本标准规定了以玻璃为主要材料的教学仪器设备和连接部件的安全要求和使用安全要求。 本标准适用于学校用的以玻璃为主要材料的教学仪器设备和连接部件。本标准仅涉及玻璃仪器及连接部件的安全而不涉及其它特性，如式样和安全以外的其它特性。 本标准不适用于医疗机构的玻璃医疗仪器。 GB 21749-2008 教学仪器设备安全要求玻璃仪器及连接部件 GB21749-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS.03.180
中华人民共和国国家标准
GB21749—2008
教学仪器设备安全要求
玻璃仪器及连接部件
Safety reguirements for the educational eguipment-Vitreous cquipment and attachments2008-05-05发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2008-08-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
1机械性安全要求
机械强度
玻璃容器的最小壁厚
内应力
玻璃仪器的线热膨胀系数
玻璃仪器的表面缺陷
机械性伤害防护
玻璃与金属封接
儿童玩教具中使用玻璃为材料的器件热稳定性
化学稳定性
电极安全距离
连接部件
7.1接口
7.2连接部件
8使用安全事项
附录A（规范性附录）
玻璃材料的抗张强度、抗弯强度和抗压强度试验方法附录B（规范性附录）
附录C（规范性附录）
附录D（规范性附录）
附录E（资料性附录）
附录F（规范性附录）
附录G（规范性附录）
参考文献
电子玻璃抗水化学稳定性试验方法玻璃击穿强度试验方法
标准磨砂接头的系列和数据
玻璃阀形式图
玻璃仪器一般使用安全事项
某些玻璃仪器使用安全事项
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本标准第4章、第5章、第6章和第7章为强制性，其余为推荐性。GB21749—2008
本标准的附录A,附录B、附录C、附录D、附录F、附录G为规范性附录，附录E为资料性附录。本标准由全国教学仪器标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：浙江省教育装备和勤工俭学管理中心。本标准主要起草人：任伟德。
1范围
教学仪器设备安全要求
玻璃仪器及连接部件
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本标准规定了以玻璃为主要材料的教学仪器设备和连接部件的安全要求和使用安全要求。本标准适用于学校用的以玻璃为主要材料的教学仪器设备和连接部件。本标准仅涉及玻璃仪器及连接部件的安全而不涉及其他特性，如式样和安全以外的其他特性。本标准不适用于医疗机构的玻璃医疗仪器。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过在本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明目期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T601化学试剂标准滴定溶液的制备GB/T603化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备GB/T1408.1绝缘材料电气强度试验方法第1部分：工频下的试验GB/T4545玻璃瓶罐内应力检验方法GB/T4547玻璃容器抗热震性和热震耐久性试验方法GB/T5137.1—2002汽车安全玻璃试验方法第1部分：力学性能试验GB/T6552-1986玻璃瓶罐抗机械冲击试验方法GB/T65801997玻璃耐沸腾混合碱水溶液浸蚀性的试验方法和分级GB/T6582—1997玻璃在98℃C耐水性的颗粒试验方法和分级GB/T10701石英玻璃热稳定性检验方法（neqISO718：1982）GB/T12806--1991实验室玻璃仪器：单标线容量瓶GB/T15726玻璃仪器内应力检验方法GB/T15728-1995玻璃耐沸腾盐酸浸蚀性的重虽试验方法和分级GB/T16920玻璃
