А. А. Верховский, канд. техн. наук, заведующий лабораторией, НИИСФ РААСН
В. В. Щередин, начальник отдела технической поддержки, ООО «Гардиан Стекло Рязань»
И. М. Нанасов, научный сотрудник, НИИСФ РААСН
Стеклопакетами в оконных проемах сейчас никого не удивишь. И тем не менее и покупатели, и установщики, и производители оконных блоков постоянно встречаются с набором проблем, которые вызывают вопросы. Это как разрушение стеклопакетов по различным причинам, так и появление разнообразных дефектов, установить причину которых без привлечения специалистов зачастую является нетривиальной задачей. В данной статье мы постарались осветить некоторые из них.
Стеклопакеты, лопнувшие «бабочкой»
Часто встречающийся тип разрушения стеклопакетов, который можно встретить в самом обычном окне. Данный тип разрушений часто имеет характерную форму «бабочки», пример приведен на рис. 1.
Характерное разрушение стеклопакета
Стеклопакеты разрушаются таким образом из-за избыточно высокого либо низкого давления газа в воздушной прослойке. Вообще стеклопакет по своему замыслу – конструкция герметичная, и совершенно естественно, что между давлением газа в камере (камерах) стеклопакета и атмосферным давлением зачастую возникает большой перепад. Это и приводит к разрушению стекла, на которое ложится вся нагрузка от разницы давлений. Рассмотрим ситуации, в которых подобный перепад давления становится критическим.
У стеклопакета соотношение высоты к ширине более 4 : 1. ГОСТ 24866–99 «Стеклопакеты клееные строительного назначения», п. 3.6 не рекомендует изготовление стеклопакетов с размерами менее 300×300 мм, а также с соотношением сторон более 5 : 1. Соотношение сторон введено неспроста.
Рассмотрим проблему поэтапно: имеется два крайних случая – квадратный стеклопакет с соотношением сторон 1 : 1 и прямоугольный с соотношением, к примеру, 4 : 1, оба стеклопакета с длинной стороной сопоставимого размера. Летом, при нагреве, воздух в воздушной прослойке нагревается больше температуры окружающей среды и расширяется, стеклопакет «раздувает». Из-за своей формы квадратный стеклопакет имеет возможность достаточно деформироваться без особых проблем для себя, прогиб стекол будет достаточно большой, разница давлений и напряжения на стекле, соответственно, маленькие. В узком же стеклопакете стекла не обладают возможностью достаточно деформироваться, чтобы скомпенсировать расширение воздуха, образуются напряжения на стекле, которые могут разрушить стеклопакет (рис. 2).
Деформация стекол в стеклопакете под действием разницы давлений
Аналогичная ситуация может складываться при установке стеклопакетов зимой в неотапливаемые помещения. Воздух в камерах стеклопакета сильно сжимается, что также может приводить к разрушению. ГОСТ 24866–99 регламентирует хранение и монтаж стеклопакетов исключительно в отапливаемых помещениях, при температуре воздуха в помещении не ниже +5 °C (п. 7.3, п. 8.8).
Ситуация усугубляется в следующих случаях:
Разрушится стеклопакет или нет, также зависит от качества кромки стекол – сколы, плохой рез стекла и т. д. Как же можно уменьшить вероятность разрушения?
Интерференция, или «цветные полосы»
Иногда на архитектурных проектах на стеклах заметны вертикальные тонкие цветные полосы. Данные полосы зачастую заметны только при наличии падающего под острым углом солнечного света и под строго определенным углом осмотра и могут выглядеть следующим образом (рис. 3).
Вертикальные полосы на стеклопакете
Причина появления полос – явление интерференции (наложения) световых волн в стеклопакете из-за явления анизотропии (неоднородности) напряжений в закаленном стекле. При прохождении света через стеклопакет происходит многократное отражение света в параллельных внутренних и наружных поверхностях стекол с последующим наложением друг на друга (рис. 4).
В процессе термообработки в толще стекла появляются различные напряжения, что является неизбежным результатом процесса. Некоторые из данных картин напряжений могут быть видимыми при определенных условиях (солнечный свет, определенный угол падения света) и представлять собой пятна, параллельные полосы или другие фигуры.
Данный эффект гораздо лучше виден в поляризованном свете (например, через поляризационные очки) и иногда представляет собой т. н. «леопардовые пятна». При осмотре таких стекол через поляризационные очки отмечается резкое улучшение четкости картины, что также подтверджает природу данного явления.
