钢化玻璃自爆的原因是什么
钢化玻璃自爆的原因是什么
钢化玻璃自爆的原因是什么
钢化玻璃的自爆原因复杂多样，以下是一些常见的原因：
1.制造缺陷：钢化玻璃在制造过程中，如果控制不当，可能会引入一
些制造缺陷，如表面不均匀的应力、机械性破坏或化学性缺陷。
这些缺陷
会削弱玻璃的耐力，导致自爆。
2.温度差异：钢化玻璃具有较高的抗热冲击性能，但当温度差异较大时，玻璃会受到一定的应力。
如果温度急剧变化，或玻璃表面有冷热不均
匀的情况，玻璃的应力可能会不均匀释放，导致自爆。
3.压力变化：玻璃表面受到外部冲击力，或周围环境压力变化，都可
能导致钢化玻璃自爆。
例如，玻璃表面被撞击后，会引起局部应力的变化，进而导致自爆。
4.玻璃混入金属离子：在玻璃加工过程中，如果杂质或残留物进入玻
璃内部，并与玻璃表面相互作用，可能导致玻璃发生离子交换。
这种离子
交换会导致玻璃表面的压应力增加，从而增加了玻璃自爆的风险。
5.玻璃安装不当：如果钢化玻璃的安装不符合规范，如安装时没有遵
循正确的承载和支撑方式，或者安装过程中发生突发事件，这些因素都可
能导致钢化玻璃自爆。
当钢化玻璃发生自爆时，可能会出现玻璃全面碎裂的情况，也可能只
是玻璃表面出现小碎片。
无论是哪种情况，都会给人们带来损失和伤害。
因此，在使用钢化玻璃时，应当遵守相关的安全操作规程，确保正确安装
和维护，减少钢化玻璃自爆的风险。
最后，总结一下，钢化玻璃自爆的原因包括制造缺陷、温度差异、压
力变化、玻璃混入金属离子和玻璃安装不当等多种因素。
为了减少钢化玻
璃自爆的风险，应严格按照规范安装和维护玻璃，并保持良好的使用环境，避免剧烈温度变化和外力冲击。
钢化玻璃自爆的主要原因及解决方案
钢化玻璃自爆的主要原因及解决方案在广义上，钢化玻璃自爆一般定义为钢化玻璃在无直接外力作用下发生自动炸裂的现象。
实际上，钢化加工过程中的自动爆裂与储存、运输、使用过程中的自爆是两个完全不同的概念，二者不可混淆。
钢化玻璃生产过程中的自爆钢化玻璃在生产过程中的自爆一般由玻璃中的砂粒、气泡等夹杂物及冷加工时造成的缺口、刮伤、爆边和钢化不合理等工艺缺陷引起的。
对于玻璃在加工过程中炸裂，应采取以下措施：选用优质的玻璃原片：玻璃原片对于钢化玻璃成品质量的玻璃在炉内炸裂是至关重要的。
若玻璃内含有气泡、结石、冷裂纹以及表面划伤过重都会使用在热处理过程中产生应力集中，从而容易破裂。
但是，浮法玻璃生产线不稳定时也可能出现上述缺陷，应该认真做好每片原片玻璃的质检工作。
注意预处理方式：切割玻璃时应选用正确角度的刀轮和施加压力，使玻璃切面的上部裂纹带很窄，而下部的镜面较宽，从而获得良好切口，减少边部裂纹。
玻璃切割后边部都会存在微裂纹，钢化前尽量使用抛光边或精磨边，减少玻璃微裂纹的存在和对后期使用的影响。
角部尽量选用圆形角，减少钢化过程中的应力集中。
一般厚度≥8mm的玻璃要求进行精磨边，厚度≤6mm的玻璃可以用湿砂带磨边机磨边。
合理设置炉温：从玻璃受热及内应力变化分析来看，温度的剧烈变化是引起玻璃炉内炸裂是主要的外部因素。
温度越高，玻璃厚度方向上温度梯度越大，内应力越大，玻璃炸裂概率越高。
12mm、15mm、19mm厚的玻璃危险性更大。
因此，在钢化温度范围内不宜采用过高的温度。
合理设置输送速度：当玻璃从上片台输入钢化炉时，玻璃前端先进入炉内受热膨胀，而处于炉外的玻璃后端较冷。
在冷热交界处平面方向上产生的温度差，使冷端产生张应力，热端产生压应力。
输送速度越快，这种温差越小。
但是，如果加快输送速度，玻璃迅速处于高温之中，受热冲击增大，即在厚度方向上的温度梯度相对增大，玻璃炉内炸裂概率随之增大。
因此，在实际生产中就要权衡利弊，然后选择合理输送速度。
钢化玻璃自爆原因及预防措施
玻璃自爆原因探讨及防范措施玻璃自爆原因：1玻璃热应力：一般来自玻璃本体部位不均匀所致。
如玻璃平整度差，厚薄不均，玻璃内有气泡夹渣等。
在阳光直接照射下，玻璃吸收阳光的红外光和部分可见光，使玻璃本题温度升高并形成玻璃四周热膨胀。
玻璃镶嵌在框、扇内不能受热，导致整体受热不均匀，内部热应力形成，玻璃中区热膨胀对玻璃边缘产生张应力，当张应力大于玻璃本身的抗张强度时就会造成玻璃的自爆。
热应力自爆现象表征：⑴玻璃破裂边缘裂口整齐，裂口数量少，破裂线为曲折单线或复线⑵玻璃破裂线与玻璃边缘一般成直角⑶在玻璃中区的破裂线多为弧线形2玻璃本身质量不良：在采用人工裁切玻璃时，裁切的玻璃边缘有崩边、牙边、崩角等缺陷，玻璃为脆性材料，边缘允许张应力大小与玻璃边缘缺陷极为密切，而崩边等缺陷会导致应力集中及严重降低允许张应力，此时玻璃正常的弯曲应力和热应力等均可造成自爆。
钢化玻璃中有硫化镍的存在也能导致玻璃自爆。
硫化镍高温α态在玻璃急冷时被冻结，使用中他们在恢复到β态时将产生体积增大，在玻璃内部产生局部应力集中，这时钢化玻璃将产生自爆，此时的典型特征就是蝴蝶斑。
3玻璃挤压：玻璃在安装时，若门窗扇、框内口所预留尺寸不足或者精度不够高低不平，导致玻璃装进去后无缝隙，则玻璃在以后使用过程中可能受热膨胀，门窗扇、框对玻璃造成挤压导致自爆。
4玻璃尺寸选择错误：使用过程中玻璃面积大，厚度过小，则该玻璃抗弯和抗热应力均小，容易自爆，因此玻璃的选用应严格按照有关规范选取。
尤其是镀膜玻璃对太阳辐射能的吸收率热应力均远大于一般透明玻璃，其对玻璃原片质量要求也相应提高，只能采用浮法玻璃不能用一般平板玻璃。
防范措施：1提议玻璃生产厂控制钢化应力大小，硫化镍结石的临界半径越小，能引起自爆的结石就越多。
钢化应力控制在适当的范围内，这样既可保证钢化碎片颗粒度满足有关标准，也能避免高应力引起的不必要自爆风险。
2使用玻璃时严格查看厂家提供的玻璃边缘是否有崩边、崩角等缺陷，防止自爆。
钢化玻璃自爆与热浸
•
NiS晶体图片
• 自爆是钢化玻璃的固有特性，半钢化玻璃不存在
• •
自爆。 每4吨玻璃液中含有一个NiS晶体 按国外玻璃行业界的统计，钢化玻璃自爆的概率 约为0.3—0。5%
• 钢化玻璃自爆的概率与大小、玻璃的厚度外界温
度的变化都有影响。
钢化玻璃自爆图片
减少钢化玻ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ自爆率的措施
• 均质处理也叫热浸处理 • 实际上就是一种引爆措施 • 下图天津南玻热浸炉
热浸处理的标准
标准 升温时间 保温时间 (~300℃) 降温时间 (至75℃以下)
DIN18516
4 hs 1 hs 1 hs
4 hs 2 hs 2 hs
4 hs 1 hs 1 hs
EN14179 JGJ102条文
热浸 并不能完全消除钢化玻璃自爆！
热浸处理后钢化玻璃自爆率 ≤1‰
钢化玻璃自爆的原因
• 玻璃自爆机理：玻璃经钢化处理后，表面形成压
应力，内部形成张应力，张应力与压应力保持平 衡，该平衡受到破坏，超过玻璃的抗张极限--玻 璃破裂。 钢化玻璃自爆是由于钢化玻璃内部的硫化镍晶体 发生相变转变，其体积膨胀，导致钢化玻璃内部 应力失衡而自爆。 硫化镍由制造玻璃的原材料石英砂带入玻璃
• •
• NiS高温状态时以 α-NiS六方晶体存在,常温时以
• •
β- NiS三方晶体存在。 当α-NiS六方晶体转变为β- NiS三方晶体时，伴 随着体积膨胀2.38%。 NiS在278℃有一个相变过程：这个转变过程的快 慢，取决于硫化镍（包括Ni7S6、 NiS、 NiSX）在 玻璃中的成份比含量，还有温度的变化。当膨胀 的数量足够并位于钢化玻璃的张应力层时，足以 引爆钢化玻璃。 玻璃钢化时（温度600-700℃），然后快速冷却 到常温（23 ℃）α-NiS到 β- NiS无法及时转 换始终处在转换进程中。
