La causa fonamental de l'explosió espontània del vidre temperat rau en les impureses i els defectes que hi ha al seu interior, que es trenquen sota l'efecte-a llarg termini de l'estrès. En general, a nivell internacional es creu que la taxa d'auto-explosió del vidre temperat és d'entre el 0,1% i el 0,3%, però això només és una mitjana estadística. Per a una peça de vidre específica, el seu risc està determinat pels factors següents:
Factor decisiu intern (el propi vidre)
Aquesta és la causa principal de l'auto{0}}explosió, que representa més del 98%.
Impureses de sulfur de níquel (NiS).
Aquesta és la raó més famosa i principal. Durant el procés de producció de làmines de vidre, es poden barrejar quantitats extremadament traces de níquel i sofre, formant cristalls de sulfur de níquel en estat fos a -alta temperatura.
El principi de "expansió de transició de fase": els cristalls de sulfur de níquel existeixen de dues formes: la fase a altes temperatures i la fase a baixes temperatures. El procés d'extinció devidre temperatés extremadament ràpid i la -fase NiS es "congela" dins del vidre. A temperatura ambient, la fase es transforma lentament en fase, mentre que el seu volum s'expandeix aproximadament un 2-4%.
Concentració d'esforços: si aquesta impuresa es troba a la zona d'estrès de tracció de la placa de vidre (la capa central de vidre temperat), l'enorme pressió generada per la seva expansió de volum alterarà l'equilibri de tensió del vidre circumdant, provocant que tota la peça de vidre es trenqui a l'instant. El típic patró de "taca de papallona" després de l'esquerda, amb impureses de sulfur de níquel al centre.
Altres impureses i bombolles
A part del sulfur de níquel, altres impureses dures de les matèries primeres de vidre, com ara partícules d'alúmina i quars, també poden causar concentració d'estrès a causa dels seus diferents coeficients d'expansió tèrmica de la matriu de vidre.
Les bombolles o les pedres (matèries primeres no foses) del vidre també poden convertir-se en punts febles durant el procés de temperat, augmentant el risc d'explosió automàtica-.
El nivell d'estrès de temperat del vidre
Com més gran sigui el grau de temperat, més gran serà la resistència del vidre, però més gran serà l'energia d'estrès emmagatzemada al seu interior.
Si l'estrès és massa gran i desigual, es trobarà en un estat inestable per si mateix. Un cop s'ha activat un defecte menor, l'energia s'alliberarà ràpidament, donant lloc a una auto-explosió.
Factors inductors externs (processament, instal·lació i ús)
Tot i que aquests factors no causen directament una-explosió, poden augmentar significativament el risc d'-explosió o convertir-se en l'"última gota que goteja el camell".
Factors de processament i disseny
Danys a les vores i cantonades: durant els processos de tall, transport i instal·lació, si les vores i les cantonades del vidre mostren esquerdes o esquerdes, aquests defectes es convertiran en punts de concentració d'estrès, reduint considerablement la resistència general del vidre i induint l'auto{0}}explosió.
Perforació i ranurat: qualsevol tall o perforació de vidre alterarà la seva distribució de tensions, creant zones de gran-tensió a les vores dels forats i les ranures. Si no es maneja correctament o no es dissenya sense raó, augmentarà el risc d'-explosió.
Mida i gruix: generalment, com més gran i gruixut és el vidre, més complexa és la distribució de la tensió interna, més gran és l'energia que emmagatzema i, teòricament, més gran és el risc d'auto{0}}explosió.
Factors d'instal·lació
Estrès d'instal·lació: si el marc d'instal·lació és desigual, retorçat o s'utilitzen separadors massa durs, el vidre ja estarà sotmès a una tensió de flexió addicional o una tensió de contacte puntual durant la instal·lació. Aquest tipus d'"instal·lació forçada" mantindrà el vidre sota una càrrega elevada durant molt de temps.
Espai insuficient: no queda prou espai d'expansió entre el vidre i el marc. Quan la temperatura ambient canvia i fa que el vidre s'expandeixi i es contragui a causa de la calor i el fred, el marc serà comprimit, generant una tensió addicional.
Utilitzar factors ambientals
Estrès tèrmic: les diferents parts del vidre s'escalfen de manera desigual (per exemple, una part està directament exposada a la llum solar mentre l'altra està ombrejada), la part escalfada s'expandeix i la part refredada restringeix la seva expansió, generant així estrès tèrmic dins del vidre. Aquest tipus d'estrès, quan se superposa a l'estrès temperat, pot induir una auto-explosió.
Pressió i vibracions del vent: l'exposició a llarg termini-a la pressió del vent forta o a la vibració contínua del trànsit i la maquinària propers poden causar fatiga al vidre, reduint-ne la força.
Canvis de temperatura sobtats: per exemple, a l'hivern fred, un tros de vidre que s'ha escalfat amb la calefacció interior es troba de sobte amb pluja gelada. El xoc tèrmic intens també pot provocar que es trenqui.
Com reduir el risc d'-explosió personal?
Un cop entès els motius, es poden prendre les mesures preventives corresponents
Seleccioneu làmines de vidre cru d'alta-qualitat: utilitzeu làmines de vidre cru de marques-conegudes i amb bona reputació. Els seus processos de producció estan estrictament controlats i el contingut d'impureses és menor.
Realitzar un tractament d'homogeneïtzació (Heat Soak Test, HST):
Aquesta és la manera més eficaç d'evitar l'auto{0}}explosió del sulfur de níquel. Poseu el vidre temperat al forn d'homogeneïtzació, escalfeu-lo a 290 graus ± 10 graus i mantingueu-lo durant un període de temps determinat.
Aquest procés simularà l'entorn natural durant diversos anys o fins i tot dècades, fent que el vidre que conté impureses de NiS inestables es trenqui prematurament en condicions controlades. Després del tractament d'homogeneïtzació, la taxa d'-autoexplosió es pot reduir del 0,01% al 0,03%.
Per a murs cortina d'-edificis de gran alçada, claraboies, banys amb dutxa i altres llocs amb requisits de seguretat, és molt recomanable utilitzar vidre temperat homogeni.
Processament i instal·lació estandarditzats: assegureu-vos la qualitat del tall de vidre, mòlta i perforació de vores, i eviteu danys a cantonades i vores. Quan instal·leu, utilitzeu marcs i separadors compatibles per garantir una distribució uniforme de la força i deixar suficients juntes de dilatació.
Ús de vidre ultra-clar: el vidre ultra-clar té un baix contingut de ferro, matèries primeres més pures i molt poques impureses internes (inclòs el níquel). La seva velocitat d'-explosió és molt inferior a la del vidre flotat normal.
Resum
L'auto-explosió de vidre temperat és un fenomen-de baixa probabilitat, però de fet existent. El nucli és el resultat de l'efecte combinat de les impureses internes (especialment el sulfur de níquel) i l'elevat estrès extern. Mitjançant la selecció de matèries primeres-d'alta qualitat, la realització del tractament d'homogeneïtzació i la realització d'un processament i instal·lació estandarditzats, el risc es pot controlar a un nivell molt baix.