Европейский стандарт EN 12150, часть 1 определяет эффект следующим образом (п. 9.2): «9.2 Анизотропия (иридесценция, радужный эффект). Процесс термоупрочнения создает различные напряжения в теле стекла. Эти области напряжений создают эффект двулучепреломления в стекле, который видим в поляризованном свете.
Когда термически упрочненное безопасное флоат-стекло рассматривается в поляризованном свете, области с напряжениями становятся видимы в качестве цветных фигур, иногда называемых “леопардовыми пятнами”».
Нормальный солнечный свет также может быть поляризованным. Степень поляризации зависит от погодных условий и положения солнца. Эффект двулучепреломления наиболее заметен при остром угле падения света либо при осмотре через поляризационные очки.
Согласно п. 4.1.6.3 «Проект межгосударственного стандарта. Стеклопакеты клееные строительного назначения. Технические условия»: «4.1.6.3. На стеклопакете допускаются параллельные радужные или концентрические полосы (явление интерференции), видимые под углом менее 60° к плоскости стеклопакета».
Причиной появления слегка видимых разноцветных полос на стеклопакетах является явление интерференции из-за анизотропии закаленного стекла. Согласно указанным в тексте письма нормативным документам, данное явление не является дефектом стекла либо стеклоизделия и не может служить основанием для предъявления претензий.
Термошок
Термошок – это явление разрушения стекла из-за наличия на нем градиента температур, возникающего из-за неравномерного нагрева одной или нескольких частей стекла (солнечное излучение, «тепловой мешок», темная пленка на самом стекле). В результате градиента температур и обусловленного нагревом расширения в стекле возникают напряжения, которые и приводят к разрушению. Разрушение от термошока имеет характерный вид (рис. 5).
Разрушение стекла от термошока
Подобное разрушение от термошока можно идентифицировать, посмотрев на край разрушенного стекла: разлом стекла во всех случаях будет перпендикулярен как самой плоскости стекла, так и его краю (рис. 6).
Начало разрушения стекла от термошока
Ниже указаны основные факторы, которые могут привести к разрушению стекла:
Чтобы полностью избежать разрушения стекла в результате термошока, необходимо провести его закалку. Закаленное стекло является безопасным и не подвержено разрушению от перепада температур, который может возникнуть на фасаде здания.
Что такое неразрушающееся при растрескивании остекление
По внешнему виду и форме осколков можно определить вид и тип рассеивателя, в ряде случаев — установить завод-изготовитель и период времени, в который было изготовлено изделие (по особенностям маркировки), модель транспортного средства, на котором мог быть установлен данный рассеиватель.
Если представленный на исследование осколок является частью круглого изделия и содержит часть его окружности, то измерение линейных размеров этого осколка позволяет определить диаметр самого изделия (D) по формуле: D = (а 2 + 4b 2 )/4b, где а — длина осколка (длина хорды круглого изделия); b — высота хорды (расстояние от края осколка до хорды).
Форма осколков травмобезопасного стекла зависит от его вида:
• микроосколки триплекса имеют иглообразную, вытянутую форму. Стекло для триплекса изготовляют флоат-методом, поэтому на одной из поверхностей стекол присутствует пленка оксидов олова, люминесцирующая в ультрафиолетовых лучах (длина волны 254 или 366 нм) молочно-белым цветом;
• осколки «сталинита» имеют вид тупоугольных многогранников.
Для осколков тарного и посудного стекла характерен вид тонких чешуек. Внешняя поверхность, соприкасавшаяся при изготовлении изделия с металлической формой, имеет следы «кованности», внутренняя — гладкая. Характерным признаком изделий из тарного стекла является след разъема формы в виде шва, образующегося на месте стыка деталей формокомплекта. На донной части изделий имеется маркировка в виде товарного знака завода-изготовителя, емкость бутылки (банки), номера машины и формы, год и квартал изготовления.
Характерным признаком каждого из типов стекол, кроме формы и морфологических особенностей его поверхности, является также морфология поверхности излома, которая, в свою очередь, зависит от механических свойств стекол: вида напряженного состояния, степени закалки, прочности. Отличие этих параметров для стекол различного типа также позволяет определить тип стекла.
Для более хрупких стекол характерен быстрый рост трещин, и как следствие, шероховато-раковистый характер излома; для более пластичных — зеркальный характер излома.
