玻璃陶瓷餐具抗熱震性在線篩檢方法*

何 飛 黃知龍

(廣東健誠高科玻璃制品股份有限公司 廣東 潮州 515658)

玻璃陶瓷餐具屬于日用玻璃陶瓷，有盤、碗等種類。產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了抗熱震性要求和抗熱震性的試驗(yàn)方法。抗熱震性的試驗(yàn)是采用熱交換的方式，在產(chǎn)品檢驗(yàn)方面屬于型式檢驗(yàn)。試驗(yàn)是抽取代表性產(chǎn)品，以代表性產(chǎn)品的抽樣試驗(yàn)結(jié)果代表本批產(chǎn)品的抗熱震性結(jié)果。由于不是對所有產(chǎn)品試驗(yàn)，則存在產(chǎn)品偶然性的風(fēng)險(xiǎn)。為了降低客觀上的偶然性風(fēng)險(xiǎn)，可以模仿產(chǎn)品使用過程環(huán)境和型式檢驗(yàn)的方法，研究出專門的裝置，在生產(chǎn)線上形成熱冷交換環(huán)境，使產(chǎn)品百分之百地通過設(shè)定的熱冷交換環(huán)境。在這一過程之后，經(jīng)不起熱冷交換而破損等缺陷產(chǎn)品能直觀地得到識(shí)別，并被檢出和隔離。

1 分析和研究

1.1 產(chǎn)生抗熱震性不穩(wěn)定的原因

產(chǎn)品原料配方中添加了一定比例的成核劑，利用其在產(chǎn)品內(nèi)部析出均勻的納米級晶體，從而實(shí)現(xiàn)對可見光的散射，產(chǎn)生出不透光顏色(如乳白色)。由于產(chǎn)品的不透光特點(diǎn)，產(chǎn)品中存在的一些氣泡、雜質(zhì)、未熔顆粒不能通過肉眼識(shí)別，這類產(chǎn)品也不容易被檢出。產(chǎn)品成形之后會(huì)存在一定的內(nèi)應(yīng)力，產(chǎn)品中存在氣泡、雜質(zhì)、微小顆粒時(shí)，會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力集中。當(dāng)產(chǎn)品遇到熱冷環(huán)境變化時(shí)，應(yīng)力集中會(huì)引起產(chǎn)品開裂。因而通常會(huì)造成部分產(chǎn)品的抗熱震性不穩(wěn)定。

1.2 減少產(chǎn)品抗熱震性不穩(wěn)定的方法

減少產(chǎn)品抗熱震性不穩(wěn)定的方法之一是：材料熔煉的控制，既是材料熔煉應(yīng)充分，輸料管道應(yīng)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)谋兀环椒ㄖ牵寒a(chǎn)品篩檢，通過產(chǎn)品篩檢裝置，形成熱冷交換環(huán)境，使產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力在熱冷交換環(huán)境中釋放，產(chǎn)生破裂的產(chǎn)品得到識(shí)別并被檢出。篩檢裝置最好與生產(chǎn)線聯(lián)接，能達(dá)到節(jié)能、方便等效果。

1.3 在線篩選裝置形成

篩檢裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1.4 技術(shù)方案

玻璃陶瓷餐具抗熱震性在線篩檢設(shè)備，包括加熱單元、冷卻單元和干燥單元；加熱單元包括加熱爐、熱循環(huán)風(fēng)機(jī)和第一傳動(dòng)輥，第一傳動(dòng)輥位于加熱爐內(nèi)，加熱爐內(nèi)設(shè)有多根加熱管，熱循環(huán)風(fēng)機(jī)與加熱爐連接使加熱爐內(nèi)的熱量均勻；冷卻單元包括多個(gè)噴淋器和第二傳動(dòng)輥，第二傳動(dòng)輥的上游位于第一傳動(dòng)輥的下游，多個(gè)噴淋器向第二傳動(dòng)輥噴水，噴淋器噴淋的水中含有黑色墨水；干燥單元包括多把除水風(fēng)刀、熱風(fēng)機(jī)和第三傳動(dòng)輥，第三傳動(dòng)輥的上游位于第二傳動(dòng)輥的下游，多把除水風(fēng)刀與熱風(fēng)機(jī)連接，多把除水風(fēng)刀朝第三傳動(dòng)輥吹熱風(fēng)；用第一傳動(dòng)輥、第二傳動(dòng)輥和第三傳動(dòng)輥依次傳動(dòng)乳白玻璃餐具至加熱單元、冷卻單元和干燥單元。

