玻璃陶瓷餐具抗热震性在线筛检方法*

何 飞 黄知龙

(广东健诚高科玻璃制品股份有限公司 广东 潮州 515658)

玻璃陶瓷餐具属于日用玻璃陶瓷，有盘、碗等种类。产品的相关标准规定了抗热震性要求和抗热震性的试验方法。抗热震性的试验是采用热交换的方式，在产品检验方面属于型式检验。试验是抽取代表性产品，以代表性产品的抽样试验结果代表本批产品的抗热震性结果。由于不是对所有产品试验，则存在产品偶然性的风险。为了降低客观上的偶然性风险，可以模仿产品使用过程环境和型式检验的方法，研究出专门的装置，在生产线上形成热冷交换环境，使产品百分之百地通过设定的热冷交换环境。在这一过程之后，经不起热冷交换而破损等缺陷产品能直观地得到识别，并被检出和隔离。

1 分析和研究

1.1 产生抗热震性不稳定的原因

产品原料配方中添加了一定比例的成核剂，利用其在产品内部析出均匀的纳米级晶体，从而实现对可见光的散射，产生出不透光颜色(如乳白色)。由于产品的不透光特点，产品中存在的一些气泡、杂质、未熔颗粒不能通过肉眼识别，这类产品也不容易被检出。产品成形之后会存在一定的内应力，产品中存在气泡、杂质、微小颗粒时，会引起内应力集中。当产品遇到热冷环境变化时，应力集中会引起产品开裂。因而通常会造成部分产品的抗热震性不稳定。

1.2 减少产品抗热震性不稳定的方法

减少产品抗热震性不稳定的方法之一是：材料熔炼的控制，既是材料熔炼应充分，输料管道应进行恰当的保温；方法之二是：产品筛检，通过产品筛检装置，形成热冷交换环境，使产品内应力在热冷交换环境中释放，产生破裂的产品得到识别并被检出。筛检装置最好与生产线联接，能达到节能、方便等效果。

1.3 在线筛选装置形成

筛检装置结构示意图如图1所示。

1.4 技术方案

玻璃陶瓷餐具抗热震性在线筛检设备，包括加热单元、冷却单元和干燥单元；加热单元包括加热炉、热循环风机和第一传动辊，第一传动辊位于加热炉内，加热炉内设有多根加热管，热循环风机与加热炉连接使加热炉内的热量均匀；冷却单元包括多个喷淋器和第二传动辊，第二传动辊的上游位于第一传动辊的下游，多个喷淋器向第二传动辊喷水，喷淋器喷淋的水中含有黑色墨水；干燥单元包括多把除水风刀、热风机和第三传动辊，第三传动辊的上游位于第二传动辊的下游，多把除水风刀与热风机连接，多把除水风刀朝第三传动辊吹热风；用第一传动辊、第二传动辊和第三传动辊依次传动乳白玻璃餐具至加热单元、冷却单元和干燥单元。

所述冷却单元共设有四个喷淋器，第二传动辊的上方和下方分别设有两个喷淋器。 所述喷淋器的流量为100～200 L/h。 所述第一传动辊、第二传动辊和第三传动辊均为陶瓷辊棒，第二传动辊的传动速度为20～30 mm/s。 所述冷却单元还包括循环冷却水塔和冷却水槽，循环冷却水塔与冷却水槽连接，循环冷却水塔为冷却水槽提供冷却水，多个喷淋器与冷却水槽连接，冷却水槽位于第二传动辊下方。通过设置冷却水槽，回收喷淋水，进一步降低成本。 所述冷却水槽内的冷却水中含有0.2%的黑色墨水。 所述冷却单元和干燥单元之间设有挡板，通过设置挡板防止冷却单元的喷淋水影响产品干燥。 所述除水风刀包括第一风刀、第二风刀和第三风刀。第一风刀竖直设置，第二风刀和第三风刀分别位于第一风刀的左右两侧，第二风刀和第三风刀分别朝第一风刀倾斜设置。第一风刀、第二风刀和第三风刀形成多角度风幕对产品进行除水干燥，确保产品全方位干燥，提高干燥效率。 所述除水风刀的风速为100～150 m/s，温度为70～80 ℃，热风机的加热功率为10 kW，热风机的风机功率为5.5 kW。所述筛检设备还包括控制单元，加热炉、第一传动辊、第二传动辊和第三传动辊分别与控制单元电性连接，控制单元用以控制加热炉内的温度，以及第一传动辊、第二传动辊和第三传动辊的传动速度。

1-加热炉 2-热循环风机 3-第一传动辊 4-加热管 5-喷淋器 6-第二传动辊 7-循环冷却水塔 8-冷却水槽 9-挡板 10-热风机 11-第三传动辊 12-第一风刀 13-第二风刀 14-第三风刀

2 工作原理及效果

玻璃陶瓷餐具抗热震性能在线筛检设备的工作原理：将乳白玻璃餐具装于不锈钢篮筐，保持产品之间斜立和分开，保证空气和水能在产品之间通过，将装有乳白玻璃餐具的篮筐通过第一传动辊送进加热炉进行加热，根据产品需要承受的急冷、急热温差和冷却水温度，调节加热温度 T1，根据产品大小调节第一传动辊的传送速度，使所有产品均匀加热至所需温度；乳白玻璃餐具在加热炉中被加热至所需温度 T1，出炉后利用第二传动辊快速传送至冷却单元，喷淋器连接温度为 T2的冷却水，从上下两个角度对产品进行喷淋急冷，产品所承受急冷、急热温差△T=T1-T2，抗热震性能不符合要求的产品会在快速降温的过程中发生破裂，产生裂纹或是直接开裂，冷却水中含有0.2%的黑色墨水，使得冷却水带有一定的颜色，产品裂纹中渗进带颜色的墨水，有利于质检人员发现未开裂但已经形成裂纹的产品；经冷却单元喷淋急冷后的产品进入干燥单元，通过多把除水风刀多角度形成风幕对产品进行除水干燥，经过干燥后的产品到达收集台，把破损和有裂纹的产品挑出。

经过筛检装置的运行和试验，产品在线筛检取得效果，会有部分不合格产品被检出。经筛选之后的产品再进行常规的抽检测试。未发现个别产品抗热震性不合格的问题。在线筛检中，筛检装置的控制操作必须规范化，确保筛检的有效和稳定性。另外，常规的抽检还是必要的，是对在线筛检效果的验证。在线筛检可以使产品得到全部检测，常规抽检的频次可以适当减少，但不能完全中止。当常规抽检发现问题时，应对被抽检批次产品进行重新在线检测，并对筛检装置及工艺进行检查和调整，确保在线筛检有效和稳定。

玻璃陶瓷餐具抗热震性在线筛检的装置和方法是有效的，能使抗热震性不合格产品得到直观的识别并被检出。在产品质量控制方面，相对常规抽检更加有效。本方法在产品质量控制方面具有意义和作用，在有条件的生产线上可以配套及应用，有助生产企业产品质量的稳定和提高。