נשבר לכם ?! על כשלים בזכוכית ושבר ספונטני

לעיתים קרובות אנו נחשפים לכשלים בזכוכית הנובעים מסיבות שאינן ידועות. חלק מהסיבות מכונות בשמות מקצועיים כגון התנפצות, היפרדות, התנתקות, גליות, פריחה וכדומה.

במאמר זה ננסה להבהיר ולהבדיל בין הכשלים האופייניים בזכוכית בדגש על כשל הנקרא שבר ספונטני (שבר אקראי).

ראשית, נבדיל בין פגמים בזכוכית לכשלים בזכוכית. הפגמים בזכוכית, מרביתם מופיעים בתקן ישראלי 938 חלק 2 – לוחות זכוכית שטוחה שקופה, במאמר זה לא נרחיב בנושא הפגמים בזכוכית.

הכשלים האופייניים והשכיחים בזכוכית הינם:

• היפרדות זכוכית (blow in) - נובעת בזכוכית רבודה (בשפת הענף נקראת "טריפלקס"), לרוב, זוג שמשות המודבקות ביניהן באמצעות יריעת הדבקה. תופעת ההיפרדות מתרחשת במצב שבו שכבה אחת או שתי שכבות של הזכוכית נפרדות משכבת הביניים, התופעה עלולה להופיע כאשר פאות הזכוכית חשופות ולרוב באזורים בעלי תנאי סביבה קשים או מחדירת לחות. תקן ישראלי 1099 חלק 1.1 מתריע על הנושא ומציין שיש להתחשב בתופעה זו בקביעת אופן הזיגוג.
• הינתקות (delamination) - נובעת בזכוכית רבודה, מצב שבו שכבת זכוכית ניתקת משכבת הביניים קרוב לשפת הלוח, לרוב בגלל חדירת גורם זר בתהליך הדבקת השמשות.
• התנתקות שמשה מהזיגוג - לרוב נובעת כתוצאה מרשלנות / מכשל ביצועי או חוסר זיגוג מתאים או תקני בין השמשה למסגרתה.  תקן 1099 חלק 2 מתייחס לתכן הזיגוג בשמשות הממסגרות בכל היקפן ומטרתו אטימה יעילה נגד חדירת מים ואוויר בין המסגרת לשמשה. עומק המגרע (Rd) של הזיגוג כלפי המסגרת ייקבע ע"פ מידות צלע השמשה הארוכה כמוגדר בתקן.
• התנפצות - התנפצות זכוכית יכולה לנבוע ממספר סיבות, כגון אי התאמת סוג השמשה לאלמנט, עובי שאינו מתאים ואינו עומד בהטרחות הנדרשות ע"ג הזכוכית, חוסר חיסום השמשה במידות הצורך, ומושג הנקרא שבר ספונטני.

כאמור, שבר ספונטני הינו תופעה המתרחשת באופן פתאומי, ללא כל קשר לעומס המופעל על הזכוכית. ייתכן ונוכל לראות זאת בשמשות שאינן חשופות כלל לתנאי חוץ ועומדות שנים בפני עצמן, ובבוקר אחד השמשה מנופצת. אז מה הסיבה לכך?

שבר ספונטני מתרחש רק בזכוכיות מחוסמות. השבר נוצר באופן פתאומי וללא כל סיבה גלויה, ייתכן והתופעה התרחשה כתוצאה מנזק שנוצר במהלך ייצור השמשה  כגון שריטה  או פגיעה מקומית בפני הלוח ע"י גוף חד (לרבות "התזת חול" בשפת העם), אפילו כתוצאה מפגם קטן שאינו נראה לעין ויכול לגרום לשבר הספונטני להתעורר במהלך שנותיה של השמשה.

סיבה נוסף שאינה שכיחה היא זיהום במהלך החיסום של אחד מחומרי הגלם על ידי מולקולת ניקל סולפיד NiS. תהליך החיסום גורם לשמשה לקבל חוזק משמעותי באמצעות חימום בטמפרטורה גבוהה וקירור מהיר, בתהליך חיסום זכוכית אשר מכילה מולקולת ניקל סולפיד, תקובע המולקולה במצב של כיווץ ולא תחזור למצבה הטבעי אך תמיד תשאף "להשתחרר". השחרור יכול לקרות כתוצאה מהפרשי טמפרטורה או תזוזה מינורית. בעת חזרת המולקולה למצבה הטבעי- עלולה להתפתח תופעת השבר הספונטני.

אחת ההתמודדויות של יצרני הזכוכית הינה העברת הזכוכית בתהליך חיסום בשיטת טבילה בחום Heat Soak Test  - מטרתו לשחרר את המולקולה התוקפת במידה וחדרה לחומר הגלם של הזכוכית על ידי חימום מבוקר בתנור בשאיפה שתתפוצץ ותעלם בתנור, התהליך אינו מונע ב-100% את התופעה, אך מפחית אותה באופן ניכר.

בארץ ישנו מפעל יחיד המייצר זכוכית- פניציה תעשיות זכוכית שטוחה, המפעל עומד בסטנדרטים בינלאומיים ומבקר את תהליך הייצור בדגש על אפשרות חדירת המולקולה בזכוכית באמצעות גלאי מתכות ומגנטים, וגם מונעת כניסה למפעל של פחיות שתיה העשויות אלומיניום ומכילות את המולקולה התוקפת.

כאמור לעיל, כשלים בזכוכית מתרחשים ויתרחשו תמיד. ההסתברות הסטטיסטית ע"פ תקן 1099 חלק 1.2 הינה 8 לוחות לכל 1000, אך אין סטטיסטיקה רשמית עבור כשל מסוג שבר ספונטני בלבד.