平均线热膨胀系数的测定（eqvIS07991：1987）GB/T18144-2000
3术语和定义
玻璃应力测试方法
下列术语和定义适用于本标准。3.1
击穿距离breakdowndistance
绝缘材料中连接两带电件的直线距离。3.2
实验室玻璃仪器laboratoryvitreousequipment主要在教学实验中使用的常用玻璃仪器和精细玻璃仪器。3.3
教学仪器设备上的玻璃零部件vitreouspartsforteachinginstrument在机械、电子等其他教学仪器设备上的以玻璃为材质的零部件。1
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连接部件attachments
用于连接玻璃仪器和作为玻璃仪器接口，以玻璃为材质的零部件（附属件）。4机械性安全要求
4.1机械强度
4.1.1在使用中可能受到机械冲击的玻璃瓶罐类容器和教学仪器设备上玻璃零部件，应能抗不小于0.6J的机减冲击，试验方法按GB/T6552-1986的有关规定。4.1.2应对教学仪器上的玻璃零部件所受荷载进行综合分析，得出玻璃所受的总应力值，与该种玻璃的设计应力和机械强度进行比较，对长期负荷，应使设计应力为实际应力的6倍~10倍。玻璃材料的抗张强度、抗弯强度、抗压强度和抗冲击强度（钢化玻璃)试验方法按附录A（规范性附录）。4.1.3教学仪器上的玻璃零部件安装固定时应采用面接触，并应使玻璃零部件均匀受力，避免点接触，避免对玻牌零部件施加超过设计的应力。安装时需密封的部位应使用软性密封材料，保护玻璃的边缘不受损。
4.1.4承受压力的玻璃仪器应规定使用环境条件，避免潮湿。在使用时无法避免潮湿时.设计的强度应提高3倍～1倍。
4.1.5承受压力的玻璃仪器的应规定复用次数。4.2玻璃容器的最小壁厚
制造具有内压力容器和真空器件时，玻璃容器壁厚应符合式（1）：S
式中：
S-玻璃容器壁厚，单位为毫米（mm）；P--允诈使用最大压强，单位为帕(Pa)；D—玻璃容器内径，单位为毫米（mm）；PD.
E--长期负荷的抗张强度，取（6～10)×E，E。为抗张强度试验的值，按式A.1。4.3内应力
4.3.1实验空玻璃仪器的内应力的双折射光程差，一般不应大于120nm/cm，最大不应大于180nm/cm。4.3.2教学仪器上玻璃零部件的内应力，承受压力部件的最大不应大于80nm/cm（双折射光程差，下同），非承受压力的部件，最大不应大于120nm/cm，量器（滴定管除外）不应大于100nm/cm。教学仪器中各种玻璃的充许应力见表1。表1教学仪器中各种玻璃的允许应力玻璃种类
精密退火的光学玻璃
粗退火的光学玻璃
反光镜玻璃
平板玻璃
镜玻璃
玻璃管
瓶灌玻璃
注：表中光学璃不是指光学仪器。2
允许应力(以光程差表示)/
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4.3.3退火玻璃仪器内应力测试方法按GB/T15726，玻璃瓶罐内应力试验按GB45454.3.4钢化玻璃，半钢化玻璃和化学钢化玻璃的内应力测试按GB/T181442000中的4.1（表面应力测试）。
4.3.5对两种膨胀系数相差较大（一般在6.0X10-6/C以上时）的玻璃进行封接时.应考虑采用一种或几种过渡封接玻璃，最后使两种膨胀系数接近的玻璃管封接在一起。4.3.6玻璃制品在加工完了以后，应及时进行退火。壁薄与壁厚的大直径玻璃管（毛细管）对接后，应马上进行简单的退火。
4.3.7面积大的夹层接头（包环形接头）封接部位应充分烧熔。大直径平底上封接多种单接头，或距离靠近的多种环形接头的玻璃制品，一接头完成后应及时作退火处理，然后再封接第二头。4.4玻璃仪器的线热膨胀系数
