高硅硼玻璃管口的小裂纹

寂静回声

问







答

不错，高硅硼玻璃管（含 SiO₂ 70%~80%、B₂O₃ 10%~15%）以低膨胀系数（α≈3.2×10⁻⁶/℃）、耐高温（长期使用温度≤500℃）、化学稳定性好著称。但是别忘了，它的本质是玻璃，它不是钢，而且没有做钢化处理。
高硅硼玻璃是典型的脆性材料，断裂强度由 “最大缺陷尺寸” 和 “局部应力” 决定（符合格里菲斯断裂理论：σ_f ∝ √(Eγ_s /a)，其中 a 为缺陷半长度）。管口作为玻璃管的 “截面突变处 +密封受力处 + 冷热交换界面”，是应力天然集中区，长期应力作用下，微缺陷会逐渐扩展为宏观裂纹。

玻璃管切割后，管口截面会形成微小裂纹，且切割过程中局部高温导致热胀冷缩不均，残留热应力（拉应力集中在管口表面）。
若后续未进行充分退火，残留应力会被 “冻结” 在管口。
长期使用中，残留拉应力与环境温度变化、介质压力等叠加，当局部应力超过玻璃的断裂强度，微裂纹会沿应力方向扩展，最终形成可见裂纹。



高硅硼玻璃的优势是 “整体抗热震”，但管口局部温度突变时，就会产生热应力。
将热液体倒入冷玻璃管，管口突然接触冷介质，局部收缩受周围高温区域约束，表面产生拉应力；
管口外侧与低温空气接触，内侧通高温介质，内外壁温差导致内壁膨胀、外壁受约束，外壁产生拉应力。
每次热冲击都会让微缺陷扩大一点，长期使用后，裂纹从管口表面延伸至内部。

玻璃管的裂纹均需 “初始缺陷”（如划痕、缺口）作为起点，管口作为频繁接触、装卸的部位，易产生产生微小崩缺，成为裂纹源。