玻璃鍋蓋“自爆”質(zhì)量控制措施的研究

裴新華 韓德云 任志彬 李穎蘭 楚蘭霞

【摘要】為降低玻璃鍋蓋“自爆”率提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)對(duì)來(lái)自不同渠道的樣式多達(dá)40多種樣式的300個(gè)玻璃鍋蓋進(jìn)行模擬使用，并對(duì)15家不同的生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行深入調(diào)研，搜索玻璃鍋蓋國(guó)內(nèi)外召回和市場(chǎng)反饋負(fù)面質(zhì)量信息，搜集和分析玻璃鍋蓋自爆的數(shù)據(jù)和原因，形成了降低玻璃鍋蓋“自爆”率的質(zhì)量控制措施和建議。本研究為制訂玻璃鍋蓋產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及提高安全性能提供科學(xué)依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】玻璃鍋蓋；模擬使用；質(zhì)量控制

隨著人生活水平日益提高，玻璃鍋蓋以可視、實(shí)用、美觀和高雅等特點(diǎn)，同時(shí)加上用作廚具不易沾染油膩和污物等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外的賓館、飯店、食堂及家庭中被廣泛使用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，鋼化玻璃自爆率大約在3‰左右，但不同廠家產(chǎn)品自爆率也有所不同，有些可達(dá)2%左右。有關(guān)玻璃鍋蓋爆炸等一系列事件使得人們?nèi)找嬷匾暡Ａw的安全問(wèn)題，因此，對(duì)玻璃鍋蓋“自爆”現(xiàn)象的研究十分必要。

1、國(guó)內(nèi)玻璃鍋蓋主要材質(zhì)以鋼化玻璃居多

市面上各品牌鍋蓋實(shí)際上由平板玻璃通過(guò)熱處理、風(fēng)鋼化后形成的鋼化玻璃。鋼化玻璃又稱(chēng)強(qiáng)化玻璃。經(jīng)強(qiáng)化處理，具有良好的機(jī)械性能和耐熱震性能的玻璃制品的統(tǒng)稱(chēng)。通常所稱(chēng)鋼化玻璃多指經(jīng)風(fēng)淬火處理的平板玻璃制品。具有較高的抗彎強(qiáng)度、抗機(jī)械沖擊和抗熱震性能。破碎后，碎片不帶尖銳棱角，減少對(duì)人的傷害。根據(jù)我國(guó)《餐飲用鋼化玻璃器皿標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，餐飲用鋼化玻璃器皿是指在一定生產(chǎn)工藝技術(shù)條件下，玻璃器皿通過(guò)淬火處理，在玻璃表面形成壓應(yīng)力層，內(nèi)部形成張應(yīng)力層，使玻璃得到增強(qiáng)，并在破碎時(shí)形成無(wú)鋒利邊角的碎片。鋼化玻璃受到較強(qiáng)機(jī)械性沖擊、表面裂痕等外部因素或者因玻璃內(nèi)部含有的雜質(zhì)等內(nèi)部因素都會(huì)發(fā)生自爆，因此使用時(shí)不如耐熱玻璃安全。日本等國(guó)已經(jīng)明確規(guī)定鋼化玻璃不能用于微波爐和烤箱中使用。截至2012年3月目前，Meyer Corporation U.S公司已收到65起玻璃鍋蓋破裂的事故報(bào)告，暫無(wú)傷亡報(bào)告。美國(guó)消費(fèi)品安全委員會(huì)建議：消費(fèi)者應(yīng)立即停止使用該款玻璃鍋蓋。有鑒于此，消費(fèi)者應(yīng)對(duì)玻璃鍋蓋的安全性予以充分重視。