钢化玻璃自爆的原因是什么
自爆及其分类钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象.在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆.自爆按起因不同可分为两种：一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆,例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；二是由玻璃中硫化镍NiS杂质膨胀引起的自爆.这是两种不同类型的自爆,应明确分类,区别对待,采用不同方法来应对和处理.前者一般目视可见,检测相对容易,故生产中可控.后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发,无法目测检验,故不可控.在实际运作和处理上,前者一般可以在安装前剔除,后者因无法检验而继续存在,成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素.硫化镍类自爆后更换难度大,处理费用高,同时会伴随较大的质量投诉及经济损失,造成业主的不满甚至更为严重的其他后果.所以,硫化镍引发的自爆是我们讨论的重点.钢化玻璃自爆机理钢化玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃自爆的主要原因.玻璃经钢化处理后,表面层形成压应力.内部板芯层呈张应力,压应力和张应力共同构成一个平衡体.玻璃本身是一种脆性材料,耐压但不耐拉,所以玻璃的大部分破碎是张应力引发的.钢化玻璃中硫化镍晶体发生相变时,其体积膨胀,处于玻璃板芯张应力层的硫化镍膨胀使钢化玻璃内部产生更大的张应力,当张应力超过玻璃自身所能承受的极限时,就会导致钢化玻璃自爆.国外研究证明：玻璃主料石英砂或砂岩带入镍,燃料及辅料带入硫,在1400℃～1500℃高温熔窑燃烧熔化形成硫化镍.当温度超过1000℃时,硫化镍以液滴形式随机分布于熔融玻璃液中.当温度降至797℃时,这些小液滴结晶固化,硫化镍处于高温态的α-NiS 晶相六方晶体.当温度继续降至379℃时,发生晶相转变成为低温状态的β-NiS三方晶系,同时伴随着 2.38%的体积膨胀.这个转变过程的快慢,既取决于硫化镍颗粒中不同组成物包括Ni7S6、NiS、NiS1.01的百分比含量,还取决于其周围温度的高低.如果硫化镍相变没有转换完全,则即使在自然存放及正常使用的温度条件下,这一过程仍然继续,只是速度很低而已.当玻璃钢化加热时,玻璃内部板芯温度约620℃,所有的硫化镍都处于高温态的α-NiS相.随后,玻璃进入风栅急冷,玻璃中的硫化镍在379℃发生相变.与浮法退火窑不同的是,钢化急冷时间很短,来不及转变成低温态β-NiS而以高温态硫化镍α相被“冻结”在玻璃中.快速急冷使玻璃得以钢化,形成外压内张的应力统一平衡体.在已经钢化了的玻璃中硫化镍相变低速持续地进行着,体积不断膨胀扩张,对其周围玻璃的作用力随之增大.钢化玻璃板芯本身就是张应力层,位于张应力层内的硫化镍发生相变时体积膨胀也形成张应力,这两种张应力叠加在一起,足以引发钢化玻璃的破裂即自爆.进一步实验表明：对于表面压应力为100MPa的钢化玻璃,其内部的张应力为45MPa左右.此时张应力层中任何直径大于0.06mm的硫化镍均可引发自爆.另外,根据自爆研究统计结果分析,95%以上的自爆是由粒径分布在0.04mm～0.65mm之间的硫化镍引发.根据材料断裂力学计算出硫化镍引发自爆的平均粒径为0.2mm.因此,国内外玻璃加工行业一致认定硫化镍是钢化玻璃自爆的主要原因.钢化玻璃自爆还有一些其他因素：玻璃开槽及钻孔的不合理、玻璃原片质量较差、厚度不均如压花玻璃、应力分布不均例如弯钢化玻璃及区域钢化玻璃等.一、前言中国建筑装饰协会幕墙工程委员会受建设部委托,对北京、上海、天津、重庆、西安、武汉、深圳、哈尔滨、厦门、温州10个城市进行了既有幕墙安全状况调查,调查样本的选取是在10个城市自检自查基础上,由城市建设行政主管部门推荐提供的120项既有建筑幕墙项目,在本次调查中,幕墙玻璃破损437块.全玻幕墙此次调查有１７项,其中１０项发现大玻璃碎裂,共计６８块,玻璃肋断裂３块,还发现很多玻璃幕墙无肋玻璃.中空玻璃漏气１８０块,镀膜玻璃脱膜现象个别城市也比较多.调查中发现了９项有重要隐患的幕墙工程,占调查项目总数的９．３８％．如果去掉钢化玻璃自爆破裂,比例下降到２．３％.幕墙门窗采用钢化玻璃致使玻璃幕墙和门窗的玻璃破裂事故居高不下,改变这种状况已迫在眉捷.本文根据国内、外幕墙和门窗的玻璃破裂事故的分析,建议幕墙及门窗应采用防飞散玻璃.二、钢化玻璃自爆及其分类1、钢化玻璃自爆分类从钢化玻璃诞生开始,就伴随着自爆问题.钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象.在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆.自爆按起因不同可分为两种：一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆,例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；二是由玻璃中硫化镍NIS杂质和异质相颗粒引起钢化玻璃自爆.BALLANTYNE于1961年首次提出钢化玻璃自爆的硫化镍机制.BORDEAUX和KASPERｒ通过对250例自爆的研究,发现引起自爆的硫化镍直径在0.04～0.65mm之间,平均粒径为0.2mm.新发现异质相颗粒引起钢化玻璃自爆.这是两种不同类型的自爆,应明确分类,区别对待,采用不同方法来应对和处理.前者一般目视可见,检测相对容易,故生产中可控.后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发,无法目测检验,故不可控.在实际运作和处理上,前者一般可以在安装前剔除,后者因无法检验而继续存在,成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素.2、不可控钢化玻璃自爆的特点钢化玻璃原因不清自爆的问题,责任难明.自爆时间没有确定性,可能是刚出炉,也可能是出厂后1～2月,也有出厂1～2年才自爆的,引起钢化玻璃较多自爆的时间可能是产品生产完成后的4～5年.据不完全了解,大部份厂家产品的概率是３‰左右的自爆率；个别厂家产品的概率可能还要高.钢化玻璃自爆的根本原因是因为玻璃中含有硫化镍及异质相颗粒杂质,杂质是如何混入的现还未根本查清,玻璃中是如何混入镍的,最大可能的来源是设备上使用的各种含镍合金部件及窑炉上使用的各种耐热合金.对于烧油的熔窑,曾报道在小炉中发现富镍的凝结物.硫毫无疑问来源于配合料中及燃料中的含硫成份.当温度超过1000℃时,硫化镍以液滴形式存在于熔融玻璃中,这些小液滴的固化温度为797℃.1克硫化镍就能生成约1000个直径为0.15mm的小结石.硫化镍可以在生产完成后任何时候发生,故现在还不能完全杜绝,至今无有效地防止办法称为“玻璃幕墙的癌症”.“玻璃幕墙的癌症”出自着名建筑师福斯特之口：那年,由斯特事务所设计的伦敦市政厅几块从地板到天花板高度的玻璃破裂.