玻璃锅盖“自爆”质量控制措施的研究

裴新华 韩德云 任志彬 李颖兰 楚兰霞

【摘要】为降低玻璃锅盖“自爆”率提供科学依据。通过对来自不同渠道的样式多达40多种样式的300个玻璃锅盖进行模拟使用，并对15家不同的生产企业进行深入调研，搜索玻璃锅盖国内外召回和市场反馈负面质量信息，搜集和分析玻璃锅盖自爆的数据和原因，形成了降低玻璃锅盖“自爆”率的质量控制措施和建议。本研究为制订玻璃锅盖产品标准及提高安全性能提供科学依据。

【关键词】玻璃锅盖；模拟使用；质量控制

随着人生活水平日益提高，玻璃锅盖以可视、实用、美观和高雅等特点，同时加上用作厨具不易沾染油腻和污物等优点，在国内外的宾馆、饭店、食堂及家庭中被广泛使用。据不完全统计，钢化玻璃自爆率大约在3‰左右，但不同厂家产品自爆率也有所不同，有些可达2%左右。有关玻璃锅盖爆炸等一系列事件使得人们日益重视玻璃盖的安全问题，因此，对玻璃锅盖“自爆”现象的研究十分必要。

1、国内玻璃锅盖主要材质以钢化玻璃居多

市面上各品牌鍋盖实际上由平板玻璃通过热处理、风钢化后形成的钢化玻璃。钢化玻璃又称强化玻璃。经强化处理，具有良好的机械性能和耐热震性能的玻璃制品的统称。通常所称钢化玻璃多指经风淬火处理的平板玻璃制品。具有较高的抗弯强度、抗机械冲击和抗热震性能。破碎后，碎片不带尖锐棱角，减少对人的伤害。根据我国《餐饮用钢化玻璃器皿标准》规定，餐饮用钢化玻璃器皿是指在一定生产工艺技术条件下，玻璃器皿通过淬火处理，在玻璃表面形成压应力层，内部形成张应力层，使玻璃得到增强，并在破碎时形成无锋利边角的碎片。钢化玻璃受到较强机械性冲击、表面裂痕等外部因素或者因玻璃内部含有的杂质等内部因素都会发生自爆，因此使用时不如耐热玻璃安全。日本等国已经明确规定钢化玻璃不能用于微波炉和烤箱中使用。截至2012年3月目前，Meyer Corporation U.S公司已收到65起玻璃锅盖破裂的事故报告，暂无伤亡报告。美国消费品安全委员会建议：消费者应立即停止使用该款玻璃锅盖。有鉴于此，消费者应对玻璃锅盖的安全性予以充分重视。

2、玻璃锅盖“自爆”的主要影响因素

钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂叫做钢化玻璃的自爆。自爆是影响玻璃锅盖安全性能的主要表现。也是钢化玻璃固有的特性之一。 自爆对于钢化玻璃是不可完全避免的，也是无先兆的，其发生的机率通常在2～5‰，西方国家较低，而我国则相对较高。产生自爆的原因很多，简单地可以归纳为以下几种：

2.1 玻璃质量缺陷的影响

2.1.1 玻璃中有结石、杂质。玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点，也是应力集中处。特别是结石与玻璃体有着不同的膨胀系数，若处在钢化玻璃的张应力区是导致自爆的重要因素。

2.1.2 玻璃中含有硫化镍结晶物。硫化镍的因素在原片玻璃制作过程产生。镍与玻璃中的硫成分结合形成硫化镍，由于钢化玻璃重新加热，改变了硫化镍杂质的相态，硫化镍的高温α态在玻璃急冷时被冻结，它们再恢复到β态可能需要几年的时间。由于低温β态的硫化镍杂质将产生体积增大，在玻璃内部产生局部的应力集中，这时钢化玻璃自爆将发生。硫化镍可以在生产完成后任何时候发生，最典型的引起钢化玻璃自爆的时间是产品生产完成后的4～5年。

