钢化玻璃自爆可能是由于可见缺陷或硫化镍膨胀导致，其中硫化镍膨胀难以检测和控制，是自爆的主要隐患

► 自爆原因分析

钢化玻璃自爆的主要根源在于硫化镍的膨胀。在钢化过程中，玻璃的表面层会形成压应力，而内部板芯层则产生张应力，这两种应力相互平衡。由于玻璃本身具有脆性，耐压却不耐拉，因此大部分玻璃破碎都归因于张应力的作用。当钢化玻璃中的硫化镍晶体发生相变时，其体积会膨胀。这种膨胀作用于玻璃板芯的张应力层，进而在玻璃内部产生更大的张应力。一旦这种张应力超越了玻璃自身的承受极限，就会导致钢化玻璃的自发破碎。

硫化镍为何会导致玻璃自爆？这要从其形成过程说起。在玻璃的熔制过程中，由于石英砂或砂岩中带入的镍与燃料及辅料中的硫在高温下反应，形成了硫化镍。这些硫化镍液滴在高温时随机分布于熔融的玻璃液中。随着温度降至797℃，这些液滴会结晶固化，形成高温态的α-NiS晶相。当温度进一步降至379℃时，会发生晶相转变，形成低温态的β-NiS，并伴随2.38%的体积膨胀。这一相变过程的速度和程度受到硫化镍颗粒内部组成物比例及其周围温度的影响。

若硫化镍的相变未完全进行，则在自然存放或正常使用条件下，相变过程仍会持续，只是速度较慢。在玻璃钢化过程中，玻璃内部板芯的温度约为620℃，此时所有的硫化镍都处于高温态α-NiS相。随后，当玻璃经过风栅急冷时，其中的硫化镍在379℃发生相变。由于钢化急冷的时间很短，硫化镍来不及完全转变成低温态β-NiS，而是以高温态α相被“冻结”在玻璃中。这种快速的急冷过程使玻璃得以钢化，形成了外压内张的应力平衡体。然而，若这种应力超过了玻璃的承受极限，就会导致玻璃的自发破碎。

► 硫化镍的作用机制

在已经经过钢化处理的玻璃中，硫化镍的相变过程持续而缓慢地进行，其体积不断膨胀，对周围玻璃产生的应力也随之增强。由于钢化玻璃的板芯本身就处于张应力状态，而位于其中的硫化镍在发生相变时，其体积的膨胀同样会产生张应力。这两种张应力的叠加，最终可能导致钢化玻璃的破裂，即自爆现象。对于表面压应力为100MPa的钢化玻璃，其内部的张应力大约为45MPa。在这种情况下，只要张应力层中存在直径大于0.06mm的硫化镍颗粒，就可能引发玻璃的自爆。据统计，超过95%的钢化玻璃自爆事件都是由直径在0.04mm至0.65mm之间的硫化镍颗粒所导致。通过材料断裂力学的计算，我们发现引发自爆的平均硫化镍颗粒直径为0.2mm。因此，国内外玻璃加工行业普遍认为，硫化镍是导致钢化玻璃自爆的核心因素。

硫化镍在高温下形成α-NiS，在冷却过程中无法完全转换为β-NiS，膨胀产生张应力，成为自爆的主要原因

► 光弹扫描法简介

国家标准规范：玻璃缺陷检测方法——光弹扫描法

为了规范钢化玻璃自爆风险的检测，国家标准《玻璃缺陷检测方法—光弹扫描法》（GB/T30020--2013）应运而生。该标准详细规定了自爆风险检测的操作流程、所需设备及其参数，以及图像的处理与分析方法。此方法不仅适用于建筑幕墙的自爆风险评估与预测，还可用于钢化玻璃生产质量的把控，以及幕墙玻璃安装前的可靠性检测。光弹扫描法是由中国检验认证集团（中检集团、CCIC）的包亦望教授及其科研团队精心研发，并积极参与了国家标准《玻璃缺陷检测方法—光弹扫描法》（GB/T30020--2013）的起草制定工作。

光弹扫描法的工作原理详解

玻璃作为一种典型的光弹性材料，其内部应力可以通过光弹设备进行精确检测。在钢化玻璃自爆的源附近，往往会存在应力集中现象，这种应力集中又具有明显的光弹效应。换句话说，钢化玻璃的自爆现象往往是由应力集中所引发的。因此，利用光弹设备我们可以观察到自爆源附近由于应力集中所产生的应力光斑，这为检测自爆源提供了一种有效的间接方法。

光弹扫描法的操作方式

根据国家标准《玻璃缺陷检测方法—光弹扫描法》（GB/T30020--2013），现场检测钢化玻璃的光弹扫描法可分为透射式检测和反射式检测两种方式。透射式检测的适用范围广泛，尤其适用于多层玻璃，如夹胶玻璃或镀膜玻璃组成的中空玻璃幕墙。其操作要点包括将透射式光弹仪的平面偏振光源和检偏器对应置于玻璃前后，通过里外同步移动进行扫描，并利用工业相机记录检偏器所看到的光斑。若无计算机报警，则需移动检偏器至相邻位置，逐步扫描直至出现报警声。随后，可通过直观视图分析和局部检测来确定光斑点的性质。

反射式检测则适用于被测玻璃背面为暗色或无照明的情况，无论室内外均可操作。其操作要点包括在白天为被测幕墙玻璃背后遮光，将反射式仪器置于操作面，并利用工业相机记录检偏器所看到的光斑。若无计算机报警或肉眼可见缺陷，则需移动检偏器至相邻位置，重复扫描过程。最终，通过标记和局部检测来确定缺陷的类型和大小。

安德信幕墙的经验分享指出，透射式检测因透射比反射效果更佳、变形和光畸变较少而更受推荐；而反射式检测则因其简单方便、适用范围广泛而备受青睐。