הגורם הבסיסי להתפוצצות הספונטנית של זכוכית מחוסמת נעוץ בזיהומים ובפגמים הקיימים בתוכה, אשר נשברים תחת ההשפעה ארוכת הטווח של הלחץ.- בעולם מאמינים בדרך כלל ששיעור הפיצוץ העצמי של-זכוכית מחוסמת הוא בסביבות 0.1% עד 0.3%, אך זהו רק ממוצע סטטיסטי. עבור חתיכת זכוכית ספציפית, הסיכון שלה נקבע על ידי הגורמים הבאים:
גורם מכריע פנימי (הזכוכית עצמה)
זהו הגורם העיקרי לפיצוץ-עצמי, המהווה יותר מ-98%.
זיהומי ניקל גופרתי (NiS).
זו הסיבה המפורסמת והראשונית ביותר. במהלך תהליך הייצור של יריעות זכוכית עשויות להתערבב פנימה כמויות עקבות קיצוניות של ניקל וגופרית, וליצור גבישי ניקל גופרתי במצב מותך-בטמפרטורה גבוהה.
העיקרון של "הרחבת מעבר פאזה": גבישי ניקל גופרתי קיימים בשתי צורות: הפאזה בטמפרטורות גבוהות והפאזה בטמפרטורות נמוכות. תהליך ההמרה שלזכוכית מחוסמתהוא מהיר במיוחד, ו-שלב NiS "קפוא" בתוך הזכוכית. בטמפרטורת החדר, השלב הופך לאט לפאזה, בעוד נפחו מתרחב בכ-2-4%.
ריכוז מתח: אם הטומאה הזו ממוקמת במקרה באזור מתח המתיחה של לוח הזכוכית (השכבה המרכזית של זכוכית מחוסמת), הלחץ העצום שנוצר מהתרחבות הנפח שלה ישבש את איזון המתח של הזכוכית שמסביב, ויגרום לכל פיסת הזכוכית להתנפץ באופן מיידי. דפוס "כתם פרפר" טיפוסי לאחר פיצוח, עם זיהומי ניקל גופרתי במרכז.
זיהומים ובועות אחרות
מלבד ניקל גופרתי, גם זיהומים קשים אחרים בחומרי הגלם של הזכוכית, כגון אלומינה וחלקיקי קוורץ, עלולים לגרום לריכוז מתח עקב מקדמי ההתפשטות התרמית השונים שלהם ממטריצת הזכוכית.
גם בועות או אבנים (חומרי גלם לא מומסים) בזכוכית עלולות להפוך לנקודות תורפה במהלך תהליך החיסום, ולהגביר את הסיכון להתפוצצות עצמית.-
רמת המתח של זכוכית
ככל שדרגת הטמפרור גבוהה יותר, חוזק הזכוכית גדול יותר, אך אנרגיית הלחץ האצורה בתוכה גבוהה יותר.
אם הלחץ גדול מדי ולא אחיד, הוא יהיה במצב לא יציב בפני עצמו. ברגע שמופעל פגם קל, האנרגיה תשתחרר במהירות, מה שיוביל לפיצוץ עצמי-.
גורמים גורמים חיצוניים (עיבוד, התקנה ושימוש)
למרות שגורמים אלו אינם גורמים ישירות לפיצוץ-עצמי, הם יכולים להגביר משמעותית את הסיכון להתפוצצות עצמית-או להפוך ל"קש האחרון ששובר את גב הגמל".
גורמי עיבוד ועיצוב
נזק לקצוות ולפינה: במהלך תהליכי החיתוך, ההובלה וההתקנה, אם בקצוות ובפינות הזכוכית מופיעים סדקים או סדקים, פגמים אלה יהפכו לנקודות ריכוז מתח, ויפחיתו מאוד את החוזק הכולל של הזכוכית ויגרמו ל-פיצוץ עצמי.
קידוח וחריץ: כל חיתוך או קידוח של זכוכית ישנו את חלוקת המתח שלה, ויצרו אזורי מתח גבוהים- בקצוות החורים והחריצים. אם לא יטופל כראוי או לא מתוכנן בצורה בלתי סבירה, הסיכון להתפוצצות עצמית יגדל.-
גודל ועובי: בדרך כלל, ככל שהזכוכית גדולה יותר ועבה יותר, כך התפלגות המתח הפנימית מורכבת יותר, האנרגיה שהיא אוגרת גבוהה יותר, והסיכון להתפוצצות-עצמית גבוהה יותר.