4.4.1需用明火加热的玻璃仪器及零部件的线热膨胀系数，在20C～300C范围内应小于3.1X10°C
4.4.2线热膨张系数大手6.0×10-/C的玻璃器血不能加热。4.4.3玻璃仪器的线热胀系数测定按GB/T16920。4.5玻璃仪器的表面缺陷
4.5.1玻璃仪器或零部件不应有以下缺陷：a）有裂纹（有折光），表面有崩损缺口、擦毛、严重擦伤的；有气泡（直径大于6mm为1个或直径为1mm～6mm的超过3个，直径1mm以下能看见的b)
每平方厘米多于5个）、薄皮、密集气线、结石、节瘤、积水条纹、直棱线、铁屑的；C）有缩颈、歪颈、塌肩、凸底、折皱、兜口、玻滴、飞边、白印、玻璃丝、铁屑、粘痕、粘料印、模子印、碰模印、水斑印、剪刀印、铁锈等缺陷的；d）
磨砂器件有光斑和粗砂印缺陷的；表面风化（小斑点、变松、发毛、失透）的。e
4.5.2承受压力或需直接在火焰上加热的玻璃仪器应单独包装，有柔软材料衬垫，运输时要轻拿轻放。注：承受压力的玻聘仪器指在实验时需充气、抽气或承受其他压力的玻璃仪器，或仪器上的玻聘零部件。4.6机械性伤害防护
4.6.1教学仪器上的玻璃面板、线尺寸在200mm以上的窗口玻璃、玻璃管等零部件，应考虑破裂对人体造成的伤害，并采取安全措施。4.6.2玻璃导管的端部应经过圆口处理。4.7玻璃与金属封接
4.7.1封接时玻璃与金属的热膨胀系数相差一般不应大于10%。4.7.2玻璃与金属封接时应尽量采用匹配封接（例如钨与钨组玻璃，钼与钼组玻璃等）。4.7.3当玻璃与金属的热膨胀系数相差很大时，金属应有良好的塑性和延展性（例如采用软的金属或把金属做成薄的形状）、可采用机械封接。当封接后的零件不需耐高温时，可以采用金属焊料封接。4.7.4封接时·金属应经过清洁处理，或烧氢除气处理。4.7.5封接后，封接件应进行退火处理。4.8儿童玩教具中使用玻璃为材料的器件4.8.1儿童单独使用的玩教具中应尽量不使用玻璃材料。4.8.2当功能需要，必须使用以玻璃为材料的器件时，应有可靠的防护措施（例如外加塑料保护罩、玻3
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璃器件有柔软材料作缓冲等）。防护措施应能增大强度，防止玻璃破碎，以及万一玻璃破碎后，将碎玻璃封在防护罩内，并且其结构应是儿童不易拆卸的。4.8.3当玩教具中有玻璃器件时，应在说明书中说明玻璃器件的位置、防护措施、使用注意事项和损坏后允许的更换件规格。
4.9热稳定性
4.9.1以钠钙玻璃和低硼硅玻璃为材料的玻璃仪器应按GB/T4517作抗热震性试验，直至破裂数达到预定百分数。预定百分数由产品标准确定。4.9.2石英玻璃及其制品应按GB/T10701作热稳定性试验。5化学稳定性
5.1一般玻璃瓶、小玻璃瓶、安颜、烧瓶、烧杯、试管等玻璃容器的内表面耐水性能应达到GB/T6582-1997的HGB1级，采用钠钙玻璃时不大于HGB2级。测试方法按GB/T6582。5.2电子玻璃耐水性按附录B（规范性附录）。5.3玻璃仪器的耐酸性应不低于GB/T15728—1995的H2级，测试方法按GB/T15728。5.4玻璃仪器的耐碱性应不低于GB/T6580一1997的A1级，测试方法按GB/T6580。6电极安全距离
6.1承受10kV以上高压的玻璃仪器或部件，两电极间的距离D不小于Da≥ kd
式中：
d—一击穿距离，单位为毫米（mm）；U—-承受电压，单位为于伏(kV)；Ea玻璃的击穿强度，单位为千伏每毫米（kV/mm）；k—系数。
（2）
-（3）
当玻璃承受均匀电场（实际很难达到）时，k可取1.5～2.0，当玻璃承受非均匀电场时，起可取4.0~5.0。以上的取值范围，一般应取上限或中间值，只有当尺寸所限时可取下限。如果在取下限后仍不能满足设计要求时，则应改换玻璃材料，选取较高E。的材料。6.2击穿强度试验按附录C规范性附录）.测试设备按GB/T1408.1。7连接部件
7.1接口
7.1.1规格
