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)。通過對來自不同渠道的樣式多達40多種樣式的300個玻璃鍋蓋進行模擬使用，并對15家不同的生產(chǎn)企業(yè)進行深入調(diào)研，搜索玻璃鍋蓋國內(nèi)外召回和市場反饋負面質(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)品標準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、實用、美觀和高雅等特點，同時加上用作廚具不易沾染油膩和污物等優(yōu)點，在國內(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，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的安全問題，因此，對玻璃鍋蓋“自爆”現(xiàn)象的研究十分必要。

1、國內(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際上由平板玻璃通過熱處理、風(fēng)鋼化后形成的鋼化玻璃。鋼化玻璃又稱強化玻璃。經(jīng)強化處理，具有良好的機械性能和耐熱震性能的玻璃制品的統(tǒng)稱。通常所稱鋼化玻璃多指經(jīng)風(fēng)淬火處理的平板玻璃制品。具有較高的抗彎強度、抗機械沖擊和抗熱震性能。破碎后，碎片不帶尖銳棱角，減少對人的傷害。根據(jù)我國《餐飲用鋼化玻璃器皿標準》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，并在破碎時形成無鋒利邊角的碎片。鋼化玻璃受到較強機械性沖擊、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)部因素都會發(fā)生自爆，因此使用時不如耐熱玻璃安全。日本等國已經(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告，暫無傷亡報告。美國消費品安全委員會建議：消費者應(yīng)立即停止使用該款玻璃鍋蓋。有鑒于此，消費者應(yīng)對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

鋼化玻璃在無直接機械外力作用下發(fā)生的自動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。 自爆對于鋼化玻璃是不可完全避免的，也是無先兆的，其發(fā)生的機率通常在2～5‰，西方國家較低，而我國則相對較高。產(chǎn)生自爆的原因很多，簡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，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)在玻璃急冷時被凍結(jié)，它們再恢復(fù)到β態(tài)可能需要幾年的時間。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)完成后任何時候發(fā)生，最典型的引起鋼化玻璃自爆的時間是產(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)過強風(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度，熱沖擊度也同時變強了。但是在鋼化處理過程中，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，其凝縮的能量會釋放出來，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)在的兩個方面。

2.2.1 外部因素。包括存放、運輸過程中的過分的負載、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、打孔開缺等應(yīng)力集中區(qū)域應(yīng)力過大，②鋼化玻璃內(nèi)部應(yīng)力過大。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)過強風(fēng)使其快速冷卻而制成。在玻璃的表面形成了強大的壓應(yīng)力。這種應(yīng)力的存在，在一定程度上抵消了來自外部的沖擊，因而表現(xiàn)出鋼化玻璃的高強度，而且應(yīng)力越大，鋼化玻璃的強度就越高。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 使用過程中造成的影響，玻璃鍋蓋因加熱過程或操作不當(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。建立原料玻璃的驗收標準，包括玻璃的厚度、外觀質(zhì)量（氣泡、夾雜物、點狀缺陷、線道、劃傷）等，對不具備檢測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)檢測報告，如：莫式強度、抗壓強度、抗彎強度、軟化溫度、線膨脹系數(shù)等。其中的玻璃的線熱膨脹系數(shù)對玻璃的成型、退火、鋼化、玻璃與金屬的對接和玻璃的熱穩(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、強度高等優(yōu)良性能。耐熱最高可達400℃，制造費用較高，使用時不會發(fā)生類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者，就不得而知。

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

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

4、結(jié)束語

目前玻璃鍋蓋沒有國家標準和行業(yè)標準。我國是世界上玻璃蓋生產(chǎn)、出口、消費第一大國，生產(chǎn)企業(yè)眾多由于缺乏統(tǒng)一標準，生產(chǎn)標準、質(zhì)量不一，產(chǎn)品質(zhì)量無法保證，建議從下述幾個方面開展工作降低玻璃鍋蓋的“自爆”率。

4.1 完善產(chǎn)品標準內(nèi)容，逐漸使之由企業(yè)標準上述為行業(yè)或國家標準，進一步規(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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