燃气灶钢化玻璃面板破裂原因浅析及测试方法的探讨

灶具玻璃面板破裂原因浅析及测试方法探讨

杭州老板电器股份有限公司顾小峰

摘要:本文针对当前市场时有反映燃气灶玻璃面板破裂的情况，笔者对此进行分析，并提出对玻璃面板的性能测试方法，从而来客观正确评价燃气灶玻璃面板材料的性能。

关键词:钢化玻璃面板，破裂原因，测试方法

1.引言

随着生活水平的提高，家用燃气灶也不断的发展，更多的材料不断的应用到燃气灶上来，目前嵌入式燃气灶常见的有不锈钢板、搪瓷面板、高温喷涂材料、钢化玻璃板、陶瓷板等，其中玻璃面板以其美观、大方、易清洁等特点而倍受消费者喜爱。因而玻璃面板作为燃气灶的面板材料得到迅速普及推广，进入千家万户。但随之而来消费者对玻璃面板使用中破裂的投诉也多起来。由于目前玻璃面板厂商生产加工水准良莠不齐，如何来评价玻璃面板的质量，评价它的可靠性、耐用性，成为摆在燃气灶生产商面前的问题。鉴于此，笔者就玻璃面板破裂进行分析，并提出测试评价的方法，供广大同行参考。

2.破裂原因分析

嵌入式燃气灶在使用过程中钢玻面板出现发生爆裂现象，虽然原因多种多样，但归纳起来分为两类：一是内因：玻璃板本身质量问题；二是外因：燃气灶本身设计、加工缺陷的原因造成。

2.1 内因

玻璃自身质量问题引起的破裂。介绍一下钢花玻璃面的热处理工艺，就是将玻璃加热至低于软化温度，用高压空气或其它冷却介质进行突然冷却。在此过程中因钢化玻璃面板的外表面突然收缩而形成压应力层，钢玻面内部冷却滞后于外表面，因此是张应力层。压应力层的存在影响了玻璃的机械强度和抗热强度。再经过回火处理，也称为二次热处理，其质量比一次热处理得到很大提高。如果此过程的工艺不稳定，则产出的钢化玻璃板质量则达不到使用要求。钢化过程是钢化玻璃板加工最重要的一部份，各点炉温的分布和稳定等都对成品质量起着至关重要的作用。

为防止钢化玻璃面板破裂而到处飞溅，目前普遍是在钢化玻璃玻面板背面粘了铝合金薄板，或耐高温油墨金属网，或带网铝箔。这些措施可防止钢化玻璃面板爆裂时碎片不飞溅，但解决钢玻面爆裂根本问题须从选玻璃原料和改善加工工艺着手，生产出适合燃气灶使用的玻璃面板。

2.2 外因

灶具设计、加工缺陷引起的破裂，大约占总数的95%左右。质量好的玻璃面板装在有设计、加工缺陷的燃气灶上，也会造成破裂。玻璃破裂时外层的应力起着决定作用。急热时玻璃内部产生压应力，表面产生张应力；冷却时内部产生张应力，表面产生压应力。所以玻璃耐热性能要好于耐冷性能。这也是玻璃受热后在冷却过程中破裂的原因。钢化玻璃灶面周期性反复受热冲击，使热稳定性能下降，强度会下降。产品设计要考虑灶面过热。表1针对爆裂原因、改善方向进行汇总。