教学用玻璃仪器连接应使用标准磨砂接口。锥形和球形标准磨砂接头的系列和数据按附录D(规范性附录）。7.1.2锥形标准磨砂接头
7.1.2.1锥形标准磨砂接头的大端直径系列见表D1。7.1.2.2磨砂锥体的锥度为1：10相应的圆维角α=5°43'29\±122”，斜度为2°51'45\±62\，如图1。4
小端直径按公式（4）计算：
式中：
di =D-
d，-磨砂接头锥体小端直径，单位为毫米（mm）；D磨砂接头锥体大端直径，单位为毫米（mm）；H
式中：
一锥体轴向长度，见公式（5），单位为毫米（mm）。H-K。D,
H锥体轴向长度，单位为mm
D磨砂接头锥体大端直径，单位为mm；K。常数.分别组成表D.1中的四种系列(即K2、K4、Ks、Ks)。链度1-10
图1锥形标准磨砂接头
7.1.2.3磨砂表面粗糙度（Ra）应不大于1μm。7.1.2.4不涂油脂时的密合性
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（4）
试验装置见图2。当装置内压强为50kPa时关闭抽气活塞，1min后记录第一次压力表读数，再过5min后记录第二次压力表读数，使装置恢复大气压，取出接头，旋转90后重做上述试验。二次记录的压强差应不大于1.3kPa。
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7.1.3球形标准磨砂接头
U型水压力计
橡胶塞
待测接头
(球形或雄形）
橡胶塞
接真帘乘统
图2磨砂接头的密合性试验装置
7.1.3.1球形标准磨砂接头的标称直径为7、13、19、29、35、41、51、64、76、102（单位为mm)，结构如图D.1。
7.1.3.2磨砂表面粗糙度（Ra)应不大于1μm。7.1.3.3不涂油脂时的密合性
试验装置见图2。当装置内压强为50kPa时关闭抽气活塞，1min后记录第一次压力表读数，再过1min后记录第二次压力表读数，然后使装置恢复大气压，取出接头，旋转90°后重做上述试验。二次记录的压强差：对S13及小于S13规格应不大于0.93kPa，对S19及大于S19规格不应大于2.0kPa。7.2连接部件
7.2.1玻璃阀
7.2.1.1玻璃阀的活寒均采用标准磨砂锥形塞，锥度为1：10.要求按7.1。7.2.1.2制造玻璃阀的材料(含单独使用的玻璃阀和含有玻璃阀的实验室玻璃仪器)应选用硼硅酸盐玻璃3.3。
7.2.1.3不涂油脂时的密合性
试验装置见图3。当装置内压强为50kPa时关闭阀门，1min后记录第一次压力表读数，再过6
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1min后记录第二次压力表读数，然后使装置恢复大气压，取出接头，旋转180后重做上述试验。二次记录的压强差应不大于0.93kPa。
一接真空系统
U型水银压力计
图3阀门密封性试验装置
7.2.1.4玻璃阀的形式参见附录E（资料性附录）。7.2.2管路部件
7.2.2.1制造尺寸
制造玻璃阀的支管、变径接头、联接器和玻璃导管，外径应按照下列数系要求的尺寸，单位为毫米。数系为:5、6.7.1、8、9、10、11.2、12.5、14、16、18、20、22.4、25、28、31.5、35.5、10。管壁厚度：外径为8mm以下时，壁厚为1mm，外径为8mm以上时，管壁厚度不小于1.5mm。7.2.2.2连接尺寸的选用
玻璃阀的支管、变径接头、联接器和玻璃导管与橡胶管的配接尺寸，应使玻璃阀的支管，变径接头、玻璃导管的外径比橡胶管的内径约大1mm。7.2.2.3与橡胶塞的连接
7.2.2.3.1玻璃导管或其他玻璃部件与橡胶塞连接时，橡胶塞上的孔直径应比玻璃管外径小1mm。7.2.2.3.2连接要求：
橡胶塞上的孔应与橡胶塞的轴线平行，橡胶塞上孔的边缘应能将玻璃管围住；一当玻璃管插入橡胶塞后，橡胶塞塞上玻璃仪器时进人玻璃仪器口的部分应在橡胶塞的1/3～2/3范围内。
8使用安全事项
