Stress í gleri
Samspilskrafturinn á einingarþversnið inni í efni er kallaður innri streita. Innra álagi glers má skipta í þrjá flokka eftir mismunandi orsökum kynslóðar þess.
(1) Hitaspenna í gleri Álagið sem myndast í gleri vegna hitamismunar er kallað hitaálag. Samkvæmt tilvistareiginleikum þess er henni skipt í tímabundna streitu og varanlega streitu.
1 Tímabundið álag Hitaálagið sem myndast þegar glerið í teygjanlegu aflögunarhitasviðinu með hitastig sem er lægra en álagspunkturinn verður fyrir ójöfnum hitabreytingum við hitun eða kælingu er kallað tímabundið álag. Þessi streita er til staðar þegar hitastigshlutfall er til staðar og hverfur þegar hitastigið hverfur.
2 Varanleg streita Hitaspennan sem verður eftir í glerinu eftir að hitastigið milli innra og ytra lags glersins hverfur kallast varanleg streita. Myndun varanlegrar streitu í gleri er afleiðing af slökun á streitu innan álagshitasviðsins. Til þess að draga úr myndun varanlegs álags ætti að velja viðeigandi útglöðuhitastig og kælihraða í samræmi við efnasamsetningu glersins og þykkt vörunnar þannig að afgangsspennugildið sé innan leyfilegra marka.
(2) Byggingarálag í gleri Álagið sem myndast í glerinu vegna ójafnvægis í burðarvirki af völdum ójafnrar efnasamsetningar er kallað burðarálag. Byggingarálag er varanleg streita. Til dæmis, við bræðsluferli glers, vegna lélegrar einsleitni bræðslu, myndast gallar eins og rákir og steinar. Efnasamsetning þessara galla er önnur en aðalglersins og stækkunarstuðlar þeirra eru einnig mismunandi. Eftir að hitastigið nær stofuhita, minnka aðliggjandi hlutar með mismunandi stækkunarstuðla á annan hátt, sem veldur streitu í glerinu. Ekki er hægt að útrýma þessari streitu sem stafar af eðlislægri uppbyggingu glersins með glæðingu.
(3) Vélrænt álag á gleri. Vélrænt álag vísar til streitu sem stafar af utanaðkomandi krafti sem verkar á glerið. Það er tímabundið álag. Það hverfur þegar ytri krafturinn hverfur.
Útrýming streitu í gleri
Glæðing glers er hitameðferðarferli til að draga úr eða útrýma varanlegu álagi sem myndast í glerinu við mótun eða hitavinnsluferlið og bæta afköst glersins.
Samkvæmt orsök myndun streitu í glerinu er glæðing glers í meginatriðum samsett úr tveimur ferlum: draga úr og útrýma streitu; koma í veg fyrir myndun nýrrar streitu. Gler hefur ekki fast bræðslumark. Það kólnar frá háum hita og breytist úr fljótandi í brothætt fast efni. Þetta hitastig er kallað hitastigssviðið. Efri mörk hitastigs er mýkingarhitastig og neðri mörk hitastig er umbreytingarhitastig. Á umbreytingarhitasviðinu geta agnirnar í glerinu enn hreyft sig, það er, við ákveðið hitastig nálægt umbreytingarhitastigi, getur varmavernd og jöfnun útrýmt hitauppstreymi í glerinu. Þar sem glerið er seigjuteygjanlegur líkami á þessum tíma, þó að hægt sé að slaka á streitu, mun það ekki breyta útliti vörunnar.
(1) Gleðihitastig og glerhitastig glers Til að koma í veg fyrir varanlegt álag í glerinu verður glerið að vera hitað að ákveðnu hitastigi undir glerbreytingarhitastigi Tg til að varðveita varma og jafna til að koma í veg fyrir hitastig hvers hluta. af glasinu og slaka á stressinu. Þetta varma varðveislu- og jöfnunarhitastig er kallað útglöðuhitastig. Hæsta hitastig glersins vísar til hitastigsins þar sem hægt er að eyða 95% af álaginu eftir 3 mínútur, sem jafngildir glæðingarmarkinu (n-1012Pa·s), einnig kallað efri glæðingarhitastigið. ; lægsta hitastig glæðingar vísar til hitastigs þar sem aðeins er hægt að eyða 5% af streitu eftir 3 mínútur. Það er einnig kallað lægra glæðuhitastig. Hitastigið frá hæsta útglöðuhitastigi til lægsta útgræðsluhitastigs er kallað útglöðuhitasvið. Hitastigið fyrir glæðingu er yfirleitt 50 ~ 150 gráður. Hæsta glæðuhitastig flöskuglers er 550 ~ 600o gráður. Í raunverulegri framleiðslu er útglöðuhitastigið sem almennt er notað 20 ~ 30 gráður lægra en hæsta útglöðuhitastigið. Lægsta útglöðuhitastigið er 50 ~ 150 gráður lægra en hæsta hitastigið. Hitastig glers er tengt efnasamsetningu þess. Sérhver samsetning sem getur dregið úr seigju glers getur einnig dregið úr glæðingarhitastigi.