所述冷卻單元共設(shè)有四個(gè)噴淋器，第二傳動(dòng)輥的上方和下方分別設(shè)有兩個(gè)噴淋器。 所述噴淋器的流量為100～200 L/h。 所述第一傳動(dòng)輥、第二傳動(dòng)輥和第三傳動(dòng)輥均為陶瓷輥棒，第二傳動(dòng)輥的傳動(dòng)速度為20～30 mm/s。 所述冷卻單元還包括循環(huán)冷卻水塔和冷卻水槽，循環(huán)冷卻水塔與冷卻水槽連接，循環(huán)冷卻水塔為冷卻水槽提供冷卻水，多個(gè)噴淋器與冷卻水槽連接，冷卻水槽位于第二傳動(dòng)輥下方。通過設(shè)置冷卻水槽，回收噴淋水，進(jìn)一步降低成本。 所述冷卻水槽內(nèi)的冷卻水中含有0.2%的黑色墨水。 所述冷卻單元和干燥單元之間設(shè)有擋板，通過設(shè)置擋板防止冷卻單元的噴淋水影響產(chǎn)品干燥。 所述除水風(fēng)刀包括第一風(fēng)刀、第二風(fēng)刀和第三風(fēng)刀。第一風(fēng)刀豎直設(shè)置，第二風(fēng)刀和第三風(fēng)刀分別位于第一風(fēng)刀的左右兩側(cè)，第二風(fēng)刀和第三風(fēng)刀分別朝第一風(fēng)刀傾斜設(shè)置。第一風(fēng)刀、第二風(fēng)刀和第三風(fēng)刀形成多角度風(fēng)幕對產(chǎn)品進(jìn)行除水干燥，確保產(chǎn)品全方位干燥，提高干燥效率。 所述除水風(fēng)刀的風(fēng)速為100～150 m/s，溫度為70～80 ℃，熱風(fēng)機(jī)的加熱功率為10 kW，熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)功率為5.5 kW。所述篩檢設(shè)備還包括控制單元，加熱爐、第一傳動(dòng)輥、第二傳動(dòng)輥和第三傳動(dòng)輥分別與控制單元電性連接，控制單元用以控制加熱爐內(nèi)的溫度，以及第一傳動(dòng)輥、第二傳動(dòng)輥和第三傳動(dòng)輥的傳動(dòng)速度。

1-加熱爐 2-熱循環(huán)風(fēng)機(jī) 3-第一傳動(dòng)輥 4-加熱管 5-噴淋器 6-第二傳動(dòng)輥 7-循環(huán)冷卻水塔 8-冷卻水槽 9-擋板 10-熱風(fēng)機(jī) 11-第三傳動(dòng)輥 12-第一風(fēng)刀 13-第二風(fēng)刀 14-第三風(fēng)刀

2 工作原理及效果

玻璃陶瓷餐具抗熱震性能在線篩檢設(shè)備的工作原理：將乳白玻璃餐具裝于不銹鋼籃筐，保持產(chǎn)品之間斜立和分開，保證空氣和水能在產(chǎn)品之間通過，將裝有乳白玻璃餐具的籃筐通過第一傳動(dòng)輥送進(jìn)加熱爐進(jìn)行加熱，根據(jù)產(chǎn)品需要承受的急冷、急熱溫差和冷卻水溫度，調(diào)節(jié)加熱溫度 T1，根據(jù)產(chǎn)品大小調(diào)節(jié)第一傳動(dòng)輥的傳送速度，使所有產(chǎn)品均勻加熱至所需溫度；乳白玻璃餐具在加熱爐中被加熱至所需溫度 T1，出爐后利用第二傳動(dòng)輥快速傳送至冷卻單元，噴淋器連接溫度為 T2的冷卻水，從上下兩個(gè)角度對產(chǎn)品進(jìn)行噴淋急冷，產(chǎn)品所承受急冷、急熱溫差△T=T1-T2，抗熱震性能不符合要求的產(chǎn)品會(huì)在快速降溫的過程中發(fā)生破裂，產(chǎn)生裂紋或是直接開裂，冷卻水中含有0.2%的黑色墨水，使得冷卻水帶有一定的顏色，產(chǎn)品裂紋中滲進(jìn)帶顏色的墨水，有利于質(zhì)檢人員發(fā)現(xiàn)未開裂但已經(jīng)形成裂紋的產(chǎn)品；經(jīng)冷卻單元噴淋急冷后的產(chǎn)品進(jìn)入干燥單元，通過多把除水風(fēng)刀多角度形成風(fēng)幕對產(chǎn)品進(jìn)行除水干燥，經(jīng)過干燥后的產(chǎn)品到達(dá)收集臺(tái)，把破損和有裂紋的產(chǎn)品挑出。

經(jīng)過篩檢裝置的運(yùn)行和試驗(yàn)，產(chǎn)品在線篩檢取得效果，會(huì)有部分不合格產(chǎn)品被檢出。經(jīng)篩選之后的產(chǎn)品再進(jìn)行常規(guī)的抽檢測試。未發(fā)現(xiàn)個(gè)別產(chǎn)品抗熱震性不合格的問題。在線篩檢中，篩檢裝置的控制操作必須規(guī)范化，確保篩檢的有效和穩(wěn)定性。另外，常規(guī)的抽檢還是必要的，是對在線篩檢效果的驗(yàn)證。在線篩檢可以使產(chǎn)品得到全部檢測，常規(guī)抽檢的頻次可以適當(dāng)減少，但不能完全中止。當(dāng)常規(guī)抽檢發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，應(yīng)對被抽檢批次產(chǎn)品進(jìn)行重新在線檢測，并對篩檢裝置及工藝進(jìn)行檢查和調(diào)整，確保在線篩檢有效和穩(wěn)定。

玻璃陶瓷餐具抗熱震性在線篩檢的裝置和方法是有效的，能使抗熱震性不合格產(chǎn)品得到直觀的識(shí)別并被檢出。在產(chǎn)品質(zhì)量控制方面，相對常規(guī)抽檢更加有效。本方法在產(chǎn)品質(zhì)量控制方面具有意義和作用，在有條件的生產(chǎn)線上可以配套及應(yīng)用，有助生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和提高。