شوائب كبريتيد النيكل في الزجاج المقسى: شرح بسيط

سيمون إدوارد • 26 نوفمبر/ تشرين الثاني 2023

شارك هذه المدونة:

يمكن أن تؤدي شوائب كبريتيد النيكل في الزجاج المقسى في بعض الأحيان إلى الكسر التلقائي. وفي هذا المقال نلقي نظرة على الظاهرة وكيفية إيقافها.

يمكن أن تؤدي شوائب كبريتيد النيكل في الزجاج المقسى في بعض الأحيان إلى الكسر التلقائي. وفي هذا المقال نلقي نظرة على الظاهرة وكيفية إيقافها.

In فبراير/ شباط 2023, it was reported that multiple windows had spontaneously shattered in San Diego's central courthouse.


لم يكن هذا عمل شبح منتقم يسعى لتحقيق العدالة. ولم يكن ذلك حتى بسبب تلف الزجاج أثناء عملية المعالجة أو التزجيج.


وكان ذلك في الواقع نتيجة لعيب بالكاد يمكن إدراكه في الزجاج، وهو وجود شوائب كبريتيد النيكل.


هذه العيوب صغيرة جدًا بحيث يصعب تصديق أنها يمكن أن تسبب تحطمًا عفويًا. ولكن مثل القشة التي قصمت ظهر البعير، فإن لديهم القدرة على التسبب في الضرر دون سابق إنذار.


في هذه المقالة، نلقي نظرة على هذه الشوائب وأفضل السبل لمنعها.


ما هي شوائب كبريتيد النيكل؟


تعتبر شوائب كبريتيد النيكل منتجًا ثانويًا لصناعة الزجاج. أنها تصبح مشكلة فقط بعد عملية التقسية.


يتم تصنيع الزجاج المقسى عن طريق تسخين الزجاج ثم تبريده بسرعة. والغرض من ذلك ذو شقين: تقوية الزجاج وتغيير طريقة كسره. على عكس الزجاج الملدن القياسي، ينكسر الزجاج المقسى إلى مئات القطع الصغيرة - وليس شظايا خشنة كبيرة يمكن أن تسبب إصابات.


إن شوائب كبريتيد النيكل عبارة عن أجسام تشبه الحصى صغيرة جدًا بحيث يصعب إدراكها.


كبريتيد النيكل

ولكن مع مرور الوقت، يمكن أن تتوسع هذه العيوب - وفي بعض الحالات النادرة، تسبب شدًا كافيًا في الزجاج حتى يتحطم. لا يحدث هذا في الزجاج العادي، بل في الزجاج المقسى فقط.


That's because الزجاج المقسى is already under tension as a result of the tempering process. This is what makes it so robust in most everyday situations. Counterintuitively, however, those tiny expanding "pebbles" are enough to push it over the edge.


يمكنك معرفة ما إذا كان الكسر بسبب وجود كبريتيد النيكل بسبب نمط "الفراشة" المميز.


نمط الفراشة

من المهم التأكيد على أن هذه الكسور نادرة. يشير أحد التقديرات إلى حدوث كسر واحد لكل 400 طن من الزجاج المقسى


ولكن لمجرد أنها نادرة لا يعني أنها غير مهمة. بصرف النظر عن كونه مخيفًا، فإن الكسر التلقائي يترك العميل خارج جيبه. ولهذا السبب تأخذ شركات مثلنا الأمر على محمل الجد وتستخدم عملية تسمى "اختبار امتصاص الحرارة" لإيقافه قدر الإمكان.


كيف يمكنك منع شوائب كبريتيد النيكل؟


في وقت كتابة هذا التقرير، لم تكن هناك تقنية معروفة تقضي تمامًا على تكوين شوائب كبريتيد النيكل أثناء عملية التصنيع. ولكن هناك طريقة لاكتشافها بمجرد تقسية الزجاج - النقع الحراري، أو "اختبار النقع الحراري".


هذا هو المكان الذي يتم فيه وضع الجزء النهائي من الزجاج المقسى داخل الفرن وتسخينه إلى 290 درجة مئوية (554 درجة فهرنهايت) لعدة ساعات. إذا كان هناك احتواء على كبريتيد النيكل، فسوف ينكسر الزجاج في الفرن. إنها طريقة لاكتشاف الزجاج المعيب قبل تركيبه.


في حالة المحكمة في سان دييغو، "كانت المواصفات الأصلية للمبنى الذي تبلغ قيمته 550 مليون دولار تتطلب التشبع بالحرارة ولكن لم يتم تنفيذ ذلك". وبالتالي فإن التقليل من هذه العملية يمكن أن يكون له عواقب مكلفة.