这座市政厅靠近伦敦塔桥,全部用玻璃做覆面,承包商不得不着手检查所有的内部玻璃.大伦敦市议会发言人说,根据初步调查,问题出在玻璃含有镍硫化物上,也就是说,在建造过程中玻璃被镍元素污染,镍和玻璃中的硫化物进行化学反应,造成破裂.硫化镍类自爆后更换难度大,处理费用高,同时会伴随较大的质量投诉及经济损失,造成业主的不满甚至更为严重的其他后果.称之为“玻璃幕墙的癌症”.三、钢化玻璃自爆率及自爆原因1、自爆率国内的自爆率各生产厂家并不一致,从3%～0.3%不等.一般自爆率是按片数为单位计算的,没有考虑单片玻璃的面积大小和玻璃厚度,所以不够准确,也无法进行更科学的相互比较.为统一测算自爆率,必须确定统一的假设.定出统一的条件：每5～8吨玻璃含有一个足以引发自爆的硫化镍；每片钢化玻璃的面积平均为1.8m2；硫化镍均匀分布.则计算出6mm厚的钢化玻璃计算自爆率为0.64%～0.54%,即6mm钢化玻璃的自爆率约为3‰～5‰.这与国内高水平加工企业的实际值基本吻合.即使完全按标准生产,也不能彻底避免钢化玻璃自爆.大型建筑物轻易就会用上几百吨玻璃,这意味着玻璃中硫化镍和异质相杂质存在的几率很大,所以钢化玻璃虽经热浸处理,自爆依然不可避免.2、钢化玻璃不可控自爆的原因－硫化镍NiS及异质相颗粒钢化玻璃不可控自爆的来源不仅是传统认识中的nis微粒,还有许多其它异质相颗粒.玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于在颗粒附近处产生的残余应力所导致的.这类应力可分为两类,一类是相变膨胀过程中的相变应力,另一类是由热膨胀系数不匹配产生的残余应力.硫化镍nis及异质相颗粒.玻璃内部包含硫化镍杂质,以小水晶状态存在,在一般情况下,不会造成玻璃破损,但是由于钢化玻璃重新加热,改变了硫化镍杂质的相态,硫化镍的高温α态在玻璃急冷时被冻结,他们在恢复到β态可能需要几年的时间,由于低温β态的硫化镍杂质将产生体积增大,在玻璃内部产生局部的应力集中,这时钢化玻璃自爆将发生.然而,仅仅比较大的杂质将引起自爆,而且仅仅当杂质在拉应力的核心部位时才能发生钢化玻璃自爆.nis是一种晶体,存在二种晶相：高温相α－nis和低温相β－nis,相变温度为379℃,玻璃在钢化炉内加热时,因加热温度远高于相变温度,nis全部转变为α相.然而在随后的淬冷过程中,α－nis来不及转变为β－nis,从而被冻结在钢化玻璃中.在室温环境下,α－nis是不稳定的,有逐渐转变为β－nis的趋势.这种转变伴随着约2～4％的体积膨胀,使玻璃承受巨大的相变张应力,从而导致自爆.从自爆后玻璃碎片中提取的nis结石的扫描电镜照片中可看到,其表面起伏不平、非常粗糙.异质相颗粒引起钢化玻璃自爆,可以破裂源处玻璃碎片的横截面照片中看到,一个球形微小颗粒引起的首次开裂痕迹与二次碎裂的边界区3、如何鉴别钢化玻璃的自爆首先看起爆点钢化玻璃裂纹呈放射状,均有起始点是否在玻璃中间,如在玻璃边缘,一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤,造成应力集中,裂纹逐渐发展造成的；如起爆点在玻璃中部,看起爆点是否有两小块多边形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案蝴蝶斑,如有仔细观察两小块多边形公用边蝴蝶的躯干部分应有肉眼可见的黑色小颗粒硫化镍结石,则可判断是自爆的；否则就应是外力破坏的.玻璃自爆典型特征是蝴蝶斑.玻璃碎片呈放射状分布,放射中心有二块形似蝴蝶翅膀的玻璃块,俗称“蝴蝶斑”.nis结石位于二块"蝴蝶斑"的界面上.4、钢化玻璃自爆机理理论探讨径向应力r≥a切向应力r≥a颗粒与玻璃之间界面的应力对于异质颗粒在玻璃基体中,降温过程温差是负的,所以颗粒周边的径向应力是压力,切向应力是拉力.玻璃中间层球形单质硅颗粒的扫描电镜图像和边缘挤压形貌,颗粒周边的径向应力是压力,切向应力是拉力,所以切向应力是裂纹启始的根源.四、玻璃幕墙使用全钢化玻璃问题值得探讨1、钢化玻璃自爆是当前玻璃幕墙安全迫切需要解决的重要问题.但是对于安全玻璃的概念,传统的概念是,全钢化玻璃属于安全玻璃.其根据除了强度较高外,主要是由于全钢化玻璃破碎时会整块玻璃全部破碎成蜂窝状钝角小颗粒,不易伤人.通过这次调查和众多事故实践,对于这一概念提出了质疑,高层建筑玻璃幕墙使用安全玻璃问题,有讨论的必要.对于高层建筑玻璃幕墙使用安全玻璃,其安全的主要担心是玻璃破碎坠落伤人.这里应该包含三部分要求：一是玻璃具有足够的强度,使其承受设计荷载不破坏.二是玻璃万一破裂要具有防碰碎散落性,使其处于破碎状态时保证不会坠落飞散.三是足够断裂韧度k1c.2、全钢化玻璃具备较高强度和其破坏形态为钝角小颗粒这两个安全因素.但不具备防破碎散落性这一对高层建筑玻璃幕墙而言关键性的安全因素、因此而带来的不安全后果,全钢化玻璃破碎后的大群呈钝角的碎片,从高空散落而下,即使颗粒较小,但速度已很大,同样能伤人.其中的罪魁祸首便是自由落体的重力加速度.对高层建筑玻璃幕墙的玻璃不论何种形态的玻璃碎片,如高层建筑上散落而下,都是危险的甚至是致命的.此外,全钢化玻璃自爆破坏无先兆,目前尚无有效的完全防止的方法,是玻璃幕墙的癌症,玻璃自爆破碎和高空散落,高层建筑玻璃幕墙使用全钢化玻璃并不安全.安全是一个相对的概念,是有条件的；不是绝对的,无条件的.脱离使用条件,仅仅只从其碎片形态来定义玻璃幕墙安全玻璃,是不全面的,钢化玻璃并不是不破裂,只是玻璃之碎粒较小,但碎片容易下落和飞溅而造成意外事故,因此,在很多国外玻璃幕墙技术标准和规范中都明确玻璃幕墙不宜使用单片钢化玻璃,应采用防飞散玻璃,日本高层建筑玻璃幕墙上使用全钢化玻璃,必须增贴一层防飞散膜,以确保安全.“强而不破碎,破碎不散落”,防飞散玻璃才是玻璃幕墙使用的安全玻璃.3、推荐采用半钢化玻璃.半钢化玻璃生产采用与钢化玻璃类似的工艺方法．只是冷却速度较慢．因此其表面应力略小于钢化玻璃.半钢化玻璃在机械强度、抗风压性能、抗冲击性能和抗热震性方面明显优子普通退火玻璃,较适合使用于玻璃幕墙中.半钢化玻璃特性：强度为普通玻璃的２倍；可以有效地抵抗热应力作用．避免玻璃的热炸裂,一旦破裂．半钢化玻璃裂纹全部是延伸到边．其碎片可以保留在框架内而不会坠落；不易发生钢化玻璃的自爆现象；比钢化玻璃具有更好的平整度.五、结论1、国内玻璃幕墙造成危害主要来源是钢化玻璃自爆.2、钢化玻璃自爆的来源不仅是传统认识中的ＮｉＳ微粒,还有许多其它异质相颗粒.3、玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于在颗粒附近处产生的切向拉应力.4、钢化玻璃自爆不可控,事前无任何征兆.称为“玻璃幕墙的癌症”.5、幕墙及门窗应采用防飞散玻璃,推荐采用半钢化玻璃.。
玻璃自爆原因及表面现象
玻璃自爆原因及表面现象集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂叫做钢化玻璃的自爆。
自爆是钢化玻璃固有的特性之一。
产生自爆的原因很多，简单地归纳以下几种：①玻璃质量缺陷的影响A．玻璃中有结石、杂质：玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点，也是应力集中处。
特别是结石若处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素。
结石存在于玻璃中，与玻璃体有着不同的膨胀系数。
玻璃钢化后结石周围裂纹区域的应力集中成倍地增加。
