Results

Spontane breuk door nikkelsulfide insluiting

Om glas 5x sterker te maken dan gewoon glas krijgt het een thermische behandeling, ofwel het glas wordt gehard. Het glaspaneel op maat wordt tot 600°C verhit. Hierdoor ontstaan in het glasoppervlak drukspanningen en in de kern trekspanningen. Deze spanningen maken het glas mechanisch vele malen sterker en goed bestand tegen thermische belastingen. 
 
Bij de productie van vlakglas komen onvermijdelijk zwavel- en nikkeldeeltjes terecht in de glasmassa. Door het hardingsproces kunnen nikkelsulfide (NiS) insluitingen optreden. Deze insluitingen verhogen mogelijk het risico op spontane breuk van het geharde glas.
 
Met de HEAT SOAK Test wordt het glas gecontroleerd verhit en op een temperatuur van 280°C gehouden, conform NEN-EN14179. Dit proces versnelt het breken van gehard glaspanelen, die na verloop van tijd spontaan zouden breken als gevolg van de NiS insluitingen.  
De Heat Soak test vermindert het risico van glasbreuk door NiS met ca 95%. Door deze geringere kans op spontane breuk kan gehard glas dat deze Heat Soak Test heeft doorstaan, voor wat betreft spontane breuk voldoet aan de betrouwbaarheidseisen van de NEN-EN1990.
 
Volgens het Bouwbesluit is de Heat Soak Test verplicht indien enig deel van de thermisch geharde ruit zich hoger dan 3500mm boven vloer- of maaiveldniveau bevindt. Tenzij er bij breuk geen risico op vallend glas is.
 
In alle situaties waar gehard glas constructief wordt toegepast en waar de veiligheid van mensen in de buurt in het geding is, zou uit oogpunt van veiligheid de Heat Soak Test moeten worden toegepast. Ook hier wordt een beroep gedaan op het gezond verstand van de vakman.
 
De vorming van nikkelsulfide deeltjes vindt plaats in de glasoven bij hoge temperaturen door een reactie tussen nikkel en zwavel. Zwavel is voor een groot gedeelte aanwezig in brandstoffen als olie en gas. Nikkel is afkomstig uit grondstoffen en uit metalen componenten die tijdens de productie in aanraking komen met het gesmolten glas. Het ontstaan van nikkelsulfide deeltjes is inherent aan het glasproductieproces. De hoeveelheid insluitingen is zeer gering met circa 1 per 4 ton glas.

Volgens TNO TPD in Eindhoven veroorzaken nikkelsulfide insluitingen alleen problemen in gehard glas. De deeltjes zijn in ongehard glas aanwezig in een bepaalde kristalstructuur (β-vorm). Bij het opwarmen gedurende het hardingsproces worden de deeltjes omgezet in een andere compactere kristalstructuur (a-vorm).  Door het vlug afkoelen van het glas waardoor het geharde glas zijn sterkte krijgt, blijven de deeltjes in de a-vorm. Deze vorm is niet stabiel bij een ‘lage’ temperatuur tot 380°C waarbij het deeltje weer terug wil in zijn stabiele β-vorm. Deze omzetting gaat gepaard met een volumevergroting van 2 tot 4 procent en de volumevergroting zorgt voor interne spanningen in het glas die zo hoog kunnen worden dat het glas breekt. Onder andere zonne-energie versnelt deze omzetting en afhankelijk van de samenstelling en de grote van het deeltje veroorzaakt het binnen enkele dagen maar ook pas na jaren een probleem.

De aanwezigheid van nikkel – en daarmee het probleem – is niet uit te sluiten, omdat nikkel in hele kleine hoeveelheid als verontreiniging in d grondstoffen aanwezig is en er maar heel weinig nodig is om nikkelsulfide deeltjes te vormen.

Slechts 0,1 gram nikkel kan al 50.000 insluitingen veroorzaken. De nikkelsulfidedeeltjes beperkt: de Heat Soak Test (HST). Heesen: “De HST volgens de nieuwe Europese norm prEN 14179 van de CEN/TC 129 ‘Glass in Building’ geeft een zekerheid van meer dan 95%. Dit betekent dat van al het glas met nikkelsulfidekristallen in het geharde glas tijdens de test bij opwarming tot circa 290°C versneld uitzetten. Glas dat een insluiting bevat, breekt.

Aan de hand van de breuklijnen is de oorzaak van de breuk vast te stellen. Een centrale breuklijn en een vlinderpatroon in het centrum van de breuk duiden op een nikkelsulfide-insluiting.

Contact: GLASSOLUTIONS B.V. | Dubrit

 

-Bron: TNO Eindhoven-

04/22/2020 - 12:05
Product