TEMPERLİ
CAMLARDA SPONTAN KIRILMA
Temperli
camlarda kendiliğinden ( spontan) kırılma konusu uzun süredir tartışılmaktadır.
Konunun teorik kısmını daha önce bloğumda yayınlamıştım. Şimdi işin pratiğinde
çalışanlar açısından bilinmesinde yarar olan tarafına değineceğim.
Cam
firmaları kadar cephe firmaları gibi uygulamacı firmalar açısından bu sorunun önemi,
müşterilerin ikna edilmesi ve bu işin temper prosesinden kaynaklı bir hata
sonucu değil, bizzat temper prosesinin doğasından kaynaklı, yani kaçınılmaz bir
şekilde oluştuğunu kanıtlayabilmektir. Bu nedenle aşağıdaki yazı kaleme alınmış
ve bilgilerinize sunulmuştur.
Kendiliğinden
(spontan ) kırılmanın başlıca nedenlerinden biri cam hammaddesi içindeki NİKEL
SÜLFİT PARÇACIKLARI’dır ( kısaca NİS- Nicel Sülfid İnclusions). Önce bu
parçacıkların ne olduğunu açıklamakla işe başlamak daha doğru olacak. Çünkü
madem sorun bu, cam hammaddesinde nikel silfüt birikmesini önlemek gerekir diye
düşünebilirsiniz. Ancak mevcut teknolojide bu tam olarak çözümlenmiş değildir.
Ne yapsanız bir şekilde nikel sülfit parçacıkları cam hammaddesine girmektedir.
Yüzdürme cam
üretim sürecinde soda külü, kireç, silis kumu, tuz ve diğer bileşenler 2870 ° F (1576 ° C)
civarındaki sıcaklıklarda bir fırında birleştirilir ve eritilir. Erimeden
sonra, erimiş cam, istenen cam kalınlığını oluşturmak için bir erimiş kalay
tabakasının üzerinde yüzdüğü kalay banyosuna sokularak oluşturulur. Yüzdürme
camı oluşturulduktan sonra, bir tavlama kabında soğutulur. Düzgün tavlama, cam
içindeki gerilimi azaltmak için cam yüzeyini, kenarları ve çekirdeği eşit
şekilde soğutur. Bu üretim aşamalarında float cam bir miktar kirletici maddeyi
bünyesine taşır. Üretim işlemi sırasında nikel açısından zengin kirleticiler
mevcutsa ( örneğin çelik gibi) bu kirleticiler sülfür ile birleşerek , nikel sülfit (NiS) parçacıkları oluşturmaktadır.
Float cam
üreticileri, oluşabilecek inklüzyonların sayısını azaltmak için parti
karışımında kullanılmak üzere en kaliteli malzemeleri tedarik etmeye çalışsalar
da bunu tamamen önlemekte bugüne kadar başarılı olunduğunu söyleyemeyiz. EN 572
standardı bu tür inklüsyonları nokta kusurlar,
gazlı kapanımlar, düğümler, kir ve taşlar olarak ifade eder. Nikel sülfür kapanımlarının
farkı, çok küçük olmaları, çapı 1/64 ”(0.4 mm) 'den daha az olmaları nedeniyle gözle
görülememektedir. .Ancak cam kırıldıktan sonra mikroskop altında görülebilen
bir inklüzyondur. Bu kadar küçük bir şey koskoca cam panellerinin kırılmasına
nasıl sebep olur ? Asıl ve sorunun çözümüne anahtar olan soru budur.
Nis sadece
Temperli camı etkiler. Tempersiz camda bulunan nikel sülfit herhangi bir
şekilde kendiliğinden kırılmaya neden olmaz. Yani camın temperleme sürecinin
nikel sülfit parçacıklar üzerindeki etkisi kırılmaya neden olmaktadır. Bu nasıl
oluşur, şimdi de bunu açıklayalım:
Temperleme
sırasında cam otrtalama 650-700 dereceye kadar ısıtılır ve ardından hızlı bir
şekilde şok hava verilerek soğutulur. Camda NiS varsa, bu parçacık temerpeleme işlemi sırasında düşük
sıcaklık yapısından yüksek sıcaklıktaki kristal yapıya geçer ve hacmi küçülür. Ancak
cam soğutma bölümüne geldiğinde öyle hızlı bir sürede buradan geçer ki, soğutma
aşaması NİS'nin normal durumuna, yani temperdeki yüksek ısı seviyesinden önceki
hacmine geri dönmesine izin vermez ve
NİS'i kararsız bir durumda "dondurur".
