Kwalifikacja: CES.02 - Eksploatacja maszyn i urządzeń przemysłu szklarskiego
Zawód: Technik technologii szkła
Którą temperaturę należy utrzymywać podczas odprężania wyrobów ze szkła borokrzemianowego w stadium relaksacji naprężeń?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Temperatura odprężania wyrobów ze szkła borokrzemianowego na poziomie 800-850 K to taki branżowy standard, który wynika bezpośrednio z właściwości tego materiału. Szkło borokrzemianowe charakteryzuje się wyższą temperaturą odprężania w porównaniu do zwykłego szkła sodowo-wapniowego – wszystko przez obecność tlenków boru, które podnoszą zakresy temperatury przejścia i odprężania. Trzeba pamiętać, że właśnie w przedziale 800-850 K (czyli około 530-580°C) zachodzi relaksacja naprężeń wewnętrznych bez ryzyka deformacji wyrobu. Utrzymywanie wyrobów w tej temperaturze przez odpowiedni czas pozwala na równomierne rozłożenie naprężeń, co minimalizuje ryzyko pęknięć podczas użytkowania czy dalszej obróbki. W praktyce warsztatowej często spotyka się piece z precyzyjną kontrolą temperatury, gdzie operatorzy pilnują, by nie zejść poniżej tego zakresu – szkło borokrzemianowe odprężone w niższej temperaturze potrafi być kruche i podatne na szok termiczny. Warto dodać, że zgodnie z normami branżowymi (np. PN-EN ISO 7884-8) temperaturę odprężania ustala się indywidualnie dla kompozycji szkła, ale dla borokrzemianów praktyka potwierdza zakres 800-850 K jako optymalny. Moim zdaniem, umiejętność prawidłowego dobrania tej temperatury to absolutnie podstawowa rzecz dla każdego, kto pracuje przy produkcji szkła technicznego czy laboratoryjnego – to się po prostu przekłada na jakość i trwałość finalnych wyrobów.
Wybierając temperatury poniżej 800 K, łatwo można się pomylić, bo często wydają się „bezpieczniejsze” i mniej ryzykowne dla struktury szkła. Jednak w przypadku borokrzemianów to właśnie wyższa temperatura jest konieczna – niższe zakresy, na przykład 700-750 K, 550-600 K czy 500-550 K, dotyczą raczej innych typów szkła, głównie sodowo-wapniowego, które odpręża się w temperaturach rzędu 500-600 K. To jest taki klasyczny błąd myślowy: zakładać, że „niższa temperatura = mniejsze ryzyko uszkodzenia”. Takie założenie prowadzi jednak do sytuacji, w której naprężenia wewnętrzne w borokrzemianie nie mają szans się w pełni zrelaksować, bo proces odprężania zachodzi zbyt wolno lub wcale. Z mojego doświadczenia wynika, że wielu początkujących techników kieruje się schematem „wszystkie szkła odprężają się podobnie”, ale to niestety nie działa. Borokrzemiany są bardziej odporne na szok termiczny, lecz wymagają dużo wyższych temperatur odprężania niż większość popularnych szkieł – wynika to z ich chemicznej budowy i podwyższonej temperatury mięknięcia. Praca na zbyt niskich temperaturach prowadzi do pozostawiania niebezpiecznych naprężeń, które mogą powodować pękanie wyrobu nawet po kilku dniach od wyjęcia z pieca. Z kolei zakres 700-750 K bywa mylony z temperaturą odprężania szkła sodowego, a to akurat jest typowy „skrót myślowy” przez analogię do norm starszych wyrobów. Najniższe proponowane temperatury, typu 500-550 K, to już w ogóle za mało, żeby choć trochę zrelaksować naprężenia w borokrzemianie. Dobre praktyki nakazują zawsze sprawdzać zakresy temperatur dla danej kompozycji szkła i nie kierować się przyzwyczajeniami z innych rodzajów materiałów, bo tu margines błędu jest naprawdę niewielki, a skutki mogą być kosztowne – od reklamacjami aż po poważne awarie w szkle laboratoryjnym czy technicznym.