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3、沖擊測試的相關因素
3.1不同尺寸的試樣及沖擊框和玻璃的沖擊情況
國標和行標中都有對試樣的尺寸規(guī)定,然而在實際操作中差異非常大,有的按國標中規(guī)定尺寸,也有按照實際供貨尺寸。進行如下測試:試樣選取同原片線同等鋼化條件下的鋼化玻璃,使用質量為1040g的鋼球,從1000mm的高度沖擊試樣中間,試樣規(guī)格和沖擊框變化及測試結果見表2。
當沖擊試樣和沖擊框同為國標規(guī)定的610mm×610mm時,試樣不易破碎;當沖擊試樣和沖擊框同尺寸且非常大時,破碎的概率。
3.2沖擊面、花紋高層度和沖擊強度之間的關系
在光伏玻璃的國標和行標中對沖擊面要求“沖擊面為實際使用中朝向陽光一側”。現(xiàn)使用質量為1040g的鋼球,從1000mm的高度沖擊試樣的中間。選取測試條件和測試結果見表3。
結果表明,同等條件下,落球沖擊光伏玻璃的布紋面更不易破碎。
進一步研究花紋高層度和抗沖擊試驗的關系,選取不同花紋高層度的試樣,用質量為1040g鋼球進行沖擊,以5cm為間隔不斷提升落球沖擊高度,花紋高層度和落球沖擊高度對應點狀圖。
通過上述對比可以看出,在合理的范圍內,花紋高層度越深,可以承受落球的沖擊高度越高。
3.3鋼化質量和沖擊強度之間的關系
鋼化玻璃衡量標準為50mm×50mm的面積中顆粒數(shù)≥40顆,對應的表面應力≥90MPa。任意抽取27片規(guī)格為3.2mm×1954mm×984mm的產(chǎn)品,先測量表面應力,然后將試樣置于610mm×610mm的沖擊框上進行沖擊,應力關系和破碎結果。
通常情況下認為的玻璃的沖擊強度和鋼化表面應力呈正相關關系,然而在此次試驗中卻并沒有被證實。
探究沖擊強度和沖擊次數(shù)之間的關系:國標和行標中規(guī)定對于沖擊的次數(shù)都僅有1次,對其進行多次沖擊測試。選用:3.2mm×1954mm×984mm為試樣,沖擊框尺寸為610mm×610mm,使用質量為1040g的落球對195片試樣進行光面沖擊測試,考慮到試驗的操作可行性,筆者以5次沖擊為限。
此次試驗表明:有41.03%的鋼化玻璃都無法承受前3次的落球沖擊而發(fā)生破碎。在經(jīng)歷過3次落球沖擊后再被沖擊,玻璃破碎的概率降低。
3.4玻璃成分及密度與抗沖擊性能之間的關系
光伏玻璃在生產(chǎn)中對成分的調整是一個緩慢過程,對于不同成分試樣的收集,存在一定的困難。選取跟進成分調整中的不同組成的光伏玻璃,兩組光伏玻璃在成分上存在一定差異,見表5。
通過一定時期的跟進:第1組產(chǎn)品的破碎率在8%以內,第2組產(chǎn)品的破碎率為10%~20%。第1組抗沖擊性能比第2組的抗沖擊性能好。當玻璃中SiO2含量減少,Na2O和CaO的占比增加時,玻璃變脆,導致鋼化玻璃的抗沖擊性能降低。
玻璃的密度也和沖擊強度存在一定的關系,統(tǒng)計一定區(qū)間21組玻璃密度和沖擊破碎概率的關系。
玻璃的密度越大,沖擊破碎的概率越低,提高玻璃密度有助于提高抗沖擊性能。
3.5表面開口氣泡和沖擊強度的關系
國內外光伏企業(yè)都將光伏玻璃表面(受光面)開口氣泡判斷為一種嚴重的缺點。本實驗收集了59片規(guī)格為3.2mm×1663mm×993mm、受光面存在0.3~3.5mm不等的開口氣泡,對試樣按①→②→③→④順序進行測試,其中有11片表面開口泡位于試樣中間(僅進行③④步驟)。見表6。
進行試驗③④測試的這些玻璃,都是經(jīng)過①②的沖擊,相當于分別經(jīng)歷3次和4次沖擊。所以受光面的開口氣泡并不會影響到被沖擊的效果,對于開口氣泡,可以適當?shù)胤艑挊藴省?/p>
4、結論
綜合以上試樣的測試數(shù)據(jù)得出:
?。?)試樣的沖擊框尺寸越大、越接近試樣的實際尺寸(非610mm×610mm試樣),落球沖擊試驗越容易破碎;
?。?)在相同沖擊條件下,沖擊鋼化玻璃的布紋面比沖擊粗糙面更不容易破碎,一定花紋高層度范圍內,花紋高層度越深,玻璃越不易在沖擊中破碎;
?。?)鋼化玻璃的表面應力和抗沖擊性能測試并無正相關關系,如果對同一片玻璃進行重復沖擊,有41.03%的試樣都在前3次的沖擊中破碎,在經(jīng)歷過3次沖擊后,破碎的概率降低;
(4)當玻璃的成分中二氧化硅的含量降低,氧化鈉和鋼化鈣成分增多,玻璃抗沖擊強度降低;玻璃的密度提高,玻璃的抗沖擊性能提高;
?。?)存在表面缺點的試樣,當沖擊點為非缺點點外的中間位置時,不會對沖擊性能造成影響,當沖擊點位置為缺點位置時,對于玻璃的質量存在一定影響,但不是影響破碎的主要因素;
(6)對于存在爭議的落球質量的選取,用戶應根據(jù)具體的使用條件來決定,對于氣象條件復雜,經(jīng)常發(fā)生冰雹臺風等較端天氣的地區(qū),用1040g落球為宜;如果是安裝在干旱少雨或者氣候溫和的地區(qū),用227g落球,但無論如何選取都無法模擬出復雜的自然狀況,測試具有局限性;
?。?)對于試樣的尺寸選取,顯然610mm×610mm的試樣更有利于通過測試,但考慮到生產(chǎn)的工況條件,使用正常供貨規(guī)格更能代表制作水平;
?。?)落球沖擊測試,玻璃的破碎本身就存在一定的偶然性,為了避免這種偶然性,國標中明確規(guī)定選取6片為一組合理,如果僅由1片就來確定整批產(chǎn)品的抗沖擊性能,操作固然簡便,但卻是不合理的。
2025-03-21
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