(2) Glerglæðingarferli Glerunarferli glervara inniheldur fjögur stig: upphitun, varmavernd, hæg kæling og hröð kæling. Samkvæmt upphitunar- og kælihraða, hita varðveislu hitastigs og tíma hvers stigs er hægt að teikna feril yfir sambandið milli hitastigs og tíma. Mynd 2-35 er glæðingarferillinn.
Fyrsta stigið er hitunarstigið. Aðalverkefnið er að hita vöruna upp í glæðingarhitastig. Þegar glervaran er mynduð og send í glæðuofninn, vegna hitafalls vörunnar sjálfrar við mótunaraðgerðina og flutningsferlið, er hitastig vörunnar almennt lægra en glæðuhitastig glersins þegar farið er inn í glæðingarofninn. , sérstaklega fyrir sumar þunnveggaðar vörur. Þess vegna, þegar varan fer inn í glæðingarofninn, verður að hita vöran að hitastiginu sem ákvarðað er fyrirfram.
Þegar gler er hitað verður yfirborðslag þess fyrir þrýstiálagi og innra lag þess verður fyrir togálagi. Þar sem þrýstistyrkur glers er um það bil 10 sinnum togstyrkur þess, getur hitunarhraðinn verið að sama skapi hraðari. Samt sem áður getur summan af tímabundnu álagi sem myndast af hitastiginu og eðlislægu varanlegu álagi meðan á hitunarferlinu stendur ekki verið meiri en togstyrksmörk þess, annars mun það brotna. Í raunverulegri framleiðslu munu þættir eins og einsleitni þykktar glervara, stærð og lögun vörunnar og einsleitni hitadreifingar í glæðingarofninum hafa áhrif á hitunar- og hitunarhraða.
Glæðing strax eftir að varan hefur myndast er kölluð aðalglæðing og glæðing eftir að varan er kæld kallast aukaglæðing. Framleiðsla á flöskum og dósglervörum notar alltaf aðalglæðingaraðferðina til að fara inn í ofninn strax eftir mótun. Fyrir sumar vörur með flókin lögun, ójafna veggþykkt eða flöskubotnþykkt sem er meiri en 8 mm, er stranglega bannað að nota einskiptisglæðingarofn fyrir aukaglæðingu. Ef þörf er á endurglæðingu þarf að velja aukagræðsluofn til að glæða, annars springa glervörurnar. Til dæmis tilheyra yfirborðsmerkingarvörur aukaglæðingu og bökunarofninn er notaður til að glæða vöruna fyrir aukaglæðingu. Fyrir sumar vörur sem þarf að vinna með þurrkun, ef álagið er of mikið eftir þurrkun, þarf einnig aukaglæðingu til að útrýma streitu.
Annað stigið er einangrunarstigið, megintilgangur þess er að útrýma hitastiginu sem myndast við hraða upphitun og útrýma innri streitu í vörunni. Láttu hitamuninn á milli yfirborðshitastigs og innra lags vörunnar hverfa. Á þessu stigi þarf fyrst að ákvarða útglöðuhitastigið og síðan einangrunartímann. Almennt er útglöðuhitastigið 20 ~ 30 gráður lægra en efri mörk glæðingarhitastigsins. Til viðbótar við beina mælingu er einnig hægt að reikna út hitastigið þar sem seigjan er 1012Pa·s út frá glersamsetningunni. Þegar hitastigið er ákvarðað er hægt að reikna einangrunartímann í samræmi við 70a2~120a2, eða í samræmi við leyfilegt álagsgildi.
Almennt, fyrir vörur með þykka veggi, ætti hitastigstíminn að vera lengri, þannig að hægt sé að slaka á streitu í vörunni að fullu, annars verður mikið innra álag eftir í vörunni. Fyrir þunnveggaðar vörur getur einangrunartíminn verið hæfilega styttri.
Þriðja stigið er hægur kælistig vörunnar í glæðingarofninum. Eftir ákveðinn hita varðveislutíma við útglöðuhitastigið hefur upprunalegu álagi vörunnar verið eytt. Til að koma í veg fyrir að varanlegt álag myndast eftir kælingu, eða til að minnka það í það álagssvið sem varan krefst, er hæg kæling eftir jöfnun nauðsynleg til að koma í veg fyrir myndun varanlegs álags.
Fjórða stigið er hraðkælingarstig glers. Upphafshitastig hraðkælingar verður að vera lægra en álagspunktur glersins, vegna þess að uppbygging glersins er alveg fast undir álagspunktinum. Þó að hitastigið sé myndaður á þessum tíma mun engin varanleg streita myndast. Á hraðkælingarstigi er aðeins hægt að mynda tímabundið álag. Með þeirri forsendu að tryggja að glervörur séu ekki brotnar vegna tímabundins álags er hægt að kæla þær eins fljótt og auðið er.
