Виробничий контроль якості при термомеханічній обробці будівельного скла і прийманні елементів конструкцій скління

Механічна і термічна обробка листового скла широко застосовуються в сучасній скляній промисловості та будівництві, при виготовленні склолементів з різними формами, розмірами, показниками зовнішнього вигляду, декоративними якостями і для управління експлуатаційними характеристиками скляних конструкцій, в тому числі, міцністю, довговічністю і безпекою. Серед інших показників якості, параметри характеристик, що впливають на міцність скловиробів, на підприємствах вітчизняної промисловості контролюються належним чином рідко або в недостатньому обсязі. Вимоги існуючих вітчизняних стандартів з контролю якості і міцності в звичайній практиці не враховуються і багато в чому не враховують сучасних вимог міжнародних стандартів і тенденцій в архітектурі конструкцій зі скла. У результаті намітилося значне відставання в технічному рівні будівельного скління в Україні у порівнянні з передовими країнами світу і Азії.




У доповіді розглянуті деякі практичні способи і підходи до виробничого контролю якості при термомеханічній обробці будівельного скла і прийманні елементів конструкцій скління, в тому числі, методи неруйнівного контролю та випробування міцності. Їх відмінність від методик наукових досліджень полягає в обліку специфіки виробництва будівельного скла і конструкцій, а також необхідності впровадження простих і доступних для широкого кола виробників - склярів способів, які не сильно підвищували б собівартість продукції в ринкових умовах.

Увага приділена контролю вихідного і зміцненого скла з використанням спеціальних зразків і натурних виробів. Підкреслена необхідність організації контролю практично на всіх етапах переробки скла, починаючи від вхідного контролю різних видів виготовленого листового скла, і закінчуючи приймальними випробуваннями, складанням та відправкою продукції споживачеві.

Розглянута група оптичних методів неруйнівного контролю. При цьому враховано значний досвід таких робіт при створенні прецизійних оптичних приладів і систем, транспортного скління і виробів спеціального призначення. Аналіз можливих причин руйнування склолементів показав, що джерелом їх руйнування є дефекти в поверхневих шарах листового скла, полірованих і оброблених іншим способом деталей, а також крайові дефекти на периферійних шліфованих поверхнях, які часто потрапляють в зону вузлів упору або кріплення і відчувається підвищення навантаження.

Для вирішення практичних задач в умовах виробництва можуть бути досить ефективними :
- Метод візуального контролю виготовленого скла і деталей, їх центральній частині, крайових зон, торцевих і кромок;
- Метод макрофотографії об'єктів на різних стадіях обробки та випробування;
- Метод мікроскопії, що дозволяє аналізувати наявність на поверхні деталі дефектів за допомогою мікроскопа, оцінювати технологічні та експлуатаційні дефекти, що впливають на міцність скла;
- Поляризаційні методи для оцінки характеру розподілу технологічних напружень в прозорих деталях і конструкціях на просвіт;
- Елліпсометричний метод, чутливий до структурних та іншого роду порушень в приповерхневих шарах полірованих деталей;
- Метод ІЧ- термометрії, що представляє собою дистанційне дослідження розподілу температур шляхом оперативної реєстрації власного інфрачервоного випромінювання досліджуваних об'єктів.

Крім стандартних методів випробувань різного роду стекол і стеклоелементів, передбачених вітчизняними та міжнародними стандартами для гарантування необхідних показників міцності, деформації і довговічності можуть бути рекомендовані кілька методів механічних випробувань міцності і термостійкості, що враховують специфіку скляного виробництва і технології гартування листового скла.

Серед них дано аналіз випробувань міцності на вигин і стиск на малих зразках, стержнях, балках і пластинах, необхідних для виконання технологічних проб при відпрацюванні технологічних режимів за критеріїв міцності і тріщиностійкості скловиробів.

Дано приклади випробувань міцності реальних елементів конструкцій на різних етапах їх виготовлення і монтажу, які дозволяють врахувати комплексний вплив основних технологічних, конструкційних, а також експлуатаційних факторів та умов на міцність і характер руйнування будівельних конструкцій з листового скла.

Показано, що показники міцності є важливими не тільки для оцінки механічної поведінки будівельних конструкцій, а й для відпрацювання технологічних режимів механічної обробки, термічного зміцнення, емалювання з метою зниження дефектності та забезпечення високої якості кінцевої продукції.

В Інституті проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України розроблені і рекомендовані для практичного застосування в промисловості ряд оригінальних методів контролю якості і міцності, які не вимагають придбання складних і дорогих випробувальних машин. Для оцінки якості і приймання виробів з виготовленого і загартованого скла, емаліта можуть бути використані руйнівні і неруйнівні деформаційні методи випробувань, засновані на використанні практично ідеальної пружності листового скла, методів механіки суцільних середовищ і лінійної механіки руйнування.

Простим і доступним для контролю якості кромки і оцінки тріщиностійкості скла може бути метод сколювання кромок твердим індентором і багато інших оригінальні розробки вчених НАН України.

На закінчення наведені деякі результати контролю якості загартованих склолементів, отримані за технічної підтримки Київського заводу скловиробів, Компанії «Альтіс- Гласс» та інших підприємств вітчизняної промисловості.

Маслов В.П.
Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, Україна
E - mail: maslov@isp.kiev.ua, тел./факс +38 044 5250555

Родичев Ю.М.
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України, Київ, Україна
E - mail: rym@ipp.kiev.ua, тел./Факс +38 044 2865257, тел. +38 044 2859613

Доповідь висвітлювався в рамках семінару «Стан та шляхи вдосконалення застосування СПК», організаторами якого виступили:
• ТК «Світлопрозорі конструкції»
• Асоціація «Українські виробники світлопрозорих конструкцій»
• Спеціалізоване видання віконного виробництва - журнал «СКВО»