德國赫蘭德智能充氣及檢驗(yàn)

【中玻網(wǎng)】紊流對充氣過程及濃度測量的影響
　　
　　充氣中空玻璃產(chǎn)生紊流時(shí)，中空玻璃腔體內(nèi)的部分空氣始終不能被充入的氬氣置換掉，因此，存在紊流的充氣中空玻璃的初始濃度很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求。此外，充氣過程中所產(chǎn)生的紊流，使空氣仍存在于中空玻璃空腔的中點(diǎn)位置。當(dāng)中空玻璃出現(xiàn)紊流現(xiàn)象時(shí)，在中空玻璃排氣孔傳感器所檢驗(yàn)到的濃度，一般來說，應(yīng)高于中空玻璃的惰性氣體的完全擴(kuò)散腔體中點(diǎn)紊流的空氣，而中空玻璃的惰性氣體的完全擴(kuò)散需要6-8小時(shí)。如果使用該方法進(jìn)行在線檢驗(yàn)，則所測出的濃度明顯高于擴(kuò)散后的實(shí)際濃度。因此，我們不能將這種檢驗(yàn)方法作為充氣中空玻璃的在線檢驗(yàn)手段。否則，在充氣中空玻璃內(nèi)出現(xiàn)紊流現(xiàn)象條件下，會(huì)給出檢驗(yàn)人員錯(cuò)誤的判斷。如存在紊流的充氣中空玻璃，采用高壓放電法檢驗(yàn)中空玻璃的位置應(yīng)盡可能靠近間隔條位置。按照廠家建議的三個(gè)測量點(diǎn)，正好避開了充氣中空玻璃的紊流氣體即空氣位置，所給出的濃度為惰性氣體的的濃度，因此，有必要在充氣中空玻璃放置6-8小時(shí)后，得出正確的濃度數(shù)字。據(jù)調(diào)查，有的廠家自檢的充氣中空玻璃初始濃度在90％以上，但經(jīng)第三方測量實(shí)際濃度明顯低于90％，有的甚至不足70％。通過對這些濃度差別大的充氣玻璃密封的外觀檢驗(yàn)，我們很難找出任何密封缺點(diǎn)，因此，我們推斷出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因之一，是由于紊流造成的。
　　
　　但是，這種檢驗(yàn)方法屬于產(chǎn)品質(zhì)量的事后檢驗(yàn)。充氣中空玻璃放置6-8小時(shí)后，第二密封膠基本固化，如果充氣中空玻璃的濃度達(dá)不到要求，則對已充氣的中空玻璃的返工是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事情。此外還有兩種可能:(1)如果對充氣方法不改進(jìn)的話，我們?nèi)詿o法保證返工的產(chǎn)品的充氣濃度達(dá)到要求；(2)采用普通的充氣方法即自然充氣和充氣與強(qiáng)制抽氣法不可避免紊流現(xiàn)象發(fā)生，即使是所隨機(jī)抽查檢驗(yàn)的玻璃達(dá)到濃度要求，除非我們有充氣過程每片玻璃的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)字，否則，我們也無法確切地保證整個(gè)批次的充氣玻璃都合格。
　　
　　由此可見，除非我們采用的充氣設(shè)備能夠有效地避免紊流出現(xiàn)、抑或始終保持充氣過程的穩(wěn)定的層流，否則，我們就不能排除在線檢驗(yàn)的濃度的真?zhèn)巍?br />　　
　　進(jìn)一步說，在此條件下，我們保證充氣中空玻璃的濃度的正確的方法，只能是對充氣中空玻璃的生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，而不是產(chǎn)品的質(zhì)量控制。
　　
　　充氣中空玫璃的生產(chǎn)控制
　　