2.2 加工工艺造成的影响

钢化玻璃一般是将玻璃加热到约400-630度后，经过强风使其快速冷却而制成。钢化玻璃具有比一般玻璃高出三倍的物理强度，热冲击度也同时变强了。但是在钢化处理过程中，由于玻璃内部形成预应力并且凝缩能量，所以在破损或自爆时，其凝缩的能量会释放出来，形成碎片飞散。可能导致钢化玻璃破碎的原因有外部的和内在的两个方面。

2.2.1 外部因素。包括存放、运输过程中的过分的负载、碰撞、不适当的间隙和边部损害等；

2.2.2 内在因素。则包括：①钢化玻璃边部加工缺陷、尖角、打孔开缺等应力集中区域应力过大，②钢化玻璃内部应力过大。钢化玻璃一般都有很高的抗冲击能力，这是钢化玻璃是将一般玻璃加热到约400-630度后，经过强风使其快速冷却而制成。在玻璃的表面形成了强大的压应力。这种应力的存在，在一定程度上抵消了来自外部的冲击，因而表现出钢化玻璃的高强度，而且应力越大，钢化玻璃的强度就越高。但这种状况是一种不平衡状态，只要有可能它总想要回到平衡--破碎为碎粒，这就是钢化玻璃的破碎。

2.3 使用过程中造成的影响，玻璃锅盖因加热过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷，易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆。

3、质量控制措施

3.1 原料质量控制。建立原料玻璃的验收标准，包括玻璃的厚度、外观质量（气泡、夹杂物、点状缺陷、线道、划伤）等，对不具备检测手段的玻璃制品企业，应要求供应商提供包括玻璃的主要参数检测报告，如：莫式强度、抗压强度、抗弯强度、软化温度、线膨胀系数等。其中的玻璃的线热膨胀系数对玻璃的成型、退火、钢化、玻璃与金属的对接和玻璃的热稳定性都有着重要的意义。

3.2 用耐热玻璃代替钢化玻璃。耐热玻璃含有耐热性强的硼酸、硅酸成分，玻璃杂质和硫化镍含量低，能够承受急剧温差变化。热膨胀系数比较小，在急剧温度变化下不易破碎。具有低膨胀、抗热震、耐高温、强度高等优良性能。耐热最高可达400℃，制造费用较高，使用时不会发生类似钢化玻璃的自爆现象。但企业是否愿提高成本造福消费者，就不得而知。

3.3 改进生产工艺，如退火工艺等。操作工艺的不规范对锅盖质量影响也较大。有厂家为节约成本偷工减料，在玻璃进行钢化的‘高温——低温——再高温操作中把关不严，导致钢化程度不到家，增加了自爆率。应建立关键过程作业指导书，对该流程实行严格管理，防止生产过程中偷工减料、工艺控制不严，。

3.4 制订玻璃锅盖过程产品和成品验收规范。除了一般的外观质量验收要求之外，还要建立包括过程产品和成品的验收规范，目前只有一个河北企业标准Q/HC01---2013《玻璃盖》，，其中的技术要求内容，缺少外观的详细要求，如玻璃与不锈钢等金属包边结合处地要求；合缝完好，无合缝差错、合缝裂及合缝粗等；缺少对涂装的要求，如涂装面应无流挂、起皮、开裂、洞、气泡等； 耐温差的要求和检测方法没有涵盖玻璃容器抗热震性和热震耐久性能，并且没有分梯度进行测试，无法确认是否满足不同客户的要求。

4、结束语

目前玻璃锅盖没有国家标准和行业标准。我国是世界上玻璃盖生产、出口、消费第一大国，生产企业众多由于缺乏统一标准，生产标准、质量不一，产品质量无法保证，建议从下述几个方面开展工作降低玻璃锅盖的“自爆”率。

4.1 完善产品标准内容，逐渐使之由企业标准上述为行业或国家标准，进一步规范玻璃锅盖的安全生产。

4.2 使用耐热玻璃或均质化的钢化玻璃加工锅盖，提高玻璃锅盖的安全性能。

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