Frascos e potes de vidro: tensão térmica e recozimento

Durante o processo de moldagem e o contato com o molde, bem como devido ao ar de resfriamento, o resfriamento rápido do vidro (por exemplo, de 1.100 ℃ para 600 ℃ em 10 segundos) gera uma grande diferença de temperatura entre o interior e o exterior do vidro; a tensão produzida por essa diferença de temperatura é chamada de tensão térmica. (A força que permanece no interior do vidro coloca a estrutura das moléculas em um estado de deformação)

A tensão térmica, se não for eliminada, reduzirá significativamente a resistência mecânica e a estabilidade térmica dos produtos, podendo até mesmo causar o fenômeno de autofissuração. Portanto, devemos aquecer os produtos no forno até a temperatura de recozimento e, em seguida, mantê-los nessa temperatura por um determinado período; após a remoção da tensão térmica, devemos recozer os produtos lentamente, de modo que a tensão residual não exceda um determinado valor, a fim de garantir o uso seguro dos produtos.

A essência do recozimento consiste em reduzir ou eliminar tensões e impedir que surjam novas tensões.

A tensão interna das garrafas de cerveja é ≤4, inferior a 30,0^o. Recomenda-se controlar a tensão interna de garrafas leves produzidas por sopro com pressão na boca pequena em ≤ 2 níveis, inferior a 15,0^o.

A tensão do produto pode ser detectada pelo medidor de tensão, e o ângulo de rotação do polarizador corresponde ao nível de tensão do produto: Nível 1 0,0^{(o) -7}.4^o, Nível 2 7,5^o-14.9^o, Nível 3 15,0^o-22.4^o, Nível 4 22,5^{(o) -29.9(o)}, Nível 5 30,0(^{o) -37,4(o), e}Nível 5 30,0(^{o) -37.4(o).}-29.9^o, Nível 5 30,0^o-37.4^o.

Imagem do nível 4 de tensão no fundo do frasco de material verde-esmeralda

Ponto de recozimento Ta: significa que 95% da tensão pode ser eliminada após três minutos nessa temperatura, também chamada de limite superior da temperatura de recozimento. (aproximadamente 555 °C)

Ponto de transição Tg: Entre o ponto de recozimento Ta e o ponto de deformação Ts. Os vidros próximos a essa temperatura são viscoelásticos, e os plasmas podem sofrer um fluxo viscoso para eliminar o gradiente de temperatura em várias partes do vidro. (cerca de 530 °C)

Ponto de deformação Ts: significa que apenas 5% da tensão pode ser removida após três minutos nessa temperatura, também conhecida como limite inferior da temperatura de recozimento. (aproximadamente 515 °C)

Os valores teóricos do ponto de recozimento Ta e do ponto de deformação Ts podem ser calculados com base nas seguintes equações:

Ponto de recozimento Ta = 0,8381 × SP-44,223 (°C)

Ponto de deformação Ts = 0,8094 × SP-52,062 (°C)

Aqui, SP é o ponto de amolecimento do vidro; e, quando o ponto de amolecimento do vidro muda, o ponto de recozimento e o ponto de deformação também mudam.

A temperatura de recozimento, que se refere à temperatura na qual o produto pode ter suas tensões aliviadas em 15 minutos, é geralmente 20 ℃ a 30 ℃ inferior ao valor teórico. A temperatura de recozimento do vidro de cal e soda situa-se, na maioria dos casos, entre 510 ℃ e 550 ℃.

Devido à posição de instalação do termopar do forno de recozimento, à profundidade de inserção, à instrumentação e a outras possíveis diferenças, mesmo que se trate do mesmo tipo de forno de recozimento, é necessário definir uma temperatura e uma velocidade de recozimento razoáveis com base nos resultados da tensão medida no produto, sem seguir regras rígidas.

No alívio de tensões, geralmente quanto maior a temperatura de recozimento e quanto mais longo o tempo de manutenção, melhor é o resultado. Quanto mais espesso for o vidro e quanto mais complexa for a forma do produto, maior é a probabilidade de concentração das tensões; nesse caso, deve-se aumentar a temperatura de recozimento e prolongar o tempo (diminuir a velocidade da esteira de malha larga) para eliminar as tensões.

Manter as garrafas e os potes de vidro na esteira de malha larga bem organizados e devidamente espaçados contribui para o alívio de tensões. Como definir o espaçamento adequado entre as garrafas e os potes de vidro, de modo que a pistola de pulverização a frio possa afundar abaixo da superfície da boca da garrafa e, ao mesmo tempo, evitar que a velocidade da esteira de malha larga seja excessiva, resultando em falhas por tensão? Em uma nova instalação ou reforma, deve-se basear-se no tipo de produtos fabricados pela máquina de moldagem, nas especificações e na velocidade da máquina para calcular a seleção do forno de recozimento adequado.

No processo de produção, se a tensão do produto não estiver dentro dos padrões, é preciso investigar o equipamento de recozimento e o processo de recozimento para identificar as causas. As causas mais comuns incluem falha no aquecedor do forno de recozimento, parada do ventilador de circulação superior, exibição imprecisa da temperatura de recozimento, baixa temperatura dos produtos que chegam, configuração inadequada da temperatura e da curva de recozimento, além de tempo de recozimento insuficiente. Ao identificar as causas reais e precisas, as contramedidas surgirão naturalmente.