　　充氣中空玻璃的生產(chǎn)過程控制(production process Control)概念是，為確保充氣中空玻璃生產(chǎn)過程處于受控狀態(tài)，對影響充氣濃度質(zhì)量的生產(chǎn)過程所采取的作業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)過程的分析，診斷和實(shí)時(shí)監(jiān)控。它的作用在于對生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制進(jìn)行系統(tǒng)安排，對直接或間接影響過程質(zhì)量的因素進(jìn)行要點(diǎn)控制并制定實(shí)施控制計(jì)劃，確保充氣過程質(zhì)量。氬氣是無色無味的氣體，其充氣濃度不易測量。目前的測試方法大體可以分為兩種，(1)傳感器對從排氣孔所收集的氣體與所設(shè)置的氣體濃度相比較，以判斷是否達(dá)到要求；(2)傳感器對排氣孔所收集的氣體與所設(shè)置的氣體濃度進(jìn)行動(dòng)態(tài)進(jìn)行比較并給出濃度、氣壓和流速等實(shí)時(shí)曲線，不但從濃度上判斷而且從曲線形狀上判斷，充氣的實(shí)際濃度。二者相比，由于第二種方法不僅僅是兩個(gè)所設(shè)置的比較，而是對整個(gè)充氣過程的描述，是目前充氣過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的較先進(jìn)的生產(chǎn)控制手段。
　　
　　充氣中空玻璃濃度的質(zhì)量控制(quality control）的特點(diǎn)是事后性，屬于不合格產(chǎn)品檢驗(yàn)。歐洲中空玻璃標(biāo)準(zhǔn)EN1279-6的生產(chǎn)控制實(shí)際上是指的是對測量充氣中空玻璃合片的濃度，應(yīng)該理解為對產(chǎn)品的質(zhì)量控制或檢驗(yàn)，而不是真實(shí)意義上的生產(chǎn)過程控制。對充氣中空玻璃初始濃度的抽樣檢驗(yàn)規(guī)定，1000片/班，至少3片，當(dāng)每班充氣中空玻璃不足100片時(shí)，抽查1片。充氣中空玻璃中的氬氣需要大約6-8小時(shí)才能完全擴(kuò)散，因此，對中空玻璃氬氣初始濃度的檢驗(yàn)需在氣體完全擴(kuò)散后才能進(jìn)行。因此，無論是對充氣中空玻璃的濃度的在線檢驗(yàn)抑或是在惰性氣體完全擴(kuò)散的6-8小時(shí)后再檢驗(yàn)，都只能是對產(chǎn)品合格與否的判斷與否。假如這種抽樣檢驗(yàn)的結(jié)果是總體不合格，則問題的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)為時(shí)過晚。
　　
　　綜上所述，造成充氣中空玻璃初始濃度低的較主要原因在于充氣過程中出現(xiàn)的紊流現(xiàn)象。對充氣中空玻璃的生產(chǎn)控制的意義在于對整個(gè)充氣過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而有效地避免中空玻璃充氣過程中可能出現(xiàn)的紊流現(xiàn)象，提高和保證充氣質(zhì)量的穩(wěn)定性。
　　
　　智能充氣技術(shù)
　　
　　在清楚中空玻璃的充氣基本原理、充氣中空玻璃的生產(chǎn)過程必要性之后，接下來我們有必要考慮一下主要的充氣技術(shù)和具體方式。概括地說，選擇充氣設(shè)備可以從設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)考慮。從與中空玻璃生產(chǎn)線結(jié)合的程度上看，充氣技術(shù)分為在線充氣和離線充氣；從生產(chǎn)自動(dòng)化程度看，充氣技術(shù)分為自動(dòng)化充氣和手工充氣。