При разрушении стекла в результате удара на поверхности излома, как правило, присутствуют две зоны: зеркальная и шероховато-раковистая. Наличие и размер зон связаны с типом стекла и условиями разрушения.
На поверхностях излома стекол рассеивателей присутствуют обе зоны, примерно одинаковые по ширине. На осколках триплекса и листового стекла также характерно наличие двух зон, но зеркальная зона значительно более протяженная по сравнению с шероховатой. Для сталинита характерна только шероховатая зона излома. Для тарного стекла ширина шероховатой зоны очень незначительна; основную часть поверхности занимает зеркальная зона.
Предварительное исследование микрочастиц стекла (а это, как правило, бесформенные осколки, не сохранившие поверхности технологического происхождения) может быть проведено лишь в лабораторных условиях специалистом в области криминалистической экспертизы стекла и изделий из него.
Установление причины разрушения стекла
Одной из задач предварительного исследования может явиться установление причины разрушений изделий из стекла. Возможны три причины такого разрушения:
Признаками разрушения изделия в результате механического воздействия являются:
• форма осколков в виде треугольников, многогранников с трещинами, исходящими из общего центра;
• наличие центра разрушения;
• раковистый характер излома, т.е. наличие на поверхности излома двух зон: зеркальной и шероховато-раковистой. Между ними проходит матовая полоса;
• выколки на одной из поверхностей.
Стекло, закрепленное в раме, под действием силы прогибается. При этом поверхность стекла, на которую действует сила, находится в состоянии сжатия, другая поверхность — в состоянии растяжения. Прочность стекла на сжатие значительно выше, поэтому разрушение стекла начинается с поверхности растяжения, т.е. противоположной той, на которую действует сила. По этой причине первично образуются радиальные трещины, вторично — концентрические. По этой же причине на поверхностях осколков, образованных от радиальных трещин, микротрещины сходятся в пучки, сужаются к поверхности, на которую действовала сила (поверхности сжатия). На поверхностях осколков, образованных от концентрических трещин, микротрещины сходятся к поверхности, обратной приложению силы.
Треснуло стекло в стеклопакете: что делать, причины и способы предотвращения
Отправим материал на почту
Трудно назвать приятным тот момент, когда вы обнаруживаете тонкий излом трещины, прочертившей одно из стекол. Если дефект возник явно не по вашей вине, ситуация становится интригующей. Независимо от причины, когда выясняется, что треснуло стекло в стеклопакете, то что делать, чтобы исправить ситуацию, не всегда сразу понятно.
Из своего личного опыта могу сказать, что важно определить (и по возможности устранить) истинную причину, чтобы ситуация не повторилась. Предлагаю разобраться, что лучше всего предпринять в подобной ситуации, и как избежать ее повторения.
Почему появляется трещина
В явлении нет мистики, даже если трещина вдруг возникла на стекле давно установленного окна. Если у вас треснул стеклопакет изнутри, причиной может послужить одна из следующих ситуаций:
Если неблагоприятные условия очевидны, решением может стать укрепление оконного проема. Нелишним будет заказ усиленного профиля; каким он будет, может сказать только мастер, выполняющий замеры. Большую группу причин того, почему треснуло стекло в пластиковом окне, составляют различные виды производственного брака и некачественной установки. Распространены следующие ошибки:
Вы избежите последней группы ошибок, если сделаете ставку на заслуженную компанию, дорожащую своей репутацией. Подобные организации не только изготавливают, но и устанавливают свою продукцию. Даже когда неприятность случается и появляется трещина, с гарантийным ремонтом не возникнет проблем.
В последнее время стала популярной светодиодная подсветка окон. Декор подкупает своей простотой и доступностью; он не только оживляет интерьер, но и удобен в роли ночника. Меня не раз спрашивали, может ли светодиодная лента стать причиной появления трещины. Скажу, что светодиоды выделяют слишком мало световой энергии, чтобы хоть как-то нагреть стекло, поэтому они полностью безопасны в качестве украшения.
Как поступить, когда лопнул стеклопакет
Я не открою Америку, если скажу, что, когда лопнуло стекло в стеклопакете, вопрос, что делать, имеет только один правильный ответ. Лучшим способом избавиться от трещины станет замена стеклопакета. Причем уточню, что замена является комплексной: меняют не одно дефектное стекло, а стеклопакет целиком. Решение имеет уважительные причины, связанные с особенностями технологии.