当结石膨胀系数小于玻璃，结石周围的切向应力处于受拉状态。
伴随结石而存在的裂纹扩展极易发生。
B．玻璃中含有硫化镍结晶物硫化镍夹杂物一般以结晶的小球体存在，直径在0.1—2㎜。
外表呈金属状，这些杂夹物是NI3S2，NI7S6和NI—XS，其中X=0—0.07。
只有N I1—X S相是造成钢化玻璃自发炸碎的主要原因。
已知理论上的NIS在379。
C时有一相变过程，从高温状态的a—NIS 六方晶系转变为低温状态B—NI三方晶系过程中，伴随出现2.38%的体积膨胀。
这一结构在室温时保存下来。
如果以后玻璃受热就可能迅速出现a—B态转变。
如果这些杂物在钢化玻璃受张应力的内部，则体积膨胀会引起自发炸裂。
如果室温时存在a—NIS，经过数年、数月也会慢慢转变到B态，在这一相变过程中体积缓慢增大未必造成内部破裂。
C．玻璃表面因加工过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷，易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆。
②钢化玻璃中应力分布不均匀、偏移玻璃在加热或冷却时沿玻璃厚度方向产生的温度梯度不均匀、不对称。
使钢化制品有自爆的趋向，有的在激冷时就产生“风爆”。
如果张应力区偏移到制品的某一边或者偏移到表面则钢化玻璃形成自爆。
③钢化程度的影响，实验证明，当钢化程度提高到1级/㎝时自爆数达20—25%。
由此可见应力越大钢化程度越高，自爆量也越大。
钢化玻璃自爆的原因是什么
自爆及其分类钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象。
在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆。
自爆按起因不同可分为两种：一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆，例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；二是由玻璃中硫化镍（NiS）杂质膨胀引起的自爆。
这是两种不同类型的自爆，应明确分类，区别对待，采用不同方法来应对和处理。
前者一般目视可见，检测相对容易，故生产中可控。
后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发，无法目测检验，故不可控。
在实际运作和处理上，前者一般可以在安装前剔除，后者因无法检验而继续存在，成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素。
硫化镍类自爆后更换难度大，处理费用高，同时会伴随较大的质量投诉及经济损失，造成业主的不满甚至更为严重的其他后果。
所以，硫化镍引发的自爆是我们讨论的重点。
钢化玻璃自爆机理钢化玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃自爆的主要原因。
玻璃经钢化处理后，表面层形成压应力。
内部板芯层呈张应力，压应力和张应力共同构成一个平衡体。
玻璃本身是一种脆性材料，耐压但不耐拉，所以玻璃的大部分破碎是张应力引发的。
钢化玻璃中硫化镍晶体发生相变时，其体积膨胀，处于玻璃板芯张应力层的硫化镍膨胀使钢化玻璃内部产生更大的张应力，当张应力超过玻璃自身所能承受的极限时，就会导致钢化玻璃自爆。
国外研究证明：玻璃主料石英砂或砂岩带入镍，燃料及辅料带入硫，在1400℃～1500℃高温熔窑燃烧熔化形成硫化镍。
当温度超过1000℃时，硫化镍以液滴形式随机分布于熔融玻璃液中。
当温度降至797℃时，这些小液滴结晶固化，硫化镍处于高温态的α-NiS晶相（六方晶体）。
当温度继续降至379℃时，发生晶相转变成为低温状态的β-NiS（三方晶系），同时伴随着2.38%的体积膨胀。
这个转变过程的快慢，既取决于硫化镍颗粒中不同组成物（包括Ni7S6、NiS、NiS1.01）的百分比含量，还取决于其周围温度的高低。
钢化玻璃自爆的原因
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钢化玻璃自爆的原因
钢化玻璃自爆的原因，是由于在玻璃的制造过程中，在原料或耐火材料等的熔出物中混有一些含镍杂质，这些杂质在玻璃熔融过程中，互相使用形成了硫化镍晶体。
硫化镍晶体超过380℃高温是α相态，常温下是β相。
当硫化镍晶体从α相态，转变为β相时，晶体的体积会有2-4%的变化，引起钢化玻璃自爆的硫化镍晶体的直径平均为0.2mm左右。
在原片玻璃成型时，需经过一个缓慢的退火过程，硫化镍晶体基本不会影响玻璃的强度。
但是当对玻璃进行钢化加工时情况就大不相同了。
由于钢化玻璃采用的是淬火工艺。
在冷却风的作用下玻璃冷却速度非常快，当玻璃被冷却到常温，结构完全固定后，α相的硫化镍晶体还来不及转换成低温态的β相，而仍以高温的α相态存在。
如果硫化镍晶体出现在钢化玻璃的张应力区，那么只要出现晶型转变，就一定会发生自爆。
由于晶型转变的时间不定，常温下钢化玻璃的自爆也是完全不确定的。
引爆处理降低自爆概率
解决钢化玻璃自爆的办法，是对钢化玻璃进行均质处理：就是将钢化玻璃重新加热到280-300℃，然后保温2-4小时，使有条件发生自爆的钢化玻璃在这个过程中爆裂。
钢化玻璃的均质还称为钢化玻璃的引爆处理或钢化玻璃的热浸处理。
据统计表明，经严格的均质处理后，钢化玻璃自爆概率会大大降低，每1万平方米玻璃在1年内发生1片自爆的概率仅为1%以下。
此时的钢化玻璃才可以称得上真正的安全玻璃。
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钢化玻璃自爆的根因分析
钢化玻璃自爆的根因分析钢化玻璃在现代生活中扮演着重要的角色，尤其在高楼大厦、车辆和各种设施中广泛应用。
然而，近年来我们经常听到关于钢化玻璃自爆的新闻，许多人对此感到困惑。
本文将对钢化玻璃自爆的根因进行深入分析，帮助大家了解这一现象背后的原因。
据统计分析，钢化玻璃自爆的主要原因中，超过90%的案例都和硫化镍(NiS)颗粒有关。
硫化镍在浮法玻璃生产过程中被夹入玻璃体内，在随后的钢化过程中，如果存在硫化镍颗粒，受到钢化的高温和快速冷却处理，硫化镍发生体积变化，从而造成内部应力，久而久之可能引起玻璃的自爆。
但问题并非仅在于硫化镍。
事实上，随着新的安装技术的进步，由于安装不当造成的玻璃自爆已经越来越少。
这也说明了，大部分的自爆问题其实在浮法玻璃生产阶段就已经产生。
而这种“预埋”的自爆风险，会在钢化加工后表现出来。
那么，为什么现在的钢化玻璃自爆似乎越来越普遍？一个主要原因是高楼的普及和国家安全标准的提高。
为了确保建筑安全，国家强制要求高层建筑必须使用钢化玻璃。
这无疑增加了钢化玻璃的使用量，从而使自爆的数量相对增加。
另一个不可忽视的因素是浮法玻璃生产过程中的变化。
随着矿山资源的开采，原料的品位逐渐降低，这导致玻璃中镍的含量上升。
与此同时，由于能源成本上涨，玻璃的熔化温度有所降低，这也为硫化镍的形成提供了条件。
综上所述，钢化玻璃自爆的根因是一个复杂的问题，涉及到多个环节和因素。
为了减少自爆的风险，我们需要更深入地了解和掌握玻璃制造和生产的全过程，从源头上解决问题。
同时，公众对于钢化玻璃的自爆问题也不应过于恐慌，因为这并不是普遍现象。