Belirli bir
süre boyunca NİS, yavaş yavaş düşük
sıcaklık formuna doğru dönüşmeye başlar, ancak
bu NİS’in hacimde yaklaşık yüzde 2 ila 4'lük bir artışa neden olur. Boyuttaki bu genişleme camda büyük bir gerilim yaratarak kırılmasına neden
olur. Belirli bir süre derken kastettiğimiz her hangi bir tahmin edilebilir
süreyi ifade etmez. Bir bakarsınız 8-10 sene sonra, ya da çok daha kıssa bir
zaman sonra bu Nis parçacıkları eski hacmine döner ve dolayısıyla camda
kırılmaya neden olabilir.
Peki o halde
bu parçacıklardan kaynaklı kırılma riskini en aza indirmek için ne yapılmalı.
Bu sorunun cevabı HEAT SOAK dediğimiz temperli camlar için yapılan ikincil bir
işlemdir.
HEAT SOAK
TESTİ NEDİR ?
Heat soak
testi TAHRİBATLI BİR TESTTİR. EN 14179
standardına göre aşağıdaki şekilde yapılır.
Temperli
camlar bir ısıl işlem fırınına yerleştirilir, yavaş yavaş yükseltilen ısı ile temperli
cam 260-300 ° C arasında en az 2-3 saat ısıtılır. Isıtma süresi cam ebatlarının
büyüklüğüne, fırının ful dolu olup olmadığına bağlı olarak 6 saate kadar
uzayabilmektedir. Sonra yavaş yavaş soğutmaya bırakılır. Sıcaklığın temper
soğutma bölümü çıkış sıcaklığından da düşük olması gerekir. Bu süre Nikel
Sülfid parçacıklarının genleşmesine neden olur. Bu genleşme de yukarıda
açıkladığımız gibi cam yüzeyindeki gerilimi arttırarak kırılmaya neden olur.
Yani bu işlem camdaki nikel sülfid parçacığının kırılmaya sebep olmasını
sağlamak içindir. Böylece HEAT SOAK prosesi bittiğinde kalan camların artık
nikel sülfid parçacığından kaynaklı kendiliğinden kırılması ihtimali ortadan
kaldırılmış olur. Bu ne kadar kesin bir sonuçtur derseniz, kırılma olasılığını
1.000'de 8'den 1.000'de 5'e düşürdüğü konusunda bilimsel araştırmalar hem
fikirdir.
Ayrıca şu da
unutulmamalıdır ki, bu işlem Temperli cam için ikinci bir maliyet demektir.
Bunun yanı sıra, ısıl işlem nedeniyle camdaki gerilimleri arttıran bir sonucu
da vardır.
Önemli bir
konuya daha işaret etmekte yarar var: Tam terli cam değil de SERTLEŞTİRİLMİŞ
cam bu açıdan nikel sülfid kaynaklı kırılma riskiyle daha az karşı karşıyadır,
çünkü cam temper fırınından çıktığında tam temperli camda olduğu gibi şok basınçtan
geçmez, yavaş yavaş ve daha uzun süre soğutmada kaldığı için nikel sülfid
parçacıklarının kendi durağan yapısına ulaşması kolaylaşmış olur.
KIRILMA
SONRASI PARÇA GÖRÜNÜMÜ
Temperli
camın nikel sülfid parçaıcklarının varlığından dolayı kırıldığının en belirgin
göstergesi, kırılan parçalar arasında kedi-gözü ya da 8-görünümü dediğimiz bir
görüntünün oluşmasıdır. Aşağıdaki şekil bunu göstermektedir.
Kedi-gözünü
oluşturan parçacıklar altıgen veya beşgen görünümündedir ve genellikle diğer
parçalardan daha büyüktür. NİS inklüzyonu, iki kedi gözü parçası arasındaki
kırık arayüzün orta düzleminde görülebilir (Şekilde daire içine alınmış kısım).
