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玻璃物化性能检验和成品质量检验

发布时间:2016/5/14

玻璃物化性能的检验

玻璃的化学分析主要是按照GB 1347—88《钠钙硅玻璃化学分析方法》要求,对二氧化 硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾和氧化钠含量的测定。通过对成品进行 化学分析以及时了解玻璃的成分变化;通过对原料配方和熔化制度的调整,保持玻璃成分的 稳定,从而保证玻璃质量性能的稳定。

玻璃的密度是固态玻璃的重要性质之一,它是研究玻璃结构的重要参数,由于玻璃成分 与密度有密切关系,因此玻璃密度的测定常作为生产控制的重要依据。

测试玻璃断面均匀性的目的是对玻璃熔化过程中液流的$向和强度进行日常监测。测试 仪器主要是浮法玻璃条纹仪。通过玻璃断面均匀性的测试找^产生条纹变化的原因,防止玻 璃波筋超标。

玻璃渗锡量测试是防止深加工的玻璃出现钢化彩虹。玻璃渗锡量的多少直接影响钢化玻 璃质量,玻璃渗锡量超标,会使钢化后的玻璃出现钢化彩虹。及时发现渗锡量的变化,可以 及时调整锡槽工况,保证玻璃内在质量。渗锡量检测一般由X射线荧光光谱仪完成。

玻璃成品质量的检验

玻璃成品质量的检验技术是随着市场的需求、品种的多样化、用途的日益广泛而快速发 展起来的。早期的玻璃主要用于建筑的采光和遮风挡雨,玻璃质量的要求也仅限于外观上的 无明显缺陷和尺寸相对准确,所以当时玻璃出厂前的质量检验多数局限于“目测尺量”的水 平,等级的判定受人为的影响因素很大。现在仅靠人工目测已经不能满足使用的要求,同时 玻璃工业自动化水平也得到了大幅提高,许多大型的玻璃生产线开始使用在线实时检测设备 来加强生产过程监控和提高出厂产品质量。

在生产过程中,玻璃外观质量是必须实时检测的,也是按照标准进行等级划分的主要内 容。外观质量主要包括厚度、尺寸、弯曲度、气泡、夹杂物、划伤、斑痕、光学变形等。

1999年以前的《浮法玻璃》国家标准将浮法玻璃分为优等品、一级品、合格品,GB 11614—1999在修订时按照浮法玻璃的用途进行了分类,分为制镜级、汽车级和建筑级,并

按不同的用途确定了不同的质量指标,以利于用户进行选择,更好地满足用户的需要。在技 术要求上,标准参考了 JIS R3202: 1996《浮法和磨光平板玻璃》和EN572-2: 1994《浮法玻

璃》标准,尺寸和厚度允许偏差比原国家标准有所提高,外观质量指标严于日本和欧洲标准 的规定。同时,增加了玻璃对角线差的要求,检验方法也做了增加和适当修改。

测量玻璃厚度的仪器设备主要有:外径千分尺、超声波测厚仪、放射性物质测厚仪、光 学厚度测量探头等。由于外径千分尺具有测量准确、成本低、易携带的优点,至今还是广泛 采用的测量方式,缺点是必须取样离线测量。随着生产工艺控制要求的提高,大型浮法线开 始使用在线连续测量厚度的设备,其中以光学测量的方式发展得较为迅速。测量原理是利用 玻璃板上、下两个表面对斜人射激光束反射的两束反射光之间的距离转换成玻璃板的厚度, 属于非接触式测量,能够在玻璃透过率为20%〜100%之间时达到0.01mm的精度(厚度在 10mm以上时精度降低到0. 03〜0. 05mm),但对保护冷却系统要求较高。

早期的玻璃主要是手工或半机械化切割,尺寸控制不准确,对角线偏差大,边角质量 (多缺角、凹凸不齐等)缺陷多,所以尺寸测量工作繁重,产生的次品多。随着玻璃切割设 备的不断改进,现在生产线上的横纵切割机能够在很长的时间内保持很高的切割精度,边角 质量良好。所以现在生产过程中都采用人工定时抽查的方式来检查尺寸。