只要我们了解其背后的原因，在浮法玻璃生产制造过程中采取适当的措施，例如采用筱豹检测设备对浮法玻璃进行风险检测并分级，就可以有效地降低风险。
钢化玻璃自爆原因分析及预防处理措施
钢化玻璃自爆原因分析及预防处理措施发布时间：2021-08-02T03:29:40.758Z 来源：《电力设备》2021年第4期作者：周伊[导读] 往往没有任何预兆，截至目前，钢化玻璃自爆问题依旧是行业内无法有效解决的问题。
（索奥斯（广东）玻璃技术股份有限公司）摘要：随着建筑行业的不断发展，人们对建筑物的质量提出了更高的要求，钢化玻璃在建筑物中的使用是十分广泛的。
但是，需要注意的是，钢化玻璃往往会因为各种各样的原因出现自爆的情况，本文主要阐述了钢化玻璃自爆的原因，进一步提出钢化玻璃破裂的预防措施，以期为我国的建筑安全作出一定的贡献。
关键词钢化玻璃；自爆原因；预防措施；处理前言钢化玻璃是一种比普通玻璃更加安全的玻璃，为了提升钢化玻璃的强度，一般是使用物理或者是化学的方法，增强玻璃表面的压应力，这样可以保证钢化玻璃的抗风性能、冲击性能。
对于钢化玻璃来说，自爆是非常严重的事故，往往没有任何预兆，截至目前，钢化玻璃自爆问题依旧是行业内无法有效解决的问题。
一、钢化玻璃自爆原因分析最近这些年来，钢化玻璃自爆一直都是非常严重的事故，严重困扰着钢化玻璃的使用用户。
美国的研究人员曾经对10栋建筑的钢化玻璃进行了长达10年的跟踪研究，在这10栋建筑中总共有12000块钢化玻璃，一共发生了342块自爆，钢化玻璃的自爆率在2.8%，这就从侧面说明钢化玻璃的自爆还是有一定概率的，这就需要结合实际情况采用合理的措施避免钢化玻璃自爆的发生，下文将对钢化玻璃的自爆原因进行详细分析[1]。
（一）钢化玻璃中含有硫化镍杂质引起的自爆在钢化玻璃中，含有这样一种化学物质，那就是硫化镍，这一物质是不能完全将其从钢化玻璃中剔除出去的，硫化镍具备热胀冷缩的特点，在发生相变时，会使得钢化玻璃内部出现膨胀，造成玻璃内部出现更大的张应力，一旦张应力超过了极限，就会导致钢化玻璃出现自爆现象。
在钢化玻璃原片生产的过程中硫化镍会混入其中，这也是生产钢化玻璃中不可避免的。
关于钢化玻璃自爆说明
关于钢化玻璃自爆说明钢化玻璃自爆是钢化玻璃在无直接外力作用下发生的自动性炸裂，它可能发生在玻璃的钢化过程、储存过程以及安装后若干年使用过程，“自爆”是钢化玻璃本身具有的特性。
钢化玻璃“自爆”是由于原片玻璃含有硫化镍（NiS）的杂质所致。
由于玻璃中硫化镍（NiS）杂质膨胀引起的，玻璃在钢化加热过软化程中硫化镍（NiS）晶体结构是以体立方结构存在，这种结构不稳定，在钢化急冷过程中硫化镍（NiS）再由体立方结构还圆面立方结构转化，其体积会变大。
由于钢化急冷过程较快一部分硫化镍（NiS）还没转化完全玻璃就已经完全冷却变硬，在后期的使用过程中玻璃中的硫化镍（NiS）晶体在玻璃内部不断的还原，硫化镍（NiS）体积增加，当硫化镍（NiS）晶体体积增加所产生的压力超过玻璃极限强度时，必然引起了玻璃的爆裂，也就是我们通常说的自爆。
在浮法玻璃国家标准《GB11614》中，浮法玻璃原片允许有长度在0.5mm 以下的缺陷（如气泡、夹杂物等）。
通常目视可见的缺陷长度为0.4mm以上，而目前世界上最先进的缺陷检测仪也只能可靠地检测出长度大于0.2mm的小缺陷，但浮法原片中所含的长度大于0.06mm的硫化镍杂质就会引起自爆。
由于小硫化镍（NiS）结石无法被检测到，这样的玻璃在钢化后就有机率出现自爆现象。
一般来说，排除施工安装因素，玻璃自身因素造成的自爆在玻璃安装完成以后一年左右的时间里发生的机率相对较大，以后随着时间的推移，自爆发生的机率逐渐减小。
无论国外还是国内检测手段及标准中规定的玻璃原片所含的杂质指标，都还远不能避免钢化玻璃“自爆”，所以钢化自爆非人为所能控制。
根据国内外的数据统计，一般情况每4吨玻璃就有一例“自爆”，转化成微具体的片数，就是行业内的3‰—5‰，我司对外承诺依照3‰为标准。
钢化玻璃“防自爆”措施主要是进行二次热处理即热浸（均质）处理，具体工艺过程为将钢化玻璃放到热浸炉中进行加热、保温和降温等过程，使有自爆缺陷的钢化玻璃提前引爆，从而大大降低使用过程中的自爆率。
钢化玻璃自爆解决措施
钢化玻璃自爆解决措施
钢化玻璃自爆解决措施
(一)分析原因：
由于本工程大量地使用了钢化玻璃，而由于玻璃中存在微小的硫化镍结石，在热处理后一部分结石随着时间会发生晶态变化，体积变大，在玻璃内部引发微裂纹，从而可能导致钢化玻璃自爆，所以防止钢化玻璃自爆就成了本工程的质量保证的一大重点。
(二)解决措施：
我司主要采取以下措施来减少钢化玻璃自爆：
1)严格控制玻璃钢化应力的均匀度；
2)浮法玻璃生产工业，在浮法玻璃中添加硫酸锌和硝酸锌能减少硫化镍结石的数量；
3)采用均质处理（HST）来消除钢化玻璃自爆；
4)采用吸热率较低的钢化玻璃，避免玻璃吸热后非均匀膨胀而产生热炸裂；
5)合理的分格玻璃板块尺寸，避免玻璃由于板块过大而受热膨胀炸裂；
6)玻璃板块四周做倒棱及精磨边处理，以消除边部切割时留下的细小裂纹；
7)对现场的安装工人进行教育培训，避免野蛮施工带来的玻璃应力，留下自爆的隐患；
8)加工时要严格对玻璃板片检查，禁止有进边、裂纹等现象的玻璃使用，避免由于玻璃缺陷造成自爆；
9)采取单元板块扭拧回弹措施，防止在风荷载作用、温度应力及扭拧应力变形应力作用下，发生自爆。
只要板不回弹，就保证玻璃不会因三种应力共同作用，产生自爆。
钢化玻璃自爆原因分析
1.钢化玻璃自爆问题一直困挠着广大玻璃钢化厂及玻璃用户。
自爆可发生在工厂库房中及出厂后若干年之内。
不时见到有关玻璃台板、淋浴房、工矿灯具玻璃、烤炉门玻璃、玻璃幕墙等钢化玻璃制品自爆的报道。
如再不解决自爆问题，不但影响钢化玻璃的推广，甚至可能使钢化玻璃产品失去公众的信任。
前几年风行一时的用钢化玻璃制成的煤气灶台面，就是由于频繁的自爆报道而全军覆没，整个行业几乎全面退出市场。
澳大利亚研究人员对8幢建筑幕墙进行了长达12年的跟踪研究.在共计17760块钢化玻璃，共发生306例自爆，自爆率为1.72%。
广义自爆一般定义为钢化玻璃在无直接外力作用下发生自动炸裂的现象。
实际上，钢化加工过程中的自动爆裂与贮存、运输、使用过程中的自爆是二个完全不同的概念，二者不可混淆。
前者一般由玻璃中的砂粒、气泡等夹杂物及人为造成的缺口、刮伤、爆边等工艺缺陷引起的。
后者则主要由玻璃中硫化镍(nis)相变引起的体积膨胀所导致[2]。
只有后者才会引起严重的质量问题及社会关注，所以一般提到的自爆均指后一种情况。
目前还不能确切地知道玻璃中是如何混入镍的，最大可能的来源是设备上使用的各种含镍合金部件及窑炉上使用的各种耐热合金。
对于烧油的熔窑，曾报道在小炉中发现富镍的凝结物。
硫毫无疑问来源于配合料中及燃料中的含硫成份。
当温度超过1000oc时，硫化镍以液滴形式存在于熔融玻璃中，这些小液滴的固化温度为797oc。
1克硫化镍就能生成约1000个直径为0.15mm的小结石。
2.自爆机理及影响因素2.1 硫化镍(nis)nis是一种晶体，存在二种晶相: 高温相α-nis和低温相β-nis，相变温度为379 oc . 玻璃在钢化炉内加热时，因加热温度远高于相变温度，nis全部转变为α相。
然而在随后的淬冷过程中，α-nis来不及转变为β-nis，从而被冻结在钢化玻璃中。
在室温环境下，α-nis是不稳定的，有逐渐转变为β-nis的趋势。
这种转变伴随着约2--4%的体积膨胀，使玻璃承受巨大的相变张应力，从而导致自爆。
钢化玻璃自爆解决方案