表1 外界条件影响及改善方法

原因分析改善方向热负荷过大小于3.8k W为佳

燃烧器与灶面距离过短高出灶面15㎜-35㎜

通风孔小或无通风孔，下壳体积偏小增大通风孔（包括灶下壳、承液盘处、柜门），灶下壳体积增大

锅支架太矮换高锅支架（锅底与火盖上表面20㎜-36㎜之间）

回火改进引射器、火盖、喷嘴结构、设计回火保护装置

玻璃面板受力应使灶下壳边缘受力

2.3燃气灶设计要考虑的问题

2.3.1热流量宜小于3.8kW，降低灶内温度；灶壳设计容积大小应适中，如果仅外观满足要求，但影响灶内散热，应权衡得失。

2.3.2必须设置熄火保护装置，还可以设计回火保护装置、防干烧装置和定时装置。

2.3.3嵌入式燃气灶安装的灶柜，要留有足够的通风面积，便于热量的散发；盛液盘应有通风孔，为燃烧提供空气助燃，通过空气流通散热。

2.3.4火盖应高于灶面（26-38）mm，易于热量的散发。

2.3.5应使灶下壳边缘与灶台面接触，避免玻璃面板和灶台面接触，因为坐锅后受压易破裂。

3.测试方法分析

经过笔者长期大量的试验，结合市场问题反馈，总结出一套较为有效的测试方法，现向读者分享。

3.1耐热冲击试验

在室温下，用熔化的锡（温度232℃）500g浇注在面板的正面中心位置，20S后，用20℃±5℃的水降温，共5个循环，试验后面板不允许有破裂及裂纹，彩釉不得褪色、起皮或脱落。

此项目测试的目的主要考虑玻璃面板灶实际使用中受热不均、冷热温差较大时的耐温能力。实际使用中发现当面板受热温度较高时，用户烧饭很容易将冷水泼到面板上，如果玻璃面板不能承受温差，很容易破裂。

3.2耐重力冲击试验

将玻璃灶面放置于的框架上，并使玻璃灶面保持水平，用1800g、直径为120mm、底部圆角为R10、表面光滑的圆钢饼，从距玻璃灶面上方200mm处自由落下，击落在两个大圆孔中心连线的中点10次，玻璃面板不应破碎或有裂纹（多眼灶不适用，应根据实际情况或客户要求）。

此方法也是行业普遍试验的项目，操作简单、方便，不仅在首样确认中必做，在批量来料检验中，每批均要抽检，进行重力冲击，因为，对于钢化效果较差的玻璃，很容易在重力冲击中出现破裂。

3.3碎片状态试验

在玻璃面板的最长边，最接近火孔处距离周边20mm左右的位置，用尖端曲率半径为0.2mm±0.05mm

的小锤或冲头进行冲击试验，玻璃面板破碎后，用50mm×50mm的计数框计碎片数应不少于40片，碎片的形状应无刀刃状。

此项目考虑玻璃面板破裂后不会对用户造成安全问题，防止误伤。欧盟标准要求碎片大于60片，要求更高。目前供应商的生产工艺普遍达到要求。

3.4浸泡试验

将样品玻璃板放入室温水中浸泡，连续72小时试验，油墨防爆网或铝板应无脱落现象。

此项试验主要是市场反馈有面板背面的防爆网使用一段时间会脱离，引起消费者的投诉。试验的目的是考核粘贴防爆网的胶水的粘性能力，好的胶水则不会脱落，差的胶水，轻轻用手就可以将网片落下。

3.5 耐200℃温差试验

将样板放入干燥箱内，温度调整为高出室温水200±2℃，连续保温1小时，然后取出，立即平放入室温水中5分钟，样板应无破裂现象。

实际我们的测试中发现，灶具热负荷为4.0kW,表面温度最高达到170～180℃左右，结合北方地区天气寒冷，水温在0℃左右，温差设在200℃较为合理。经过实际的测试，好的玻璃板均可耐200℃温差试验，且可操作性强。

3.6 模拟用户燃烧试验

在基准气-最高压力条件下，装机进行燃烧，累计36小时（每次不少于2小时）后，每2小时浇一次水（使用0℃水），面板不允许有破裂及裂纹。

此方法最为有效，当要注意一定要嵌入平台进行，这样才是真正模拟用户使用。

以上试验项目，耐热冲击试验和耐重力冲击试验可在同一面板上进行；耐200℃温差试验和模拟用户燃烧试验则单独进行试验，碎片试验和浸泡试验可在同一块面板进行。

4.小结

玻璃面板破裂原因应首先从源头上保证产品质量，然后经严格的测试评价，满足试验要求方可使用，结合产品结构上的最大优化，在热负荷大小设计、通风条件等条件上都要满足要求。过分追求外观美观，而忽视结构上的要求，忽视产品的使用性能要求，这样的产品即使卖出去了，将来还是会引起很多投诉。频繁的市场投诉会让消费者对钢化玻璃灶望而却步，对整个燃气具行业也是不利的，只有燃气具行业的同仁一起努力，做好我们的产品，这样才更加利于燃气具行业的良性发展。