2、玻璃鍋蓋“自爆”的主要影響因素

鋼化玻璃在無(wú)直接機(jī)械外力作用下發(fā)生的自動(dòng)性炸裂叫做鋼化玻璃的自爆。自爆是影響玻璃鍋蓋安全性能的主要表現(xiàn)。也是鋼化玻璃固有的特性之一。 自爆對(duì)于鋼化玻璃是不可完全避免的，也是無(wú)先兆的，其發(fā)生的機(jī)率通常在2～5‰，西方國(guó)家較低，而我國(guó)則相對(duì)較高。產(chǎn)生自爆的原因很多，簡(jiǎn)單地可以歸納為以下幾種：

2.1 玻璃質(zhì)量缺陷的影響

2.1.1 玻璃中有結(jié)石、雜質(zhì)。玻璃中有雜質(zhì)是鋼化玻璃的薄弱點(diǎn)，也是應(yīng)力集中處。特別是結(jié)石與玻璃體有著不同的膨脹系數(shù)，若處在鋼化玻璃的張應(yīng)力區(qū)是導(dǎo)致自爆的重要因素。

2.1.2 玻璃中含有硫化鎳結(jié)晶物。硫化鎳的因素在原片玻璃制作過(guò)程產(chǎn)生。鎳與玻璃中的硫成分結(jié)合形成硫化鎳，由于鋼化玻璃重新加熱，改變了硫化鎳雜質(zhì)的相態(tài)，硫化鎳的高溫α態(tài)在玻璃急冷時(shí)被凍結(jié)，它們?cè)倩謴?fù)到β態(tài)可能需要幾年的時(shí)間。由于低溫β態(tài)的硫化鎳雜質(zhì)將產(chǎn)生體積增大，在玻璃內(nèi)部產(chǎn)生局部的應(yīng)力集中，這時(shí)鋼化玻璃自爆將發(fā)生。硫化鎳可以在生產(chǎn)完成后任何時(shí)候發(fā)生，最典型的引起鋼化玻璃自爆的時(shí)間是產(chǎn)品生產(chǎn)完成后的4～5年。

2.2 加工工藝造成的影響

鋼化玻璃一般是將玻璃加熱到約400-630度后，經(jīng)過(guò)強(qiáng)風(fēng)使其快速冷卻而制成。鋼化玻璃具有比一般玻璃高出三倍的物理強(qiáng)度，熱沖擊度也同時(shí)變強(qiáng)了。但是在鋼化處理過(guò)程中，由于玻璃內(nèi)部形成預(yù)應(yīng)力并且凝縮能量，所以在破損或自爆時(shí)，其凝縮的能量會(huì)釋放出來(lái)，形成碎片飛散。可能導(dǎo)致鋼化玻璃破碎的原因有外部的和內(nèi)在的兩個(gè)方面。

2.2.1 外部因素。包括存放、運(yùn)輸過(guò)程中的過(guò)分的負(fù)載、碰撞、不適當(dāng)?shù)拈g隙和邊部損害等；

2.2.2 內(nèi)在因素。則包括：①鋼化玻璃邊部加工缺陷、尖角、打孔開(kāi)缺等應(yīng)力集中區(qū)域應(yīng)力過(guò)大，②鋼化玻璃內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大。鋼化玻璃一般都有很高的抗沖擊能力，這是鋼化玻璃是將一般玻璃加熱到約400-630度后，經(jīng)過(guò)強(qiáng)風(fēng)使其快速冷卻而制成。在玻璃的表面形成了強(qiáng)大的壓應(yīng)力。這種應(yīng)力的存在，在一定程度上抵消了來(lái)自外部的沖擊，因而表現(xiàn)出鋼化玻璃的高強(qiáng)度，而且應(yīng)力越大，鋼化玻璃的強(qiáng)度就越高。但這種狀況是一種不平衡狀態(tài)，只要有可能它總想要回到平衡--破碎為碎粒，這就是鋼化玻璃的破碎。

2.3 使用過(guò)程中造成的影響，玻璃鍋蓋因加熱過(guò)程或操作不當(dāng)造成有劃痕、炸口、深爆邊等缺陷，易造成應(yīng)力集中或?qū)е落摶Ａё员?/p>