钢化玻璃自爆解决方案钢化玻璃在没有机械外力作用下的爆裂，称之为自爆。
钢化玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃自爆的主要原因，这种物质主要由玻璃原材料中的杂质带入。
有一些硫化镍微粒经过一段时间它的晶体结构从α状态转变到β状态，在这个转变过程中，硫化镍微粒的体积产生较大程度的膨胀。
这个体积膨胀过程引发钢化玻璃强大的内应力，导致钢化玻璃自爆。
国家规定，钢化玻璃的自爆率为3‰。
为了防止因钢化玻璃自爆带来的危害，在玻璃加工及安装过程中往往会采取一些措施或方法，来减少钢化玻璃自爆带来的损失。
1、热浸处理：将钢化的玻璃放在热浸炉内进行加热、保温和降温处理，使钢化玻璃内的硫化镍达到稳定状态，使玻璃内部的应力去游平衡，以达到降低自爆率的目的。
优点：自爆率大大降低，费用低，不改变玻璃规格和版面。
不足之处：不能完全排除自爆，而且应力会相应降低。
2、夹胶玻璃：在玻璃之间夹上PVB中间膜，经高温高压加工制成。
PVB膜的韧性非常好，夹胶玻璃在外力作用碎裂时，能吸收大量的冲击能量并使之迅速衰减，保持极好的完整性。
这使采用了夹胶玻璃的建筑物在受到爆炸、风灾、地震等情况时，即使玻璃碎裂，仍能保持在门窗框架内，保护建筑内外的人员不受飞溅的玻璃碎片的危害，风雨及其他外来物也难以对室内造成破坏。
不足之处是：第一：玻璃重量厚度增加建筑物承重和荷载；第二：火灾发生时不利于逃生和救援；第三：增加建筑造价。
3、贴膜玻璃：在玻璃上贴高性能聚酯薄膜。
聚酯薄膜俗称安全防爆膜，玻璃因各种原因碎裂时，可以粘住玻璃碎片防止飞溅，保护建筑内外的人员不受飞溅的玻璃碎片的危害，风雨及其他外来物也难以对室内造成破坏。
安全防爆膜可以和有机胶一起与框边系统相连，组成一个玻璃薄膜保护系统防止坠落。
优点：加工方便，不改变玻璃规格和版面。
不足之处：增加建筑造价。
4、围护设计：在人流密集处设置护栏等防止玻璃碎裂造成的损失。
钢化玻璃为什么会自爆
影响钢化玻璃自爆的原因：
• 一：玻璃中可见缺陷引起的自爆，例如结石、
砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；
• 二：玻璃中硫化镍（NiS）杂质膨胀引起的自爆； • 三：异质相颗粒，如：单质硅、氧化铝和硅铝
酸钠等，玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于异 质颗粒引起的残余拉应力和玻璃本身残余应力综 合作用所导致。
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nis是一种晶体，存在二种 晶相：高温相α－nis和低温相 β－nis，相变温度为379℃， 玻璃在钢化炉内加热时，因加 热温度远高于相变温度，nis全 部转变为α相。然而在随后的 淬冷过程中，α－nis来不及转变为β－nis，从而 被冻结在钢化玻璃中。在室温环境下，α－nis是 不稳定的，有逐渐转变为β－nis的趋势。这种转 变伴随着约2～4％的体积膨胀，使玻璃承受巨大 的相变张应力，从而致自爆。
如何辨别
• 钢化玻璃的自爆首先看起爆点（钢化玻璃裂纹呈放
射状，均有起始点）是否在玻璃中间，如在玻璃边 缘，一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边 缘有损伤，造成应力集中，裂纹逐渐发展造成的； 如起爆点在玻璃中部，看起爆点是否有两小块多边 形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案（蝴蝶斑）， 如有仔细观察两小块多边形公用边（蝴蝶的躯干部 分）应有肉眼可见的黑色小颗粒（硫化镍结石）， 则可判断是自爆的；否则就应是外力破坏的。nis 结石位于二块"蝴蝶斑"的界面上。
• 从自爆后玻璃碎片中提
取的nis结石的扫描电镜 照片中可看到，其表面 起伏不平、非常粗糙。 异质相颗粒引起钢化玻 璃自爆，可以破裂源处 玻璃碎片的横截面照片 中看到，一个球形微小 颗粒引起的首次开裂痕 迹与二次碎裂的边界区。
钢化玻璃自爆原因分析及检测方法研究
钢化玻璃自爆原因分析及检测方法研究摘要：钢化玻璃在人们的日常生活中随处可见，无论是建筑玻璃还是汽车玻璃都会由于化学性质不稳定而导致自爆的问题发生，而后果也会威胁居民的生命安全和财产安全，因此如何减少钢化玻璃自爆事件的发生就显得尤为重要。
基于此，本文着重分析了钢化玻璃的自爆原因，并提出相应的检测方法，以便更好地控制此类事件的发生。
关键词：钢化玻璃；自爆；检测方法一、钢化玻璃自爆原因分析（一）钢化玻璃自爆类型1.玻璃中含有硫化镍结晶物：通常以结晶形式出现的含硫镍夹杂，且常伴随着一定的容积膨胀。
当这种杂质发生在钢化玻璃的张应力区域时，或由于负载而导致其在张应力区时，发生体的膨胀将导致自然爆震。
由于硫化镍微粒所致的钢化玻璃爆炸，其爆裂处的裂缝常常与蝴蝶一样，也就是所谓的蝶形裂缝，而在爆炸中心处，则会出现一种彩色的微粒，这种微粒被视为一种具有一定的腐蚀性的物质。
在爆炸之前，由于爆炸的缘故，硫化镍颗粒的大小并不相同，爆炸之前很难被发现，爆炸之后，它的大小会变得更大，而且位置也更固定，所以很难被发现。
2.在加工、运输、贮存、施工时，玻璃的表层和边缘容易出现划痕、炸口、裂口等问题，容易引起应力的聚集，从而引起钢化玻璃的自爆。
由于玻璃钢本身具有较多的微观裂缝，因此，其力学性能符合破裂机理。
在某些情况下，这种微观裂缝的扩张速度会加快，比如蒸汽作用、荷载作用等。
一般来讲，微观裂缝的扩张速率非常慢，以一个固定的数值表示。
然而，在玻璃的微观裂纹中存在着一个门槛，在微观裂缝大小接近或到达一定程度后，会迅速膨胀，最终造成玻璃破碎。
当玻璃的表面出现细小的裂缝时，例如在加工、运输、贮存和施工中产生的划痕、炸口、爆边等，在很少的载荷下，玻璃的表层会出现细小的裂缝，从而使其开裂。
3.在使用钢化玻璃时，由于受温度和温度影响，由于玻璃在温度和温度上的不均匀性以及沿着厚度的不均匀性，会使其在薄板上产生不均匀的应力和沿着薄壁的不均匀性，从而使其发生爆炸。
钢化玻璃自爆小知识
钢化玻璃自爆小知识钢化玻璃能自爆？可能有很多人会感到陌生，今天，新木缘门窗带您了解玻璃自爆的小知识。
什么是钢化玻璃自爆？钢化玻璃自爆是指钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂现象。
钢化玻璃自爆的原因有哪些？产生自爆的原因很多，简单地归纳以下几种：1、玻璃中有结石、杂质，气泡：玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点，也是应力集中处。
特别是结石若处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素。
2、玻璃中含有硫化镍结晶物，硫化镍晶体相变体积变化引起的钢化玻璃自爆。
3、玻璃表面因加工过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷，易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆。
4、钢化玻璃中应力分布不均匀、偏移或应力过高导致的。
一般而言，玻璃钢化加工过程出现自爆产生的原因以情况3、4居多；玻璃出厂后自爆以情况1、2居多；玻璃安装完工以后往往以情况1最为典型。