Í raunverulegri framleiðslu er lægri kælihraði notaður. Fyrir almennt gler er 15% ~ 20% af þessu gildi tekið, og fyrir sjóngler, minna en 5%.
Heildarglæðingartími glervara er summan af upphitun, varmavernd, hægum kælingu og hröðum kælingartíma. Hraði hvers þrepa verður að takmarkast við leyfilegt álagsgildi sem varan þolir. Fyrst skaltu ákvarða heppilegasta glæðingarferilinn með útreikningi og venjulega aðlaga hann í framleiðsluaðferðum. Fyrir flöskugler! Hreinsunarkerfi er sýnt í töflu 2-34.
(3) Atriði sem ætti að hafa í huga við mótun glæðukerfisins. Hreinsunarhitastig flöskuglers ætti að vera stillt í samræmi við vörustærð, þyngd, glersamsetningu, hitastig vöruofns og byggingareiginleika hvers glæðiofns. Á sama tíma ætti einnig að huga að eftirfarandi atriðum.
① Áhrif hitamismunar í glæðingarofninum Þrátt fyrir margar tæknilegar ráðstafanir er dreifing hitastigs í þversniði glæðuofnsins enn ójöfn, sem gerir hitastig vörunnar ójafnt. Þess vegna ætti að lengja einangrunartímann á viðeigandi hátt við mótun glæðukerfisins og hægur kælihraði ætti að vera lægri en kælihraði sem samsvarar raunverulegu leyfilegu varanlegu álagsgildi, venjulega er helmingur leyfilegs álagsgildis tekinn til útreiknings. Ákvörðun hitunarhraða og hraðkælingarhraða ætti einnig að taka tillit til áhrifa hitastigsmunar á glæðuofni.
Þegar varan þarfnast ekki köldu úðunar ætti bil flöskanna í keðju ofnunarofnsins að vera eins nálægt og hægt er án þess að hafa áhrif á hitaferlið og vindhitahringinn í ofninum. Almennt er 15 ~ 20 mm viðeigandi. Að auki ætti einnig að huga að hæð og lögun flöskunnar. Ef flaskan er hærri er hægt að taka efri mörk fjarlægðarinnar og ef flaskan er styttri er hægt að taka neðri mörkin. Þegar varan þarfnast köldu úða ætti fjarlægð flöskunnar að miðast við að kalda enda úðunin geti úðað jafnt á flöskuna.
③ Hreinsunarvandamál vöru með þykka veggi og flókin lögun Hitamunurinn á innri og ytri lögum þykkveggja vara er mikill. Þess vegna ætti að lengja einangrunartíma þykkveggaðra vara innan hitastigssviðsins fyrir glæðingu þannig að hitastig innra og ytra laga vörunnar geti verið í samræmi, en einnig verður að hægja á kælihraða í samræmi við það, og Lengja ætti heildargræðslutímann. Það skal tekið fram að lenging einangrunartíma þykkveggja vara er ekki í réttu hlutfalli við þykkt vörunnar. Þetta er vegna þess að álagið er meira eftir að þykktin eykst. Ef vörurnar eru geymdar við hærra hitastig í langan tíma er auðvelt að afmynda þær. Vörur með flókin lögun eru viðkvæm fyrir streitueinbeitingu. Þess vegna ættu þeir að nota tiltölulega lágt einangrunarhitastig eins og þykkveggaðar vörur og einangrunartímann ætti að lengjast á viðeigandi hátt. Bæði hitunar- og kælihraði ætti að vera hægur.
④ Gleðivandamál mismunandi tegunda af vörum í sama ofni Þegar vörur með sömu efnasamsetningu og mismunandi þykkt eru glóðaðar í sama glæðuofni, ætti að ákvarða glæðuhitastigið í samræmi við vöruna með minnstu veggþykktina til að forðast aflögun þunnrar vörur. Hins vegar ætti að lengja einangrunartímann á viðeigandi hátt og hita- og kælihraða ætti að ákvarða í samræmi við vöruna með stærstu veggþykktina til að tryggja að þykkveggaðar vörur brotni ekki vegna hitauppstreymis.
Þegar vörur með mismunandi efnasamsetningu eru glógaðar í sama glæðuofni, ætti að velja glervöruna með lægsta hitastigið sem einangrunarhitastig. Á sama tíma ætti að lengja einangrunartímann þannig að vörur með mismunandi glæðuhitastig geti náð góðri glæðingu.
⑤ Áhrif eðlislægrar streitu afurða Við upphitun hratt, auk þess að reikna út tímabundna streitu í samræmi við hitamun, ætti einnig að meta áhrif eðlislægrar streitu.