3、質(zhì)量控制措施

3.1 原料質(zhì)量控制。建立原料玻璃的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，包括玻璃的厚度、外觀質(zhì)量（氣泡、夾雜物、點(diǎn)狀缺陷、線道、劃傷）等，對(duì)不具備檢測(cè)手段的玻璃制品企業(yè)，應(yīng)要求供應(yīng)商提供包括玻璃的主要參數(shù)檢測(cè)報(bào)告，如：莫式強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、軟化溫度、線膨脹系數(shù)等。其中的玻璃的線熱膨脹系數(shù)對(duì)玻璃的成型、退火、鋼化、玻璃與金屬的對(duì)接和玻璃的熱穩(wěn)定性都有著重要的意義。

3.2 用耐熱玻璃代替鋼化玻璃。耐熱玻璃含有耐熱性強(qiáng)的硼酸、硅酸成分，玻璃雜質(zhì)和硫化鎳含量低，能夠承受急劇溫差變化。熱膨脹系數(shù)比較小，在急劇溫度變化下不易破碎。具有低膨脹、抗熱震、耐高溫、強(qiáng)度高等優(yōu)良性能。耐熱最高可達(dá)400℃，制造費(fèi)用較高，使用時(shí)不會(huì)發(fā)生類(lèi)似鋼化玻璃的自爆現(xiàn)象。但企業(yè)是否愿提高成本造福消費(fèi)者，就不得而知。

3.3 改進(jìn)生產(chǎn)工藝，如退火工藝等。操作工藝的不規(guī)范對(duì)鍋蓋質(zhì)量影響也較大。有廠家為節(jié)約成本偷工減料，在玻璃進(jìn)行鋼化的‘高溫——低溫——再高溫操作中把關(guān)不嚴(yán)，導(dǎo)致鋼化程度不到家，增加了自爆率。應(yīng)建立關(guān)鍵過(guò)程作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，對(duì)該流程實(shí)行嚴(yán)格管理，防止生產(chǎn)過(guò)程中偷工減料、工藝控制不嚴(yán)，。

3.4 制訂玻璃鍋蓋過(guò)程產(chǎn)品和成品驗(yàn)收規(guī)范。除了一般的外觀質(zhì)量驗(yàn)收要求之外，還要建立包括過(guò)程產(chǎn)品和成品的驗(yàn)收規(guī)范，目前只有一個(gè)河北企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/HC01---2013《玻璃蓋》，，其中的技術(shù)要求內(nèi)容，缺少外觀的詳細(xì)要求，如玻璃與不銹鋼等金屬包邊結(jié)合處地要求；合縫完好，無(wú)合縫差錯(cuò)、合縫裂及合縫粗等；缺少對(duì)涂裝的要求，如涂裝面應(yīng)無(wú)流掛、起皮、開(kāi)裂、洞、氣泡等； 耐溫差的要求和檢測(cè)方法沒(méi)有涵蓋玻璃容器抗熱震性和熱震耐久性能，并且沒(méi)有分梯度進(jìn)行測(cè)試，無(wú)法確認(rèn)是否滿足不同客戶的要求。

4、結(jié)束語(yǔ)

目前玻璃鍋蓋沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)是世界上玻璃蓋生產(chǎn)、出口、消費(fèi)第一大國(guó)，生產(chǎn)企業(yè)眾多由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量不一，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證，建議從下述幾個(gè)方面開(kāi)展工作降低玻璃鍋蓋的“自爆”率。

4.1 完善產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，逐漸使之由企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上述為行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步規(guī)范玻璃鍋蓋的安全生產(chǎn)。

4.2 使用耐熱玻璃或均質(zhì)化的鋼化玻璃加工鍋蓋，提高玻璃鍋蓋的安全性能。

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