Дело в том, что стеклопакет является не просто сложной, но герметичной конструкцией. Он состоит из нескольких стекол, разделенных рамками и скрепленных герметиком. Внутри остается воздух или загачивается инертный газ (например, аргон). В итоге система не пропускает воздух и надежно отделяет помещение от внешней среды. Стекла бывают разными по качеству и свойствам, на некоторые наносится напыление.
Мне известны случаи, когда владельцы пытались заменить только одно стекло. Для этого им приходилось отделять дефектный элемент, а затем отправляться на поиски материала с такими же параметрами. Даже если поиски были успешными, новое стекло надо было вклеить на место старого.
На этом этапе возникали практически нерешаемые проблемы. Дело в том, что силикагель (осушитель), находящийся внутри пакета, теряет свои свойства после нарушения герметичности. В результате хозяева получали окно низкого качества, периодически запотевающее из-за образования конденсата.
Поэтому, когда я слышу вопрос: если треснул стеклопакет, что делать, то всегда даю один совет: менять стеклопакет целиком. Вызывайте мастера, и он определит параметры фрагмента, подберет аналог и установит его. Ремонт будет бесплатным во время гарантийного срока, и если трещина – результат производственного брака или небрежной установки. Такие дефекты обычно появляются на внутреннем стекле и начинаются от края.
Иногда более целесообразно заменить окно полностью. Это приходится делать, если невозможно устранить ошибку сборки или монтажа изделия, когда новый стеклопакет может постичь та же участь.
Меры предосторожности
Я являюсь сторонником профилактических мероприятий, и вместо того, чтобы гадать, почему лопнуло стекло в пластиковом окне с внутренней стороны, предпочитаю предупредить неприятность. Сэкономить средства, время и усилия помогут следующие нехитрые правила:
Коротко о главном
Трещина в стеклопакете – это неприятность, причиной которой может стать брак в изготовлении, ошибка монтажа, особенности строения или небрежное обращение. Какой бы ни была причина, решение сводится к замене стеклопакета. При этом стоит отказаться от замены одного только дефектного стекла. Такие попытки оборачиваются постоянно запотевающим окном, в котором отсутствует герметичность, а, значит, и обещанная производителем теплоизоляция.
Если внешние факторы могут вызвать повторное появление дефекта, рекомендуется замена всей оконной конструкции. Вероятность образования трещины можно свести к минимуму, если соблюдать советы по эксплуатации профиля.
Напишите в комментариях, как вы думаете, какие качества стеклопакета помогут уменьшить возможность появления дефектов стекла?
Что такое неразрушающееся при растрескивании остекление
Стекло и изделия из него
Термины и определения
Glass and glass products. Visual faults. Terms and definitions
Дата введения 2015-01-01
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Институт стекла»
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 18 октября 2013 г. N 60-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 ноября 2013 г. N 1992-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32361-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2016 г.
Введение
Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области пороков стекла и изделий из него.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них произвольные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, относящиеся к определенному понятию. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.
В стандарте приведены иноязычные эквиваленты стандартизованных терминов на английском языке.
В стандарте приведен алфавитный указатель терминов на русском языке, а также алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий, относящихся к порокам стекла и изделий из него.
Термины, установленные настоящим стандартом, рекомендуется использовать в правовой и технической документации, нормативных документах, а также научной, учебной и справочной литературе.
2 Термины и определения
1 порок: Видимый невооруженным глазом недостаток, ухудшающий внешний вид и/или ограничивающий возможность использования стекла (изделия из стекла).
3 неразрушающий порок: Порок, не относящийся к разрушающему.
4 локальный порок: Порок, имеющий примерно одинаковые размеры по разным направлениям.
5 сферический порок: Локальный порок, больший и меньший размеры которого отличаются друг от друга не более чем в два раза.
spherical fault, quasi-spherical fault
6 вытянутый порок: Локальный порок, больший и меньший размеры которого отличаются друг от друга более чем в два раза.
7 линейный порок: Порок, у которого один из линейных размеров значительно превышает другие.
linear fault, extended fault
8 пузырь: Полость в стекле различных размеров и формы.
9 закрытый пузырь: Пузырь, полость которого находится в толще стекла и не сообщается с внешней средой.
10 открытый пузырь: Пузырь, полость которого выходит на поверхность стекла и сообщается с внешней средой.
11 поверхностный пузырь: Закрытый пузырь, находящийся в непосредственной близости от поверхности стекла и сопровождающийся деформацией поверхностного слоя стекла.
12 капиллярный пузырь: Пузырь в виде капилляра, длина которого в десять или более раз превышает диаметр.
