如何进行均质炉自校准

 

      关键词：自爆  均质 均质炉校准

 

      1 钢化玻璃的自爆

 

      钢化玻璃的自爆现象是指钢化玻璃在搬运、储存、安装和使用过程中，有少量产品会在无直接外力的作用下发生自行爆裂的现象。这种自爆可能发生在工厂库房内及出厂后若干年内。经过长期研究统计，钢化玻璃的自爆率一般为0.1％～0.3％（1‰～3‰）。关于产生自爆的原因，大多数专家认为是玻璃中的硫化镍（NiS）结石引起的。NiS是一种晶体，存在两种晶相：高温相а-NiS和低温相β-NiS。理论上NiS在379℃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的β-NiS三方晶系过程中，伴随出现2.38％的体积膨胀。当玻璃在钢化炉内加热时，NiS全部转变为а-NiS相，随后在急冷过程中，а-NiS来不及全部转变为β-NiS，有一部分а-NiS被冻结在钢化玻璃中进入室温状态。但是在室温下，а-NiS是不稳定的，有转变为β-NiS的趋势。当这些杂质发生晶相转变时，内部体积会发生变化，将在杂质周边产生微裂纹，当微裂纹进入到张应力区，钢化玻璃则会发生自发炸裂，即通常所说的“钢化玻璃自爆”。基于以上原因，解决自爆的主要对策有：

 

      （1）控制玻璃原片质量；

 

      （2）将钢化玻璃的应力控制在适当的范围内；

 

      （3）均质处理，这是被公认的彻底解决自爆问题的最有效办法。将钢化玻璃再次加热到290℃左右并保温一定时间，使硫化镍在钢化玻璃出厂前完成晶相转变，让今后可能自爆的玻璃在工厂内提前引爆破碎。这种钢化后再次热处理的方法，国外称作 “Heat-Soak Test”，简称 HST。我国通常将其译成“均质处理”，俗称“引爆处理”。

 

      2 均质处理过程

 

      对于钢化玻璃的均质处理过程，国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心在2007年完成了GB 15763.4《建筑用安全玻璃 第4部分：均质钢化玻璃》国家标准的编制与审议，这个标准非等同采用了EN14179-1：2005标准。在GB15763.4国家标准中，规定了均质处理系统、均质处理过程以及如何检查或校准均质炉。

 

      2.1 均质处理过程

 

      均质处理过程分为升温、保温及降温三个阶段。

 

    （1）升温阶段

 

    升温阶段开始于所有玻璃所处的环境温度，终止于最后一片玻璃表面温度达到280℃的时刻。炉内空气温度有可能超过320℃，但玻璃表面的温度始终不允许超过320℃。在该阶段，应尽量缩短玻璃表面温度超过300℃的时间。

 

    （2）保温阶段

 

    保温阶段开始于所有玻璃表面温度达到280℃的时刻，保温时间至少为2小时。在整个保温阶段中，应确保玻璃表面的温度保持在290℃±10℃的范围内。

 

    （3）冷却阶段

 

    完成保温后，开始进入冷却阶段，在此阶段玻璃温度降至环境温度。当炉内温度降至70℃及以下时，认为冷却阶段终止，可以打开炉门。

 

    3 均质炉自校准

 

    很多厂家在购买均质炉后，希望自己能够现场考核均质炉，但是对于如何考核不是很清楚。很多厂家在请认证机构做均质炉认证检查之前都希望能对自己的均质炉实际均质过程有所了解，但是具体该怎么了解不是很清楚。这两个问题，其实是一个问题，就是企业想要了解自己均质炉的升温、保温的能力，尤其是在整个炉内温度的均匀性。解决的办法就是企业按照标准要求，自己对均质炉进行自校准。在自校准之前，必须了解几个误区，第一，不能以控温热电偶显示的温度等同于炉内玻璃温度。第二，不能以控温热电偶的温度曲线等同于整个炉内温度分布曲线。工厂在做均质炉的自行校准之前，要对标准有所了解，对整个均质过程要清楚。自校准的做法是：工厂或者均质炉生产商准备一批同一型号的热电偶，将热电偶按照EN14179-1：2005附录A中的要求粘贴在玻璃上。工厂利用记录仪记录整个均质过程。工厂技术人员对记录仪中的温度和曲线进行分析，得出如下参数：炉内哪个位置温度最高，哪个位置温度最低；最高点和最低点温度差值有多大；在保温过程是否所有热电偶都在正负10℃以内等。如果是验收均质炉，那么根据分析的结果参照标准，可以清楚的知道均质炉是否符合要求。如果是自行校准，那么可以依据分析的结果对均质炉进行调整。调整均质炉的温度控制参数、调整搅拌风机的参数等。如此操作之后，工厂均质炉的加热能力和保温能力就基本满足要求了。之所以我们不能说完全满足标准要求，是因为由于所用的热电偶、记录仪等没有经过校准，因此记录仪显示的温度并不是炉内玻璃上的实际温度，记录仪显示的炉内最高点温度并不是一个实际准确的数值，但是这并不影响工厂用这些热电偶显示的曲线对均质炉的整体情况做判断。下一步就是请检查认证机构进行权威的认证检查，在检查过程中，注意比对认证检查机构记录的温度参数和工厂自己记录的温度参数的差值，从而对自己的均质炉精确调控提供参考。完成检查认证机构的均质炉检查之后，在工厂每次生产的时候，都必须按照调整好的既定曲线运行，从而保证每次均质的温度曲线都能保证满足标准要求。

 

    钢化玻璃的外观在均质过程前后没有明显的差异，因此企业更多的是通过其它方式证明钢化玻璃经历了均质过程，比如提供权威机构的均质炉检查报告、均质钢化玻璃的生产记录和均质过程中的控温曲线等方式来证明。国家安全玻璃及石英玻璃质检中心可以依据EN标准进行均质炉检查，并出具TUV认可的报告，拿到这个报告就说明该公司的均质过程符合EN14179-1：2005附录A的要求。在均质炉认证过程中，对均质炉100％装载量和10％装载量的整个均质过程进行监控并记录。在整个检查过程中，认证检查机构只如实地监控和记录炉内玻璃上的温度，并不对工厂的均质炉控制有任何影响。当均质炉100％装载量和10％装载量两个极限装载量的温度曲线满足标准要求后，就可以认为在100％到10％范围内的所有装载量的均质过程都能满足标准要求。