一般來說，在線充氣，顧名思義，是指充氣工藝是在中空玻璃生產(chǎn)線上，充氣過程在中空玻璃上框后、合片前(如李賽克生產(chǎn)線、百超生產(chǎn)線)完成，具有自動(dòng)化程度高、充氣時(shí)間短和濃度穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)惰性氣體浪費(fèi)大；手工充氣在中空玻璃合片之后，在第二道密封膠涂布之前或后離線進(jìn)行。一般來說，普通手工充氣設(shè)備的特點(diǎn)是充氣的速度較慢、氣體耗量較高、濃度低等。誠然，兩種充氣方式都需要生產(chǎn)過程控制，歐洲的一些玻璃廠家對在線充氣進(jìn)行升級采用實(shí)時(shí)監(jiān)控的辦法，但本文的要點(diǎn)在于討論手工充氣方法。
　　
　　一般來說，手工充氣設(shè)備的充氣方式主要有三種:自然充氣、充氣與排氣同時(shí)進(jìn)行、程序控制充氣與排氣過程同時(shí)進(jìn)行。自然充氣的流速一般在5升/分鐘左右，充氣與排氣同時(shí)進(jìn)行的流速在12-18升/分鐘之間，程序控制充排氣過程的流速可高達(dá)90升/分鐘。
　　
　　選擇中空玻璃充氣設(shè)備主要需要考慮三方面問題:初始充氣濃度、充氣時(shí)間和氣體消耗量。對此，我們首先依次分別敘述，然后綜合起來討論。
　　
　　毋庸贅述，選擇充氣中空玻璃的首先考慮的因素是設(shè)備的充氣質(zhì)量的穩(wěn)定性。提高充氣中空玻璃的濃度關(guān)鍵在于充氣設(shè)備在充氣過程中能否避免紊流的出現(xiàn)，對充氣過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。采用自然充氣方法的特點(diǎn)是設(shè)備投入資金小，但充氣速度過慢，充氣濃度沒有保證，氣體消耗量大，不適合大量中空玻璃充氣的生產(chǎn)。第2種方法即充氣與強(qiáng)制抽氣同步進(jìn)行，雖然充氣速度有所提高從而縮短了充氣時(shí)間，但是強(qiáng)制抽氣容易導(dǎo)致空腔內(nèi)氣體流動(dòng)的紊流出現(xiàn)，當(dāng)傳感器測到惰性氣體并判斷達(dá)到所設(shè)置的濃度值時(shí)，可能并不是充氣玻璃的真實(shí)濃度。第3幣中方法即程序控制充氣與抽氣，其實(shí)質(zhì)是對充氣過程進(jìn)行智能控制，通過對充氣過程氣壓和流量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，較大地提高了充氣速度，避免了充氣過程中可能產(chǎn)生的紊流，從而保證了所規(guī)定的充氣濃度。
　　
　　其他
　　
　　為提高充氣中空玻璃的濃度，還需注意其他一些細(xì)節(jié)。這里僅列出有關(guān)中空玻璃充氣時(shí)的立式擺放問題。充氣的中空玻璃的立式擺放，應(yīng)盡可能短邊靠地;如不得不長邊靠地的話，一般來說，應(yīng)考慮適當(dāng)延長充氣時(shí)間。
　　
　　中空玻璃不能水平擺放充氣。我們有些公司在制作小片樣品時(shí)，將中空玻璃平放充氣，很難達(dá)到所需的濃度。
　　
　　結(jié)語
　　
　　充氣中空玻璃的生產(chǎn)過程控制是提高充氣濃度的重要保證。相比之下，充氣中空玻璃的質(zhì)量控制是事后檢驗(yàn)，是保證充氣初始濃度的輔助手段。
　　
　　紊流是造成我國中空玻璃充氣質(zhì)量低的重要原因，使用智能控制快速充氣方法，不但能保證充氣過程的層流以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的初始濃度，而且具有充氣速度快和惰性氣體消耗量的優(yōu)點(diǎn)。此外，智能快速充氣設(shè)備的性價(jià)比好，具有投入資金較小、經(jīng)久耐用的特點(diǎn)，對于那些亟需提高充氣水平卻苦于找不到好的充氣方法的企業(yè)，不失為一種好的選擇。