气泡和夹杂物是在玻璃生产过程中不可避免的缺陷,其存在的程度不同,也是划分玻璃 质量等级的重要指标。早期的垂直引上法生产工艺中,由质检人员依据缺陷的密度确定原板 玻璃的等级,在切裁时视缺陷大小人工选片。在浮法工艺中也是先确定原板的质量等级,再 由质检人员画出不符合等级的缺陷,然后切割。由于在玻璃带的行进过程中,缺陷尺寸和类 型很难分辨清楚,所以这种检测方式的漏检率和误检率都很大。最早成功应用于玻璃在线检 测的是激光扫描缺陷检测系统,测量原理是激光光束遇到缺陷时会发生强度的改变或者是光 束方向的偏移,接收系统对这些变化进行分析,得出缺陷的位置和尺寸,与判定标准进行对 比,确定玻璃的质量等级。并可以通过主控计算机与切割系统相连,实现优化切割,达到最 小的质量损失。但激光扫描检测装置受光学系统的限制,设备较大,保护系统复杂。随着计 算机图像处理技术的飞速发展,以CCD数字图像处理技术为代表的新一代检测系统已经取 代了激光检测技术。检测系统采用先进的CCD成像技术和摩尔条纹光源,其检测精度大大 超过了激光检测系统,能检测出0. ImmXO. 1mm的缺陷,缺陷位置的定位精度可以达到 0.2mm,核心尺寸在0.2mm以上的缺陷检测率可达98%以上,并且具有光学变形检测功 能,能在同一台机器上实现对玻璃的疵点和波筋的检测。可以检测的玻璃缺陷包括气泡、结 石、锡点、波筋等,它还可以对这些缺陷进行分类,以利于对玻璃质量的判别,但目前缺陷 分类的准确度还有待提高。所检测出的缺陷信息可以实时地显示在操作屏幕上,并能以多种 图表形式向用户提供缺陷统计,操作简单,维护工作量小。可以实现对浮法玻璃的在线检 测、优化切割、质量分等和针对缺陷和质量等级打标记等功能,是提高浮法玻璃生产效益、 质量和管理水平的重要保证。 ,

在平板玻璃质量检验指标中,光学变形是最重要的一项技术指标,也是衡量一个国家玻 璃技术水平的重要指标。光学变形也叫做波筋,是指透过玻璃观察景物时,因玻璃表面的不 平整和内部折射率的不均匀而产生的景物变形程度。在垂直引上法生产工艺中采用的是点光 源法检测,使用投影仪照射玻璃,玻璃后面的屏幕上会依据光学变形的大小产生相应的明暗 条纹,与标准波筋样板产生的条纹相比较,可判定所属的变形度数范围。此方法快捷、直 观,但不能准确确定变形度数。目前国内外浮法玻璃工艺中都统一采用斑马法来测试评价光 学变形。观察者透过玻璃观察均匀照明的斑马幕上条纹的变形情况。试样按拉引方向垂直放 置,视线透过试样观察屏幕条纹,首先让条纹明显变形,然后慢慢转动试样直到变形消失。 此时的人射角度就是光学变形角,或称斑马角。斑马法评价浮法玻璃光学变形质量是非常科 学和直观的,但这种方法存在一个弱点,就是在9m远,人眼的分辨率不足以精确判定斑马 线变形的临界角,国际公认由人眼判定斑马角时,测量的不确定度为士3°。斑马法必须在专

门的检测暗室中进行,不能在线实时检测,为了对生产线上玻璃板面质量进行连续的测量, 部分技术水平先进的生产线开始装备了在线光学变形检测系统。光源发出的光通过玻璃光学 变形部分时,光强和方向会依据变形强度而产生不同程度的变化,通过数字摄像头接收这种 变化后,由计算机处理分析转换成对应的斑马角度(也可用屈光度来判定)。实际使用时的 分辨率可以达到士 1°斑马角。由于此方法与气泡夹杂物自动检测的原理相同,仅是软件处理 上有差异,所以多数系统上光学变形的检测与气泡和夹杂物的检测是同一个装置。方法的主 要特点是测量速度快,非常适合浮法玻璃产品生产线的质量检测,能够全面地看出整板玻璃 的变形情况,作出变形曲线,并能够记录历史数据,供工艺分析使用。

数字化自动在线检测设备的使用是玻璃质量检验工作的一个飞跃,极大地减少了等级判 定时的人为影响因素,提高了检测精度,确保了产品质量。同时也能够为生产工艺控制提供 更多、更准确的实时数据。但由于技术水平所限,目前还无法完全取代人工检测,在如微划 痕、光畸变点等特殊缺陷上以及缺陷类型判定上与人工判定相比还有很大差距。所以拥有在 线检测系统的生产线还会保留离线检测的设备,由人工定时取样进行综合判定。

浮法玻璃生产线的离线外观质量检测室内标准配置设备主要有:斑马角检测仪、侧面光 观察仪、弯曲度检测仪、缺陷观察测量平台、点光源观察设备、样品切割平台等,以及必备 的读数显微镜、外径千分尺、直尺、钢卷尺、塞尺等测量工具。为了减少人工判定时检验员 之间的人为差异,应定期进行检测结果比对,提高检验人员技术素质,制定科学的判定 规则。

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