Некоторые практические способы и подходы к производственному контролю качества при термомеханической обработке строительного стекла и приемке элементов конструкций остекления

Механическая и термическая обработка листового стекла широко применяются в современной стекольной промышленности и строительстве при изготовлении стеклоэлементов с различными формами, размерами, показателями внешнего вида, декоративными качествами и для управления эксплуатационными характеристиками стеклянных конструкций, в том числе, прочностью, долговечностью и безопасностью. Среди других показателей качества, параметры характеристик, влияющих на прочность стеклоизделий, на предприятиях отечественной промышленности контролируются надлежащим образом редко или в недостаточном объеме. Требования существующих отечественных стандартов по контролю качества и прочности в обычной практике не учитываются и во многом не учитывают современных требований международных стандартов и тенденций в архитектуре конструкций из стекла. В результате наметилось значительное отставание в техническом уровне строительного остекления в Украине по сравнению с передовыми странами мира и бурно развивающимися странами Азии.

Практически на всех этапах переработки стекла необходима организация контроля, начиная от входного контроля разных видов исходного листового стекла, и заканчивая приемочными испытаниями, складированием и отправкой продукции потребителю.

Методы неразрушающего контроля и испытания прочности учитывают специфику производства строительного стекла и конструкций, а также необходимость внедрения простых и доступных для широкого круга производителей-стекольщиков способов, которые не сильно повышали бы себестоимость продукции в рыночных условиях.

Анализ возможных причин разрушения стеклоэлементов показал, что источником их разрушения являются дефекты в поверхностных слоях листового стекла, полированных и обработанных другим способом деталей, а также краевые дефекты на периферийных шлифованных поверхностях, которые часто попадают в зону узлов опирания или крепления и испытывают повышенные нагрузки.

Для решения практических задач в условиях производства могут быть весьма эффективными:

• метод визуального контроля исходного стекла и деталей, их центральной части, краевых зон, торцев и кромок;
• метод макрофотографии объектов на различных стадиях обработки и испытания;
• метод микроскопии, позволяющий анализировать наличие на поверхности детали дефектов с помощью микроскопа, оценивать технологические и эксплуатационные дефекты, влияющие на прочность стекла;
• поляризационные методы для оценки характера распределения технологических напряжений в прозрачных деталях и конструкциях на просвет;
• эллипсометрический метод, чувствительный к структурным и другого рода нарушениям в приповерхностных слоях полированных деталей;
• метод ИК-термометрии, представляющий собой дистанционное исследование распределения температур путем оперативной регистрации собственного инфракрасного излучения исследуемых объектов.

Кроме стандартных методов испытаний разного рода стекол и стелоэлементов, предусмотренных отечественными и международными стандартами для гарантирования требуемых показателей прочности, деформативности и долговечности могут быть рекомендованы несколько методов механических испытаний прочности и термостойкости, учитывающие специфику стекольного производства и технологии закалки листового стекла.

Показатели прочности являются важными не только для оценки механического поведения строительных конструкций, но и для отработки технологических режимов механической обработки, термического упрочнения, эмалирования с целью снижения дефектности и обеспечения высокого качества конечной продукции.

В Институте проблем прочности им. Г.С. Писаренко НАН Украины разработаны и рекомендованы для практического применения в промышленности ряд оригинальных методов контроля качества и прочности, которые не требуют приобретения сложных и дорогостоящих испытательных машин. Для оценки качества и приемки изделий из исходного и закаленного стекла, эмалита могут быть использованы разрушающие и неразрушающие деформационные методы испытаний, основанные на использовании практически идеальной упругости листового стекла, методов механики сплошных сред и линейной механики разрушения.

Простым и доступным для контроля качества кромки и оценки трещиностойкости стекла может быть метод скалывания кромок твердым индентором и многие другие оригинальные разработки ученых НАН Украины.

Маслов В.П.,

Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева НАН Украины, Киев, Украина

Родичев Ю.М.,

Институт проблем прочности им. Г.С. Писаренко НАН Украины, Киев, Украина