8.1实验室玻璃仪器一般使用安全事项按附录F（规范性附录）。8.2实验室某些玻璃仪器使用安全事项按附录G(规范性附录)。GB21749—2008
A.1抗张强度试验
A.1.1试样
附录A
（规范性附录）
玻璃材料的抗张强度、抗弯强度和抗压强度试验方法采用圆柱形试棒，如图A.1。每次试样不少于10个。60~65
单位：mm
图A.1试验抗张强度用圆柱形玻璃试棒A.1.2试验机
采用万能试验仪。最大应力为341MPa，应力计算精度为0.049MPa。自动重链重5kg。把试样固定在试样机上。自动重锤沿杠杆移动对试样加负荷。在试样破坏后重锤自动停止，在分度盘上，指针指示出试样破坏负荷。
A.1.3试验结果计算
玻璃抗张强度的计算公式为：
式中：
E—玻璃试样的抗张强度，单位为兆帕(MPa)；F试样断裂时的载荷，单位为牛顿(N)；S--试样横截面的总面积，单位为平方厘米（cm）：S一-试样断裂面光滑部分的面积，单位为平方厘米（cm）。试验结果的误差应在15%～20%之内。（A.1）
试验报告应包括试样特性、轴颈直径、破坏载荷、试样断面的光滑部分面积、抗张强度、相对误差。A.2抗弯强度试验
A.2.1试样
A.2.1.1试样从试样板材上切取。连续两块纵向切割，要在同一原表面上。板材的任何一条原边都不能作为试样的纵向边。一次的试样30块以上，从几块板上或一块板的不同部位处切割。其中50%试样的切割方向与另外50%试样的切割方向垂直。钢化玻璃应在钢化前从原板上切割试样，将纵向板边的棱角磨圆。采用平行于纵轴的定向研磨或抛光，圆弧半径不大于1.6mm。A.2.1.2试样长250mm，宽38.1mm土3.2mm，宽度和厚度的变化不超过本身的5%。经仔细检查，剔除有缺陷的试样。
A.2.1.3矩形截面的试样，试样的中心拉应力不大于1.38MPa，表面压应力不大于0.92MPa：棒形截面试样的中心轴的表观拉应力不大于0.92MPa，轴向观察表面压应力不大于2.76MPa。至少需要对30%的试样进行退火后残余应力检查，如果这些试样中有不符合要求的，则其余试样8
也需检查。
A.2.2试验装置
按JB5890—1991中的6.5.1。
A.2.3试验方法
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按JB5890—1991中的6.5.2。试验环境为温度23℃±2℃，相对湿度40%±4%。A.2.4试验结果计算此内容来自标准下载网
按JB5890—1991中的6.5.3。
试验报告应包括试验方法、试样类别及特殊处理的特性、试验环境、最大应力的增加速度、各试验的断裂性、注明断点是在边上还是面上、弯曲强度的平均值及标准偏差。A.3抗压强度
A.3.1试样
边长为4mm~5mm的立方体，或高和直径约为5mm的圆柱体，也可用厚2mm~3mm，边长为4mm的正方形薄片。同类试验不少于10个。试样要很好退火，并有严格平行并精细磨光的表面。A.3.2试验机
5t~101压机，必须有均匀的压应力，并且垂直于被压面。采用匀速加荷速度，加荷速度为0.98 MPa/s~2.94 MPa/s。
A.3.3试验结果计算
抗压强度公式为：
式中：
P一玻璃的抗压强度，单位为兆帕（MPa)；F——破坏载荷，单位为牛顿(N)：×102
S试样的横截面积，单位为平方厘米（cm\）。试验报告应包括试样的形状和尺寸、横截面面积、破坏载荷、抗压强度、相对误差。A.4抗冲击强度
A,4.1非钢化玻璃不进行本试验。A,4.2按GB/T5137.1—2002中第5章的227g钢球试验。.（A.2)
A.4.3试样为300=1°mm的正方形玻璃12块，厚度在零件的标准公差范围内。试样表面应平滑，弯曲度不大于0.3%，棱边经过精细修整。每块试样中心点应作标记，但不能破坏试样的性能。试验前至少应在室温下放置4h。
试验报告应包括试样的取样方法、玻璃种类试样数量、下落高度。9
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