Inclusions de sulfure de nickel dans le verre trempé : une explication simple
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Les inclusions de sulfure de nickel dans le verre trempé peuvent parfois conduire à des bris spontanés. Dans cet article, nous examinons le phénomène et comment l'arrêter.
In février 2023, it was reported that multiple windows had spontaneously shattered in San Diego's central courthouse.
Ce n’était pas l’œuvre d’un fantôme vengeur en quête de justice. Ce n'était même pas dû à des dommages causés au verre lors de la manipulation ou du processus de vitrage.
C’était en fait le résultat d’une imperfection à peine perceptible dans le verre : la présence d’inclusions de sulfure de nickel.
Ces imperfections sont si petites qu’il est difficile de croire qu’elles puissent provoquer un éclatement spontané. Mais comme la goutte qui a fait déborder le vase, ils ont le pouvoir de causer des dégâts sans avertissement.
Dans cet article, nous examinons ces inclusions et la meilleure façon de les éviter.
Que sont les inclusions de sulfure de nickel ?
Les inclusions de sulfure de nickel sont un sous-produit de la fabrication du verre. Ils ne deviennent un problème qu'après le processus de trempe.
Le verre trempé est fabriqué en chauffant puis en refroidissant rapidement du verre. L’objectif est double : renforcer le verre et modifier sa façon de se briser. Contrairement au verre recuit standard, le verre trempé se brise en centaines de petits morceaux – et non en gros éclats déchiquetés qui peuvent causer des blessures.
Les inclusions de sulfure de nickel sont des objets ressemblant à des cailloux, si petits qu'ils sont à peine perceptibles.
Mais avec le temps, ces imperfections peuvent s’étendre et, dans de rares cas, provoquer une tension suffisante dans le verre pour qu’il se brise. Cela ne se produit pas avec du verre normal, mais uniquement avec du verre trempé.
That's because
Verre trempé is already under tension as a result of the tempering process. This is what makes it so robust in most everyday situations. Counterintuitively, however, those tiny expanding "pebbles" are enough to push it over the edge.
Vous pouvez savoir si la rupture est due à une inclusion de sulfure de nickel grâce à son motif caractéristique en « papillon ».
Il est important de souligner que ces casses sont rares. Une estimation estime qu'il s'agit d'un bris pour 400 tonnes de verre trempé.
Mais ce n’est pas parce que c’est rare que c’est sans importance. En plus d’être effrayante, une casse spontanée laisse le client hors de sa poche. C'est pourquoi les entreprises comme nous le prennent au sérieux et utilisent un processus appelé « test de trempage thermique » pour l'arrêter autant que possible.
Comment prévenir les inclusions de sulfure de nickel ?
Au moment de la rédaction de cet article, il n’existe aucune technologie connue permettant d’éliminer entièrement la formation d’inclusions de sulfure de nickel au cours du processus de fabrication. Mais il existe une méthode pour les détecter une fois le verre trempé : le Heat Soaking, ou « Heat Soak Test ».
C'est là que la vitre finie en verre trempé est placée dans un four et chauffée à 290°C (554°F) pendant plusieurs heures. Si une inclusion de sulfure de nickel est présente, le verre se brisera au four. C'est un moyen de détecter les vitres défectueuses avant leur installation.
Dans le cas du palais de justice de San Diego, « les spécifications initiales du bâtiment de 550 millions de dollars prévoyaient une absorption de chaleur, mais cela n'a pas été fait ». Lésiner sur ce processus peut donc avoir des conséquences coûteuses.
That said, heat soaking isn't completely infallible.
Some studies have suggested that it detects around 95% of flawed panes, although it's unclear how you would know the process had failed until the breakage occurred much later on.
Un autre inconvénient du test est qu’il augmente à la fois les coûts et les délais. Mais il y a deux bonnes raisons de poursuivre ce processus. Premièrement, la casse spontanée est dangereuse, effrayante et coûteuse. Deuxièmement, il n’est pas possible de détecter les inclusions de sulfure de nickel autrement.
Les tests de trempage thermique signifient-ils que le verre trempé ne se brisera jamais ?
Non, le verre trempé peut encore se briser spontanément même après un test de trempage thermique. Il y a deux raisons à cela.
Premièrement, les tests de trempage thermique ne garantissent pas l’élimination complète de toutes les inclusions de sulfure de nickel.
Deuxièmement, il existe d'autres raisons pour lesquelles le verre trempé se brise spontanément, telles que les contraintes thermiques (où il existe une différence de température notable entre le bord et le centre du verre) et les dommages mineurs aux bords causés lors de la fabrication ou du transport.
Les cadres peuvent également provoquer des casses spontanées. Lorsque les températures changent, le verre se dilate et se contracte. S'il n'y a pas suffisamment d'espace entre le cadre et le verre pour s'adapter à ces changements, la contrainte qui en résulte peut provoquer l'éclatement du verre.
En bref, vous ne pouvez jamais être sûr 100% que votre verre trempé ne se brisera pas soudainement, mais en le testant par trempage thermique, vous éliminez une cause possible.
Les inclusions de sulfure de nickel affectent-elles d’autres types de verre ?
Les inclusions de sulfure de nickel n'affectent que le verre trempé thermiquement, pas le verre « normal » (recuit). Cependant, vous ne pouvez pas l'utiliser dans des contextes où un vitrage de sécurité est requis.
Tests ToughGlaze et Heat Soak
Chez ToughGlaze, nous prenons les inclusions de sulfure de nickel très au sérieux, non seulement parce qu'une rupture spontanée peut être effrayante, mais aussi parce que le remplacement du verre trempé est coûteux. C'est peut-être rare, mais le risque n'en vaut pas la peine.
C'est pourquoi nous proposons des tests de thermo-trempage utilisant la méthode de test internationale BS EN 14179 -1: 2016.
Le processus se déroule à peu près comme ceci. Une fois les panneaux de verre individuels durcis, ils sont placés sur des grilles spéciales à l'intérieur d'un four calibré.
Le verre est ensuite chauffé pendant deux heures et stabilisé à environ 290°C (554°F). Les vitres restent à cette température pendant encore deux heures, puis refroidissent encore quelques heures. Si quelque chose se brise dans le four, la vitre est remplacée et le processus recommence.
Il n'est pas garanti de détecter les inclusions de sulfure de nickel et cela ne rendra pas le verre indestructible, mais cela réduit le risque d'une cause possible de rupture spontanée.
Les tests de trempage thermique valent la peine d'être effectués pour tous les panneaux en verre trempé, mais surtout si le verre sera inaccessible ou difficile d'accès après l'installation – s'il est installé en hauteur, par exemple.
La ligne de fond
Notre approche des inclusions de sulfure de nickel et des tests de stabilisation thermique est l'une des raisons pour lesquelles vous pouvez compter sur nous pour un service complet et fiable.
Bien que les bris spontanés soient rares, nous pensons qu’il vaut la peine de réduire les risques. Le temps et les coûts supplémentaires sont un moyen de pérenniser vos installations.
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