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3、沖擊測(cè)試的相關(guān)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(biāo)和行標(biāo)中都有對(duì)試樣的尺寸規(guī)定,然而在實(shí)際操作中差異非常大,有的按國標(biāo)中規(guī)定尺寸,也有按照實(shí)際供貨尺寸。進(jìn)行如下測(cè)試:試樣選取同原片線同等鋼化條件下的鋼化玻璃,使用質(zhì)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(cè)試結(jié)果見表2。
當(dāng)沖擊試樣和沖擊框同為國標(biāo)規(guī)定的610mm×610mm時(shí),試樣不易破碎;當(dāng)沖擊試樣和沖擊框同尺寸且非常大時(shí),破碎的概率。
3.2沖擊面、花紋高層度和沖擊強(qiáng)度之間的關(guān)系
在光伏玻璃的國標(biāo)和行標(biāo)中對(duì)沖擊面要求“沖擊面為實(shí)際使用中朝向陽光一側(cè)”,F(xiàn)使用質(zhì)量為1040g的鋼球,從1000mm的高度沖擊試樣的中間。選取測(cè)試條件和測(cè)試結(jié)果見表3。
結(jié)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(jìn)一步研究花紋高層度和抗沖擊試驗(yàn)的關(guān)系,選取不同花紋高層度的試樣,用質(zhì)量為1040g鋼球進(jìn)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(duì)應(yīng)點(diǎn)狀圖。
通過上述對(duì)比可以看出,在合理的范圍內(nèi),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(zhì)量和沖擊強(qiáng)度之間的關(guān)系
鋼化玻璃衡量標(biāo)準(zhǔn)為50mm×50mm的面積中顆粒數(shù)≥40顆,對(duì)應(yīng)的表面應(yīng)力≥90MPa。任意抽取27片規(guī)格為3.2mm×1954mm×984mm的產(chǎn)品,先測(cè)量表面應(yīng)力,然后將試樣置于610mm×610mm的沖擊框上進(jìn)行沖擊,應(yīng)力關(guān)系和破碎結(jié)果。
通常情況下認(rèn)為的玻璃的沖擊強(qiáng)度和鋼化表面應(yīng)力呈正相關(guān)關(guān)系,然而在此次試驗(yàn)中卻并沒有被證實(shí)。
探究沖擊強(qiáng)度和沖擊次數(shù)之間的關(guān)系:國標(biāo)和行標(biāo)中規(guī)定對(duì)于沖擊的次數(shù)都僅有1次,對(duì)其進(jìn)行多次沖擊測(cè)試。選用:3.2mm×1954mm×984mm為試樣,沖擊框尺寸為610mm×610mm,使用質(zhì)量為1040g的落球?qū)?95片試樣進(jìn)行光面沖擊測(cè)試,考慮到試驗(yàn)的操作可行性,筆者以5次沖擊為限。
此次試驗(yàn)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(guān)系
光伏玻璃在生產(chǎn)中對(duì)成分的調(diào)整是一個(gè)緩慢過程,對(duì)于不同成分試樣的收集,存在一定的困難。選取跟進(jìn)成分調(diào)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(shí)期的跟進(jìn):第1組產(chǎn)品的破碎率在8%以內(nèi),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(dāng)玻璃中SiO2含量減少,Na2O和CaO的占比增加時(shí),玻璃變脆,導(dǎo)致鋼化玻璃的抗沖擊性能降低。
玻璃的密度也和沖擊強(qiáng)度存在一定的關(guān)系,統(tǒng)計(jì)一定區(qū)間21組玻璃密度和沖擊破碎概率的關(guān)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(qiáng)度的關(guān)系
國內(nèi)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(yán)重的缺點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)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(duì)試樣按①→②→③→④順序進(jìn)行測(cè)試,其中有11片表面開口泡位于試樣中間(僅進(jìn)行③④步驟)。見表6。
進(jìn)行試驗(yàn)③④測(cè)試的這些玻璃,都是經(jīng)過①②的沖擊,相當(dāng)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(huì)影響到被沖擊的效果,對(duì)于開口氣泡,可以適當(dāng)?shù)胤艑挊?biāo)準(zhǔn)。
4、結(jié)論
綜合以上試樣的測(cè)試數(shù)據(jù)得出:
(1)試樣的沖擊框尺寸越大、越接近試樣的實(shí)際尺寸(非610mm×610mm試樣),落球沖擊試驗(yàn)越容易破碎;
。2)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(nèi),花紋高層度越深,玻璃越不易在沖擊中破碎;
(3)鋼化玻璃的表面應(yīng)力和抗沖擊性能測(cè)試并無正相關(guān)關(guān)系,如果對(duì)同一片玻璃進(jìn)行重復(fù)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(dāng)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(qiáng)度降低;玻璃的密度提高,玻璃的抗沖擊性能提高;
(5)存在表面缺點(diǎn)的試樣,當(dāng)沖擊點(diǎn)為非缺點(diǎn)點(diǎn)外的中間位置時(shí),不會(huì)對(duì)沖擊性能造成影響,當(dāng)沖擊點(diǎn)位置為缺點(diǎn)位置時(shí),對(duì)于玻璃的質(zhì)量存在一定影響,但不是影響破碎的主要因素;
。6)對(duì)于存在爭議的落球質(zhì)量的選取,用戶應(yīng)根據(jù)具體的使用條件來決定,對(duì)于氣象條件復(fù)雜,經(jīng)常發(fā)生冰雹臺(tái)風(fēng)等較端天氣的地區(qū),用1040g落球?yàn)橐耍蝗绻前惭b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(fù)雜的自然狀況,測(cè)試具有局限性;
。7)對(duì)于試樣的尺寸選取,顯然610mm×610mm的試樣更有利于通過測(cè)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;
(8)落球沖擊測(cè)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(biāo)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。
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