13 мошка: Пузырь, размеры которого не превышают 1 мм.
14 камень: Включение в стекле различных размеров, формы и цвета, имеющее кристаллическую структуру: продукт разрушения огнеупоров (огнеупорный камень, черная точка), непровар шихты (шихтный камень, черная точка), продукт кристаллизации стекла (рух), окалина.
15 свиль: Включение в стекле, имеющее стекловидную структуру, которое по химическому составу и/или внешнему виду отличается от основного стекла.
16 внутренняя свиль: Свиль, находящаяся в толще стекла и не влияющая на качество поверхности.
17 поверхностная свиль: Свиль, находящаяся в непосредственной близости от поверхности стекла и сопровождающаяся деформацией поверхностного слоя стекла.
18 грубая свиль: Локальная свиль с выраженной поверхностью раздела, хорошо видимая невооруженным глазом.
19 нитевидная свиль: Свиль, имеющая форму четкой или нечеткой, резко ограниченной или с постепенным переходом в массу стекла нити или пучка нитей.
20 узловая свиль: Грубая свиль с отходящими от нее нитевидными свилями.
21 шлир: Поверхностная свиль в виде капли чужеродного стекла, сохранившей свою форму.
22 отпечатки валков: Небольшие углубления на поверхности стекла, иногда сопровождающиеся налетом белого или серого цвета.
23 кованость: Мелкие деформации поверхности стекла в виде выпуклостей и вогнутостей, создающие непрерывный характерный искажающий рисунок в виде пятен, ряби различной интенсивности.
24 прилипшая крошка: Мелкие частицы стекла, приварившиеся к поверхности стекла.
25 дросс: Налипание на поверхность стекла частиц оксидов олова.
26 выщелачивание: Матовый налет или радужная окраска на поверхности стекла в виде пятен различных размеров и формы.
27 блюм: Помутнение поверхности стекла голубоватого, серовато-белого, серовато-желтого и другого оттенков после вторичной термообработки стекла.
28 скол: Углубление на кромке изделия из стекла, вызванное откалыванием части стекла.
29 выколка: Углубление на поверхности изделия из стекла, вызванное откалыванием части стекла.
30 щербление кромки: Мелкие многочисленные сколы по кромке изделия из стекла.
edge chipping, shelling
31 отбитый угол: Нарушение геометрии угла листа стекла, вызванное откалыванием части стекла.
32 выступ: Нарушение геометрии кромки изделия из стекла в виде выступа на торцевой поверхности.
33 трещина: Нарушение целостности стекла, проходящее через всю толщину.
34 посечка: Нарушение целостности стекла, не проходящее через всю толщину и имеющее ограниченную длину.
2.3 Пороки изделий из стекла
35 царапина: Острое механическое повреждение поверхности изделия в виде черты.
36 грубая царапина: Царапина шириной более 0,1 мм.
37 волосная царапина: Царапина шириной до 0,1 мм.
38 заполированная царапина: Царапина с размытыми (оплавленными) краями.
39 след от щеток: Волосные круговые царапины.
40 потертость: Механическое повреждение поверхности изделия в виде сплошной или прерывистой полосы или пятна, матовое и/или шероховатое.
41 несмываемое загрязнение: Чужеродное вещество на поверхности изделия, не удаляемое средствами для мытья стекол.
42 пятно: Участок изделия из стекла, отличающийся от остальных частей изделия по цвету, блеску, структуре, прозрачности.
43 включение: Посторонняя частица в составе изделия из стекла.
44 ворсинка: Включение в виде волоска.
45 отлип: Отслаивание (нарушение адгезии) материала (клеящего слоя, покрытия) от поверхности стекла или покрытия.
46 краевая коррозия: Изменение цвета, блеска, структуры покрытия вдоль края изделия.
47 просвет: Участок поверхности изделия из стекла, на котором частично или полностью отсутствует покрытие.
48 деформация покрытия: Неоднородность покрытия в виде выпуклостей, углублений, складок, морщин, размягчения, растрескивания.
49 деформация пленки: Складки, морщины, разрывы или частичное отсутствие полимерной пленки.
50 деформация узора: Отсутствие или искажение формы и размеров элементов узора (рисунка).
51 деформация проволоки: Разрыв проволоки, проникание проволоки на поверхность стекла, расположение проволоки в поверхностном слое стекла, сопровождающееся его деформацией, отсутствие сварки в местах пересечения проволоки.