That said, heat soaking isn't completely infallible. Some studies have suggested that it detects around 95% of flawed panes, although it's unclear how you would know the process had failed until the breakage occurred much later on.


عيب آخر للاختبار هو أنه يزيد من التكاليف والمهل الزمنية. ولكن هناك سببان وجيهان للمضي قدمًا في هذه العملية. أولاً، الكسر التلقائي خطير ومخيف ومكلف. ثانيًا، ليس من الممكن اكتشاف شوائب كبريتيد النيكل بأي طريقة أخرى.


هل يعني اختبار امتصاص الحرارة أن الزجاج المقسى لن ينكسر أبدًا؟


لا - لا يزال من الممكن أن ينكسر الزجاج المقسى تلقائيًا حتى بعد اختبار امتصاص الحرارة. هناك سببان لهذا.


أولاً، لا يضمن اختبار امتصاص الحرارة الإزالة الكاملة لجميع شوائب كبريتيد النيكل.


وثانيًا، هناك أسباب أخرى لتكسر الزجاج المقسى تلقائيًا مثل الإجهاد الحراري - حيث يوجد اختلاف ملحوظ في درجة الحرارة بين حافة الزجاج ومركزه - والأضرار الطفيفة التي لحقت بالحواف أثناء التصنيع أو النقل.


يمكن أن تسبب الإطارات أيضًا كسورًا عفوية. عندما تتغير درجات الحرارة، سوف يتمدد الزجاج وينكمش. إذا لم تكن هناك مساحة كافية بين الإطار والزجاج لاستيعاب هذه التغييرات، فإن الضغط الناتج يمكن أن يتسبب في تحطم الزجاج.


باختصار، لا يمكنك أبدًا التأكد 100% من أن الزجاج المقسى الخاص بك لن ينكسر فجأة - ولكن من خلال اختبار النقع الحراري، يمكنك إزالة أحد الأسباب المحتملة.


هل تؤثر شوائب كبريتيد النيكل على أنواع الزجاج الأخرى؟


تؤثر شوائب كبريتيد النيكل فقط على الزجاج المقسى حرارياً، وليس الزجاج "العادي" (المُلدن). ومع ذلك، لا يمكنك استخدام هذا في السياقات التي تتطلب زجاجًا آمنًا.


اختبار ToughGlaze وامتصاص الحرارة


في ToughGlaze، نأخذ شوائب كبريتيد النيكل على محمل الجد - ليس فقط لأن الكسر التلقائي قد يُسبب لك الخوف، ولكن أيضًا لأن استبدال الزجاج المقسّى مكلف. قد يكون نادرًا، ولكنه لا يستحق المخاطرة.


ولهذا السبب فإننا نقدم اختبار امتصاص الحرارة باستخدام طريقة الاختبار الدولية BS EN 14179 -1: 2016.


تسير العملية على هذا النحو. بعد تقوية الألواح الزجاجية الفردية، يتم وضعها على رفوف خاصة داخل فرن معاير.


فرن النقع الحراري

يتم بعد ذلك تسخين الزجاج لمدة ساعتين وتثبيته عند حوالي 290 درجة مئوية (554 درجة فهرنهايت). تبقى الألواح عند درجة الحرارة هذه لمدة ساعتين أخريين ثم تبرد على مدى بضع ساعات أخرى. إذا انكسر أي شيء في الفرن، فسيتم استبدال الجزء وتبدأ العملية من جديد.


ليس من المضمون اكتشاف شوائب كبريتيد النيكل ولن يجعل الزجاج غير قابل للتدمير - ولكنه يقلل من احتمالية وجود سبب واحد محتمل للكسر التلقائي.


من المفيد إجراء اختبار امتصاص الحرارة لجميع الألواح الزجاجية المقوية، ولكن بشكل خاص إذا كان الزجاج لا يمكن الوصول إليه أو يصعب الوصول إليه بعد التثبيت - إذا تم تركيبه في مكان مرتفع، على سبيل المثال.


الخط السفلي


يعد أسلوبنا في التعامل مع شوائب كبريتيد النيكل واختبار الامتصاص الحراري أحد الأسباب التي تجعلك تعتمد علينا للحصول على خدمة شاملة وموثوقة.


على الرغم من أن الكسر التلقائي أمر نادر الحدوث، إلا أننا نعتقد أن الأمر يستحق تقليل المخاطر. يعد الوقت الإضافي والتكلفة وسيلة لتأمين منشآتك في المستقبل.


Do you need toughened glass for a project? At ToughGlaze, we cut, process and dispatch our glass from one state-of-the-art facility – so you save time, hassle and money. We also offer
اختبار امتصاص الحرارة to help ensure long-lasting integrity and protect your investment. Interested? Get in touch with one of our friendly experts today.