גורמי התקנה
עומס התקנה: אם מסגרת ההתקנה לא אחידה, מפותלת או משתמשים במרווחים קשים מדי, הזכוכית כבר תהיה נתונה ללחץ כיפוף נוסף או מתח מגע נקודתי במהלך ההתקנה. סוג זה של "התקנה מאולצת" ישמור על הזכוכית בעומס גבוה לאורך זמן.
מרווח לא מספיק: לא נותר מספיק מרווח התרחבות בין הזכוכית למסגרת. כאשר טמפרטורת הסביבה משתנה ותגרום לזכוכית להתרחב ולהתכווץ בגלל חום וקור, היא תיסחט על ידי המסגרת, וייצור לחץ נוסף.
השתמש בגורמים סביבתיים
מתח תרמי: חלקים שונים של הזכוכית מחוממים בצורה לא אחידה (לדוגמה, חלק אחד נחשף ישירות לאור השמש בעוד החלק השני מוצל), החלק המחומם מתרחב, והחלק המקורר מגביל את התפשטותו, ובכך יוצר מתח תרמי בתוך הזכוכית. סוג זה של לחץ, כאשר הוא מונח מעל ללחץ ממתן, עלול לגרום להתפוצצות עצמית-.
לחץ רוח ורטט: חשיפה לטווח ארוך-ללחץ רוח חזק או רטט מתמשך מתנועה ומכונות בקרבת מקום עלולה לגרום לעייפות בזכוכית, ולהפחית את חוזקה.
שינויי טמפרטורה פתאומיים: למשל, בחורף הקר, חתיכת זכוכית שחוממה על ידי חימום פנימי נתקלת לפתע בגשם קפוא. ההלם התרמי העז עלול לגרום גם להישבר.
כיצד להפחית את הסיכון של-פיצוץ עצמי?
לאחר שהבנו את הסיבות, ניתן לנקוט באמצעי מניעה תואמים
בחר יריעות זכוכית גולמיות- באיכות גבוהה: השתמש ביריעות זכוכית גולמיות של מותגים ידועים- בעלי מוניטין טוב. תהליכי הייצור שלהם מבוקרים בקפדנות, ותכולת הטומאה נמוכה יותר.
בצע טיפול הומוגניזציה (מבחן השריית חום, HST):
זוהי הדרך היעילה ביותר למנוע את הפיצוץ העצמי- של ניקל גופרתי. הכניסו את הזכוכית המחוסמת לתנור ההומוגנית, חממו אותה ל-290 מעלות ± 10 מעלות, ושמרו עליה לפרק זמן מסוים.
תהליך זה ידמה את הסביבה הטבעית למשך מספר שנים או אפילו עשרות שנים, ויגרום לזכוכית המכילה זיהומי NiS לא יציבים להתנפץ בטרם עת בתנאים מבוקרים. לאחר טיפול הומוגנית, ניתן להפחית את שיעור הפיצוץ העצמי- ל-0.01% עד 0.03%.
עבור קירות מסך של בניינים- גבוהים, חלונות צוהר, חדרי מקלחת ומקומות אחרים עם דרישות בטיחות, מומלץ מאוד להשתמש בזכוכית מחוסמת הומוגנית.
עיבוד והתקנה סטנדרטיים: הקפידו על איכות חיתוך הזכוכית, שחיקת הקצוות והקידוח, והימנעו מפגיעה בפינות ובשוליים. בעת ההתקנה, השתמש במסגרות ובמרווחים תואמים כדי להבטיח חלוקת כוח אחידה ולהשאיר מפרקי התפשטות מספקים.
שימוש בזכוכית אולטרה-שקופה: לזכוכית אולטרה-שקופה יש תכולת ברזל נמוכה, חומרי גלם טהורים יותר ומעט מאוד זיהומים פנימיים (כולל ניקל). קצב הפיצוץ העצמי-שלו נמוך בהרבה מזה של זכוכית צפה רגילה.
תַקצִיר
-התפוצצות עצמית של זכוכית מחוסמת היא סבירות- נמוכה אך אכן קיימת. הליבה שלו היא תוצאה של ההשפעה המשולבת של זיהומים פנימיים (במיוחד ניקל גופרתי) ומתח גבוה חיצוני. על ידי בחירת-חומרי גלם באיכות גבוהה, ביצוע טיפול הומוגניזציה וביצוע עיבוד והתקנה סטנדרטיים, ניתן לשלוט בסיכון ברמה נמוכה מאוד.
