含鎳化合物引起車門玻璃爆裂的案例分析

王 芳

（一汽—大眾汽車有限公司，吉林 長春 130012）

0 引 言

玻璃爆裂通常由以下幾種原因造成，如圖1所示。

1）玻璃受外力沖擊爆裂，存在明顯的沖擊點印記；

2）由缺陷引起的爆裂，如：爆邊、微裂紋、缺口、夾雜物、砂礫、結石、氣泡等；

3）根據(jù)有關報道，玻璃中還有可能存有NiS或其他含鎳化合物，由于冷脹熱縮的特殊化學特性導致玻璃爆裂。

對于含鎳化合物造成玻璃爆裂的分析，應從缺陷外觀、含鎳化合物的化學特性、尺寸以及點缺陷在玻璃中的位置等因素綜合考慮，如圖2所示。

車門玻璃從原材料到成品交付，直至客戶使用的過程見圖3。含鎳化合物引發(fā)玻璃爆裂的潛在風險點在于原片玻璃的生產以及整個生產過程中的檢測手段。

玻璃的主要化學成分為二氧化硅（SiO2）、氧化鈉（Na2O）、氧化鈣（CaO）、氧化鎂（MgO）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鐵（Fe2O3）。玻璃原片的生產所需原材料分為生料、輔助原料和熟料。生料的主要原料為硅砂、白云石、石灰石、純堿、芒硝、長石、鐵粉、碳粉等；生料的輔助原料為澄清劑、還原劑、著色劑、脫色劑、氧化劑、助溶劑；熟料為一定比例的碎玻璃（18%～30%）。

生產過程存在引入或生成含鎳化合物的關鍵風險點為：

1）生料鐵粉中可能引入 Cr、Ni、Al等金屬或金屬化合物；

2）熟料玻璃碎片的添加比例、大小及質量等級的控制；

3）原片玻璃生產過程中對原材料中金屬或金屬化合物的檢測與排除方法；

4）針對玻璃點缺陷適宜的檢測與識別手段。

1 案例數(shù)據(jù)分析

根據(jù)玻璃裝車時間，自某年10月至次年2月累計爆裂玻璃數(shù)量130片，涉及7個車型，其中可以確定玻璃種類的有108片，無法確認的有22片，其中車門玻璃有101片，見表1及圖4。

表1 缺陷數(shù)量統(tǒng)計

從爆裂數(shù)量與車型關系圖5中可看出，A，B，C 3個車型玻璃的爆裂數(shù)量最多，共計占總數(shù)量的79%，共同點為玻璃原片顏色均為solar green，但玻璃厚度不同。

按車門玻璃裝車位置進行分類，如圖6所示，可以看出除后風擋比例較低外，前門和后門玻璃分別為42%和36%，比較接近，說明與車門玻璃在整車上的裝配位置關系較小，即案例中爆裂不涉及車門玻璃與整車干涉。

從爆裂數(shù)量與溫度的關系曲線中可以看出（見圖7），溫度較低或溫度波動較大時，玻璃爆裂的幾率和數(shù)量會增加。

周 最低 爆裂 周 最低 爆裂溫度/℃ 數(shù)量 溫度/℃ 數(shù)量第45周 -8 0 第1周 -20 0第46周 -12 1 第2周 -23 0第47周 -9 1 第3周 -26 0第48周 -15 3 第4周 -23 7第49周 -13 12 第5周 -20 13第50周 -22 11 第6周 -22 25第51周 -21 14 第7周 -21 23第52周 -21 5 第8周 -17 0

可確定厚度的缺陷玻璃共計 125片，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)表2與圖8中可看出，3.85 mm和4.85 mm厚度的玻璃共計占總數(shù)量的 92%，因此，可以判斷爆裂與玻璃厚度有關。

表2 各車型玻璃厚度分布mm

對3.85 mm和4.85 mm厚度的車門玻璃在各車型中的爆裂比例進行分析（其中各排除 1片無法確認裝車位置）：3.85 mm厚度玻璃共計65片，涉及6個車型，其中車型A及車型B占比最多，共計73%，如圖9；4.85 mm厚度玻璃共計49片，涉及4個車型，其中車型A和車型C占比最多，共計90%，如圖10所示。

根據(jù)爆裂車門玻璃的顏色進行統(tǒng)計與分析可看出，如表3與圖11所示。

1）solar green玻璃占總數(shù)量96%，green僅為4%；

2）solar green中3.85 mm和4.85 mm厚度的玻璃占總數(shù)量92%。

因此，3.85 mm和4.85 mm厚度的solar green原片存在問題。

表3 各車型玻璃顏色分布

針對能夠確定厚度的缺陷車門玻璃進行原片批次分析和追溯，如圖12所示。

1）3.85 mm的solar green原片的生產批次集中在某年9月和10月。

2）4.85 mm的solar green原片的生產批次集中在某年6月和7月。

2 案例實驗分析

對爆裂車門玻璃進行掃描電鏡分析，確認具有含鎳化合物，如圖13所示。對在制品和庫存產品進行機械性能抽樣檢驗，確認控制批次及范圍。

3 結 論

針對文中案例，從以上數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析結果可以看出：

1）車門玻璃爆裂集中在A，B，C 3個車型；

2）爆裂與裝車位置無關，與車身無干涉；但與溫度有關，低溫時易爆裂；

3）玻璃厚度集中在3.85 mm和4.85 mm；

4）使用的主要原片顏色為solar green；

5）solar green 原片3.85 mm生產日期為某年9月和10月，4.85 mm原片生產日期為某年6月和7月。

從以上實驗結果中可以看出，此案例確定為含鎳化合物造成的玻璃爆裂，爆裂形式及原理與有關報道相符。后續(xù)工作則通過綜合信息追溯至原片缺陷生產批次以及目前生產批次的工藝參數(shù)及過程控制情況，并制定糾正及預防措施。

推薦控制方法：

針對該缺陷需要加強過程中的原材料輸入環(huán)節(jié)、全過程檢驗能力（包括檢測設備精度）以及二次分供方管理能力，推薦的生產控制及檢測手段如下：

（1）碎玻璃按等級劃分，并嚴格按照比例添加；

（2）碎玻璃輸送帶安裝除鐵器以及金屬探測器；

（3）放大投影檢查；

（4）顯微鏡檢測；

（5）激光掃描檢測。

原片或成品玻璃可在發(fā)貨前在低溫條件下存放（例如：冬季在室外）以此作為應急措施，促使玻璃爆裂提前發(fā)生在交付前，遏制缺陷外流。