如何鉴别钢化玻璃自爆？钢化自爆与钢化玻璃外力撞击破碎的差异主要在于“起爆点”的差异。
钢化玻璃自爆一般起爆点在玻璃的中心。
起爆点中心有明显的个碎片呈蝴蝶状，俗称：“蝴蝶斑”。
钢化玻璃外力撞击破碎一般在破碎点可见撞击痕迹，无蝴蝶斑。
玻璃破碎从撞击点呈放射性分布。
自爆率是什么？由于钢化玻璃存在自爆这种客观现象。
根据国内外的数据统计，一般情况每4吨玻璃就有一例“自爆”，转化成为常规玻璃具体的片数，就是行业内的3‰—5‰从工程实践情况来看，浮法原片的质量，玻璃版面的大小，深加工工艺的控制情况对自爆概率影响较大。
降低钢化玻璃自爆的方法有哪些？1 、优选平板玻璃高质量的平板玻璃中结石、气泡、杂质和硫化镍含量低，采用优质平板玻璃作为制作钢化玻璃的原片可显著降低钢化玻璃的自爆。
2、提高钢化玻璃边部加工质量，避免玻璃边部和表面划伤和磕碰。
理论分析和实验表明，钢化玻璃边部钢化程度较低，因此应对钢化玻璃边部重点保护。
对于点支式幕墙玻璃，如果对玻璃打孔，孔边一定要精磨，最好达到抛光的程度，因为玻璃板孔边是应力集中部位。
钢化玻璃自爆原因
钢化玻璃自爆原因
钢化玻璃自爆一般是由以下原因造成的：
1.不均匀切割：如果在切割钢化玻璃的过程中没有达到完全均匀的切割，就会导致玻璃产生较大的内在紧张，从而影响玻璃的强度和稳定性，可能在使用过程中自爆。
2.表面瑕疵：钢化玻璃的表面存在瑕疵，如凸起、凹陷、气泡等，这些表面的缺陷会导致玻璃承受的张力不均匀，从而导致自爆。
3.强烈的温度差异：钢化玻璃在使用中需要承受很大的温度变化，如果温度差异过大，玻璃内部的应力就会产生不均匀变化，导致自爆。
4.环境的震动或冲击：钢化玻璃容易因受到环境的震动或冲击而自爆，尤其是在初始的使用短时间内，可能会出现突然自爆的情况。
因此，使用钢化玻璃时应该注意以上原因，并进行适当的防护和保养。
玻璃自爆的原因钢化玻璃自爆解决办法
玻璃自爆的原因钢化玻璃自爆解决办法不知道您有没有在生活中遇到过玻璃自爆的现象，玻璃为什么会自爆呢？是不是由于长期风吹日晒的结果？如果您对此也有疑问的话，就和我们一起来看看玻璃自爆的原因是什么吧！【玻璃自爆的原因】1、玻璃受热后，热应力分布不均匀，外因作用使玻璃应力进一步释放而爆裂，外因可以是暴晒，也可以是沙石冲击和车辆大颠簸。
2、烤膜时局部过热，通常刚化玻璃可以承受200多度温差，因此只要烤枪温度小于380度，受热不要集中。
因此烤膜时，更要注意和控制热度。
3、玻璃自爆与其本身的品质有关，根据生产厂家的技术统计，玻璃本身有千分之三的自爆率。
另外与以下因素无关：1、玻璃有厚薄，除防弹外。
2、玻璃膜是不可能把玻璃拉破的，一张膜每个人能拉变形，一张玻璃没有人能拉变形，可见薄膜收缩是不可能把把玻璃拉变形。
如果室内外两侧玻璃均选用钢化玻璃，则在室内外都大大提高了玻璃有抗冲击性和安全性。
因为钢化玻璃的抗冲击性是普通玻璃5-10倍，其抗弯性是普通玻璃的3－5倍，可谓安全到家。
【钢化玻璃自爆解决 *** 】1、降低应力值钢化玻璃中应力的分布是钢化玻璃的两个表面为压应力，板芯层处于张应力，在玻璃厚度上应力分布类似抛物线。
玻璃厚度的中央是抛物线的顶点，即张应力最大处；两侧接近玻璃两表面处是压应力；零应力面大约位于厚度的1／3处。
通过分析钢化急冷的物理过程，可知钢化玻璃表面张力和内部的最大张应力在数值上有粗略的比例关系，即张应力是压应力的1／2～1／3。
国内厂家一般将钢化玻璃表面张力设定在100MPa左右，实际情况可能更高一些。
钢化玻璃自身的张应力约为32MPa～46MPa，玻璃的抗张强度是59MPa～62MPa，只要硫化镍膨胀产生的张力在30MPa，则足以引发自爆。
若降低其表面应力，相应地会降低钢化玻璃本身自有的张应力，从而有助于减少自爆的发生。
2、应力均匀钢化玻璃的应力不均，会明显增大自爆率，已经到了不容忽视的程度。
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自爆及其分类钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象。
在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆。
自爆按起因不同可分为两种：一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆，例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；二是由玻璃中硫化镍（NiS ）杂质膨胀引起的自爆。
这是两种不同类型的自爆，应明确分类，区别对待，采用不同方法来应对和处理。
前者一般目视可见，检测相对容易，故生产中可控。
后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发，无法目测检验，故不可控。
在实际运作和处理上，前者一般可以在安装前剔除，后者因无法检验而继续存在，成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素。
硫化镍类自爆后更换难度大，处理费用高，同时会伴随较大的质量投诉及经济损失，造成业主的不满甚至更为严重的其他后果。
所以，硫化镍引发的自爆是我们讨论的重点。
钢化玻璃自爆机理钢化玻璃内部的硫化镍膨胀是导致钢化玻璃自爆的主要原因。
玻璃经钢化处理后，表面层形成压应力。
内部板芯层呈张应力，压应力和张应力共同构成一个平衡体。
玻璃本身是一种脆性材料，耐压但不耐拉，所以玻璃的大部分破碎是张应力引发的。
钢化玻璃中硫化镍晶体发生相变时，其体积膨胀，处于玻璃板芯张应力层的硫化镍膨胀使钢化玻璃内部产生更大的张应力，当张应力超过玻璃自身所能承受的极限时，就会导致钢化玻璃自爆。
国外研究证明：玻璃主料石英砂或砂岩带入镍，燃料及辅料带入硫，在1400r〜1500C高温熔窑燃烧熔化形成硫化镍。
当温度超过1000C时，硫化镍以液滴形式随机分布于熔融玻璃液中。
当温度降至797C时，这些小液滴结晶固化，硫化镍处于高温态的a -NiS晶相（六方晶体）。
当温度继续降至379C时，发生晶相转变成为低温状态的B -NiS （三方晶系），同时伴随着2.38%的体积膨胀。
这个转变过程的快慢，既取决于硫化镍颗粒中不同组成物（包括Ni7S6、NiS、NiS1.01 ）的百分比含量，还取决于其周围温度的高低。
如果硫化镍相变没有转换完全，则即使在自然存放及正常使用的温度条件下，这一过程仍然继续，只是速度很低而已。
当玻璃钢化加热时，玻璃内部板芯温度约620C，所有的硫化镍都处于高温态的a -NiS相。
随后，玻璃进入风栅急冷，玻璃中的硫化镍在379C发生相变。
与浮法退火窑不同的是，钢化急冷时间很短，来不及转变成低温态B -NiS而以高温态硫化镍a相被“冻结”在玻璃中。
快速急冷使玻璃得以钢化，形成外压内张的应力统一平衡体。
在已经钢化了的玻璃中硫化镍相变低速持续地进行着，体积不断膨胀扩张，对其周围玻璃的作用力随之增大。
钢化玻璃板芯本身就是张应力层，位于张应力层内的硫化镍发生相变时体积膨胀也形成张应力，这两种张应力叠加在一起，足以引发钢化玻璃的破裂即自爆。
进一步实验表明：对于表面压应力为100MPa的钢化玻璃，其内部的张应力为45MPa左右。
此时张应力层中任何直径大于0.06mm的硫化镍均可引发自爆。
另外，根据自爆研究统计结果分析，95%^上的自爆是由粒径分布在0.04mm- 0.65mm之间的硫化镍引发。
