3%～0.3%不等。一般自爆率是按片數為單位計算的，沒（méi）有考慮單片玻璃的麵（miàn）積大小和玻璃厚度，所以不夠準確，也無法進行更科學的（de）相互比較。為統（tǒng）一測算自爆率，必須確定統一（yī）的假設（shè）。定出統一的條件（jiàn）：每5～8噸玻璃含（hán）有（yǒu）一個足（zú）以引（yǐn）發自爆的硫化鎳；每片鋼化玻璃的麵積平均為1.8m2；硫化鎳均勻分布。則計算出6mm厚的鋼化玻璃（lí）計算自爆率為0.64%～0.54%，即6mm鋼化玻璃的自爆率約（yuē）為3‰～5‰。這與國內高水平加工企業的實際值基本吻合。 
      即使完全按標準生產，也不能（néng）徹底避免鋼化玻璃自爆。大型建築物輕易（yì）就（jiù）會用上幾百噸玻璃，這意味著玻璃中硫化鎳和異質相雜質存在的幾率（lǜ）很大，所以鋼化（huà）玻璃雖經（jīng）熱浸處理，自爆依然不可避免
鋼化（huà）玻璃自爆機理 
自爆（bào）按起因不同可分為兩種： 
      一是由玻璃中可見缺陷引起（qǐ）的自爆，例如結石（shí）、砂粒、氣泡、夾雜物、缺口、劃傷（shāng）、爆（bào）邊等； 
      二是由玻（bō）璃中硫化鎳（NIS）雜質和異質（zhì）相顆粒引起鋼化玻璃自爆。BALLANTYNE於1961年首次提出鋼化玻璃自爆的硫化鎳機製。BORDEAUX和KASPERｒ通過對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（jìng）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（lèi）型的自爆，應（yīng）明確分類，區別對待，采用不同方法（fǎ）來應對（duì）和處理。前者（zhě）一般目視可（kě）見，檢測相對容易，故生產中可控。後（hòu）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（gù）不可控。在實際（jì）運作和處理上，前（qián）者一般可以在安裝前剔除（chú），後者因無法檢驗而繼續存在，成為使用中的鋼化玻璃自爆的（de）主要因素。硫化鎳類（lèi）自爆後更換難度大（dà），處（chù）理費用高，同時會伴隨較大的（de）質量投（tóu）訴（sù）及經濟（jì）損失，造成業主的不滿甚至更為嚴重的其他後果。所（suǒ）以，硫化鎳引發的自（zì）爆是我們（men）討論的（de）重點。
      玻璃經鋼化爐鋼化處理後（hòu），表麵層形（xíng）成壓應力。內（nèi）部板芯層呈張應力，壓應力和張應力共同構成（chéng）一個平衡體。玻（bō）璃本身是一種脆性材料，耐壓但不耐拉，所以玻璃（lí）的（de）大部分破碎是張應力引發的。 
      鋼化玻璃（lí）中硫化鎳晶體（tǐ）發生相變時，其體積膨脹，處於玻璃板芯（xīn）張應力層的硫化鎳膨脹使（shǐ）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極限（xiàn）時，就會導致鋼化玻璃（lí）自爆。國外研究證明：玻璃主料石英砂或砂岩帶入鎳，燃料及輔料帶入硫，在1400℃～1500℃高溫熔窯燃燒熔化形成硫化鎳。當溫度超過1000℃時，硫（liú）化鎳（niè）以液滴形式隨機分布於熔融玻（bō）璃液中。當溫度（dù）降至797℃時，這些小液（yè）滴結（jié）晶（jīng）固化，硫化（huà）鎳處於高溫態（tài）的α-NiS晶相（六方晶體）。當溫度（dù）繼續降至379℃時，發生晶相轉變成為低溫狀態的β-NiS（三方晶係），同時伴隨著2.38%的體積膨脹。這個轉變過程的快慢，既取決於硫化鎳顆粒中（zhōng）不同組（zǔ）成物（包括Ni7S6、NiS、NiS1.01）的（de）百分比含量，還取決於其周圍溫度的高低。如果硫化鎳相變沒有轉換完全，則即使在自然（rán）存放及正常使用的溫度條（tiáo）件下，這一過程仍然繼續，隻是速度很低而已。 
      當玻璃鋼（gāng）化加熱時，玻璃內部（bù）板芯溫度約620℃，所有的硫化鎳都處於高溫態的α-NiS相。隨後，玻璃進（jìn）入風柵急冷，玻璃中的硫化（huà）鎳在379℃發生相變。與浮法退火窯不同的是，鋼化（huà）急（jí）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。快速急冷使（shǐ）玻璃得以鋼化，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（huà）鎳相變低速持續地進行著，體積不斷膨（péng）脹擴張，對其周（zhōu）圍玻璃的作用（yòng）力（lì）隨之增大。鋼化玻璃（lí）板芯本（běn）身就是張應力層，位於張應力層內的硫化（huà）鎳發生相變時（shí）體積膨脹也形成（chéng）張（zhāng）應力，這兩種張應（yīng）力疊加在一起，足以引發鋼化玻璃的破裂即自爆（bào）。 
      進一步實驗表明：對於表麵壓應力為100MPa的鋼化玻璃，其（qí）內部的張應力為45MPa左右。此時張應力層中任（rèn）何直徑（jìng）大於0.06mm的硫化鎳均可引發（fā）自爆。另外，根據自爆研究統計結果分析（xī），95%以上的自爆是由粒徑分布在0.04mm～0.65mm之間（jiān）的硫（liú）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（gōng）行業一致認定硫化鎳是鋼化玻璃自（zì）爆的主要原（yuán）因。 
鋼化（huà）玻璃自爆還有一些其他（tā）因素：玻璃開槽及鑽孔的（de）不合理、玻璃原（yuán）片質量較差、厚度不均如壓花玻璃、應（yīng）力（lì）分布不（bú）均例如彎鋼（gāng）化玻璃及區域鋼化玻（bō）璃等。 
如何鑒別鋼化玻璃的自爆 
      首先看起爆點（鋼化玻璃裂紋呈放（fàng）射狀，均（jun1）有起始點）是否在玻璃中間，如在玻璃邊緣，一（yī）般是因為玻（bō）璃未經過（guò）倒角（jiǎo）磨邊處（chù）理或玻璃邊緣有損傷，造成應力集中，裂紋逐漸發展造成的；如起爆點在玻璃中部，看（kàn）起爆點是否有兩小塊多邊（biān）形組成的類似兩片蝴（hú）蝶翅膀似（sì）的圖案（蝴蝶斑），如有仔細觀察兩（liǎng）小塊多邊形公用邊（蝴蝶（dié）的軀幹部分）應有肉（ròu）眼可見（jiàn）的黑（hēi）色小顆粒（硫化鎳結石），則可判斷是（shì）自爆（bào）的；否則就應是外力（lì）破壞的。玻璃自（zì）爆典型特征是蝴蝶斑。玻璃碎片呈（chéng）放射狀分布，放射中心有二塊形似（sì）蝴蝶翅膀的（de）玻璃塊，俗稱（chēng）“蝴蝶斑”。nis結石位於二塊（kuài）"蝴蝶斑"的界麵上。