根据材料断裂力学计算出硫化镍引发自爆的平均粒径为0.2mm.因此，国内外玻璃加工行业一致认定硫化镍是钢化玻璃自爆的主要原因。
钢化玻璃自爆还有一些其他因素：玻璃开槽及钻孔的不合理、玻璃原片质量较差、厚度不均如压花玻璃、应力分布不均例如弯钢化玻璃及区域钢化玻璃等。
一、前言中国建筑装饰协会幕墙工程委员会受建设部委托，对北京、上海、天津、重庆、西安、武汉、深圳、哈尔滨、厦门、温州10 个城市进行了既有幕墙安全状况调查，调查样本的选取是在10个城市自检自查基础上，由城市建设行政主管部门推荐提供的120 项既有建筑幕墙项目，在本次调查中，幕墙玻璃破损437块。
全玻幕墙此次调查有17项，其中10项发现大玻璃碎裂，共计6 8块，玻璃肋断裂3块，还发现很多玻璃幕墙无肋玻璃。
中空玻璃漏气18 0块，镀膜玻璃脱膜现象个别城市也比较多。
调查中发现了9项有重要隐患的幕墙工程，占调查项目总数的9. 3 8%.如果去掉钢化玻璃自爆破裂，比例下降到2.3%。
幕墙门窗采用钢化玻璃致使玻璃幕墙和门窗的玻璃破裂事故居高不下，改变这种状况已迫在眉捷。
本文根据国内、外幕墙和门窗的玻璃破裂事故的分析，建议幕墙及门窗应采用防飞散玻璃。
二、钢化玻璃自爆及其分类1、钢化玻璃自爆分类从钢化玻璃诞生开始，就伴随着自爆问题。
钢化玻璃自爆可以表述为钢化玻璃在无外部直接作用的情况下而自动发生破碎的现象。
在钢化加工、贮存、运输、安装、使用等过程中均可发生钢化玻璃自爆。
自爆按起因不同可分为两种：一是由玻璃中可见缺陷引起的自爆，例如结石、砂粒、气泡、夹杂物、缺口、划伤、爆边等；二是由玻璃中硫化镍(NIS)杂质和异质相颗粒引起钢化玻璃自爆。
BALLANTYN于1961 年首次提出钢化玻璃自爆的硫化镍机制。
BORDEAUX KASPER通过对250例自爆的研究，发现引起自爆的硫化镍直径在0.04〜0.65mm之间，平均粒径为0.2mm新发现异质相颗粒引起钢化玻璃自爆。
这是两种不同类型的自爆，应明确分类，区别对待，采用不同方法来应对和处理。
前者一般目视可见，检测相对容易，故生产中可控。
后者则主要由玻璃中微小的硫化镍颗粒体积膨胀引发，无法目测检验，故不可控。
在实际运作和处理上，前者一般可以在安装前剔除，后者因无法检验而继续存在，成为使用中的钢化玻璃自爆的主要因素。
2、不可控钢化玻璃自爆的特点钢化玻璃原因不清自爆的问题，责任难明。
自爆时间没有确定性，可能是刚出炉，也可能是出厂后1〜2月，也有出厂1〜2年才自爆的，引起钢化玻璃较多自爆的时间可能是产品生产完成后的4〜5年。
据不完全了解，大部份厂家产品的概率是3%o左右的自爆率；个别厂家产品的概率可能还要高。
钢化玻璃自爆的根本原因是因为玻璃中含有硫化镍及异质相颗粒杂质，杂质是如何混入的现还未根本查清，玻璃中是如何混入镍的，最大可能的来源是设备上使用的各种含镍合金部件及窑炉上使用的各种耐热合金。
对于烧油的熔窑，曾报道在小炉中发现富镍的凝结物。
硫毫无疑问来源于配合料中及燃料中的含硫成份。
当温度超过1000 r时，硫化镍以液滴形式存在于熔融玻璃中，这些小液滴的固化温度为797r01克硫化镍就能生成约1000个直径为0.15mm的小结石。
硫化镍可以在生产完成后任何时候发生，故现在还不能完全杜绝，至今无有效地防止办法称为“玻璃幕墙的癌症” 。
“玻璃幕墙的癌症”出自着名建筑师福斯特之口：那年，由斯特事务所设计的伦敦市政厅几块从地板到天花板高度的玻璃破裂。
这座市政厅靠近伦敦塔桥，全部用玻璃做覆面，承包商不得不着手检查所有的内部玻璃。
大伦敦市议会发言人说，根据初步调查，问题出在玻璃含有镍硫化物上，也就是说，在建造过程中玻璃被镍元素污染，镍和玻璃中的硫化物进行化学反应，造成破裂。
硫化镍类自爆后更换难度大，处理费用高，同时会伴随较大的质量投诉及经济损失，造成业主的不满甚至更为严重的其他后果。
称之为“玻璃幕墙的癌症”。
三、钢化玻璃自爆率及自爆原因1、自爆率国内的自爆率各生产厂家并不一致，从3%〜0.3%不等。
一般自爆率是按片数为单位计算的，没有考虑单片玻璃的面积大小和玻璃厚度，所以不够准确，也无法进行更科学的相互比较。
为统一测算自爆率，必须确定统一的假设。
定出统一的条件：每5〜8吨玻璃含有一个足以引发自爆的硫化镍；每片钢化玻璃的面积平均为 1.8m2;硫化镍均匀分布。
则计算出6mm?的钢化玻璃计算自爆率为0.64%〜0.54%,即6mn钢化玻璃的自爆率约为3%。
〜5%o。
这与国内高水平加工企业的实际值基本吻合。
即使完全按标准生产，也不能彻底避免钢化玻璃自爆。
大型建筑物轻易就会用上几百吨玻璃，这意味着玻璃中硫化镍和异质相杂质存在的几率很大，所以钢化玻璃虽经热浸处理，自爆依然不可避免。
2、钢化玻璃不可控自爆的原因—硫化镍（NiS）及异质相颗粒钢化玻璃不可控自爆的来源不仅是传统认识中的nis 微粒，还有许多其它异质相颗粒。
玻璃中的裂纹萌发和扩展主要是由于在颗粒附近处产生的残余应力所导致的。
这类应力可分为两类，一类是相变膨胀过程中的相变应力，另一类是由热膨胀系数不匹配产生的残余应力。
硫化镍（nis ）及异质相颗粒。
玻璃内部包含硫化镍杂质，以小水晶状态存在，在一般情况下，不会造成玻璃破损，但是由于钢化玻璃重新加热，改变了硫化镍杂质的相态，硫化镍的高温a态在玻璃急冷时被冻结，他们在恢复到B态可能需要几年的时间，由于低温B态的硫化镍杂质将产生体积增大，在玻璃内部产生局部的应力集中，这时钢化玻璃自爆将发生。
然而，仅仅比较大的杂质将引起自爆，而且仅仅当杂质在拉应力的核心部位时才能发生钢化玻璃自爆。
nis是一种晶体，存在二种晶相：高温相a —nis和低温相B—nis，相变温度为379E，玻璃在钢化炉内加热时，因加热温度远高于相变温度，nis全部转变为a相。
然而在随后的淬冷过程中，a—nis来不及转变为B—nis，从而被冻结在钢化玻璃中。
在室温环境下，a —nis是不稳定的，有逐渐转变为B—nis的趋势。
这种转变伴随着约2〜4％的体积膨胀，使玻璃承受巨大的相变张应力，从而导致自爆。
从自爆后玻璃碎片中提取的nis 结石的扫描电镜照片中可看到，其表面起伏不平、非常粗糙异质相颗粒引起钢化玻璃自爆，可以破裂源处玻璃碎片的横截面照片中看到，一个球形微小颗粒引起的首次开裂痕迹与二次碎裂的边界区3、如何鉴别钢化玻璃的自爆首先看起爆点（钢化玻璃裂纹呈放射状，均有起始点）是否在玻璃中间，如在玻璃边缘，一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤，造成应力集中，裂纹逐渐发展造成的；如起爆点在玻璃中部，看起爆点是否有两小块多边形组成的类似两片蝴蝶翅膀似的图案（蝴蝶斑），如有仔细观察两小块多边形公用边（蝴蝶的躯干部分）应有肉眼可见的黑色小颗粒（硫化镍结石），则可判断是自爆的；否则就应是外力破坏的。
玻璃自爆典型特征是蝴蝶斑。
玻璃碎片呈放射状分布，放射中心有二块形似蝴蝶翅膀的玻璃块，俗称“蝴蝶斑”。
nis结石位于二块"蝴蝶斑"的界面上。
4、钢化玻璃自爆机理理论探讨径向应力r >a切向应力r >a颗粒与玻璃之间界面的应力对于异质颗粒在玻璃基体中，降温过程温差是负的，所以颗粒周边的径向应力是压力，切向应力是拉力。
玻璃中间层球形单质硅颗粒的扫描电镜图像和边缘挤压形貌，颗粒周边的径向应力是压力，切向应力是拉力，所以切向应力是裂纹启始的根源。
四、玻璃幕墙使用全钢化玻璃问题值得探讨1、钢化玻璃自爆是当前玻璃幕墙安全迫切需要解决的重要问题。
但是对于安全玻璃的概念，传统的概念是，（全）钢化玻璃属于安全玻璃。