运输包装件性能测试评价过程与方法课件.ppt

1,运输包装件性能试验方法与评价,为 生 命 而 感 动,2,提 纲,主要试验项目我国现行运输包装试验标准方法ASTM运输包装试验标准方法ISTA运输包装试验标准方法,3,一、主要试验项目,冲击试验(跌落试验)；振动试验；压力试验；堆码试验；环境试验,4,一、主要试验项目,1.1 冲击试验(跌落试验)冲击是造成包装件破损的最主要因素。冲击试验就是通过模拟的手段再现流通过程中各种可能出现的冲击现象，从而评定运输包装件在受到冲击时的耐冲击强度及包装对内装物的保护能力。试验的控制方法 一种方法是模拟实际流通过程中运输包装件可能遇到的各种冲击现象，在试验过程中主要控制冲击的瞬时初速度。控制跌落高度也是控制冲击末速度的一种方法。另一种方法是控制冲击加速度和冲击持续时间。根据这种控制方法，我们可以非常精确的在试验室再现当时的情况。这种控制方法比较复杂，除了加速度和持续时间，还要考虑冲击波形、冲击响应等因素的影响。,5,一、主要试验项目,冲击试验的种类水平冲击试验;跌落试验;转动跌落试验;倾翻试验等。,6,一、主要试验项目,垂直冲击,7,一、主要试验项目,水平冲击(包括斜面冲击和吊摆冲击)将包装件按照预定的状态，以预定的速度与一个档板相撞。档板要垂直于包装件的速度方向。在国家标准GB/T4857.11、IS02244、ASTM D5277中都分别对斜面、吊摆冲击试验作了相应的规定。,8,一、主要试验项目,跌落试验：跌落方位面跌落楞跌落角跌落特殊情况：跌落高度跌落次序与次数在整个试验中的次序,9,一、主要试验项目,试验跌落高度可参考国家标准推荐值。,10,一、主要试验项目,倾翻试验：用于评定包装件倾翻(跌倒)情况下承受冲击的能力和包装对内装物的保护能力。倾翻试验适用于在储放、运输和搬运过程中容易跌倒的包装件。例如包装件的高度与底面最短边之比大于3：1时，这种包装件在实际储运过程中发生倾倒的可能性较大，需要考察其抗倾翻的能力。倾翻试验在国家标准和ISO,ASTM、ISTA等标准中都有规定，但各自的要求都有一定的区别。,11,一、主要试验项目,1.2 振动试验振动试验可以作为单独试验，考察包装件的抗振动能力；也可以作为整个试验的一部分，因为经过振动试验以后，包装和产品的物理机械性能都会有所下降，考察包装件振动后，是否能抵抗冲击、跌落等其他因素造成的损害。,12,一、主要试验项目,1.2 振动试验1。类型（1）定频振动定频振动是让包装件在某一个固定的频率下振动，试验强度值有振动频率、振动加速度或位移、振动持续时间。振动频率一般选取运输过程中主要的振动频率或包装件的共振频率，考察包装件在特定频率下的抗振性能。主要评价单个包装件的基本性能（与实际工况无对应性）,13,一、主要试验项目,（2）正弦变频振动扫频振动试验是一种变频振动，振动频率在一定的频率范围内，以固定的扫频速率，不断地改变。包装件作扫频试验有两种方法：一种方法是为了寻找共振点，扫频后一般要在共振频率上谐振，我国普遍采用这种试验方法；另一种试验方法是在试验时用较高的振动加速度，在一定频率范围内来回振动多次，其目的是考察包装件在一定频率范围内的抗振性能。,14,一、主要试验项目,（3）模拟实际运输振动（包装件、集装件）实际过程中，运输工具的振动情况是由运输方式、路面情况、运行速度、和运输工具自身特性决定的，振动源是不规则、随机的，无法用公式来准确描述具体的振动过程；运输工具对振动的传递性能也干差万别，和运输工具的结构及缓冲方式、载荷的重量及重心位置、轮胎情况、包装件在运输工具上的位置都有很大关系。显然定频试验、扫频试验都和实际情况有较大出入，为了更好地模拟实际振动，需要采用随机振动试验。为了描述随机振动特性，必须采用统计力学和信息理论的方法。随机振动试验中，通常用功率谱密度来描述随机振动特性，它反映的是振动过程在不同频段的能量分布。,15,一、主要试验项目,（4）车辆振动试验车辆振动试验是一种特殊的定频振动试验，美国对这种试验使用较多，试验方法是将包装件按正常运输状态放置在振动台上，保证振动峰值不变，调节振动频率使包装件跳起并达到规定高度要求，在该振动频率下振动，使包装件跳起的次数达到规定的要求后停止试验。这种试验方法考察的是连续冲击对包装件的影响。,16,一、主要试验项目,1.3 压力（堆码）试验 堆码试验是检测压力时间对包装材料的影响程度。从经验来看，随着包装件装载量的增加，对该包装件所施压力的保持时间会减少。堆码多发生在仓储过程中，需要针对码放在最下层的包装件进行考察。堆码强度取决于产品外包装、产品自身，堆码方式以及堆码环境，要综合所有因素，就需要再现仓储过程的试验方法，该试验方法可以评定运输包装件在堆码时的耐压强度及对内装物的保护能力，借此可研究包装件受压影响，如外包装变形、包装材料产生蠕变、内装产品出现破裂、压坏情况等等。,17,一、主要试验项目,1.3 压力（堆码）试验试验类型（1）静载荷产品堆码试验静载荷堆码试验使载荷保持预定的持续时间或直至包装件压坏。该方法形式方便，周期长，可配合一定的温、湿度环境，再现包装件所处的真实环境。,18,一、主要试验项目,（2）试验机压力试验压力堆码试验借助能使压板均匀移动，施加预定压力的压力试验机。负荷逐级增加，如果未达到预定值，受压包装件已变形、压坏，则终止试验。也可以按预定值作一次性下压或直至破坏为止。负荷达到预定值时，持续到预定时间，观察其变化。这种方法的试验精度高。试验周期短，它是模拟堆码对包装件的影响。可分别参照GB4857.3_1992,GB4857.16-1992。,19,一、主要试验项目,其它考虑到实际情况，堆码往往不是单一同类货物的堆码，混装货物占有相当大的比例。在得到混装货物平均密度的前提下，还要考虑到选择仓储堆码高度和堆码运输的劣变系数，即可得出相应的堆码强度，例如，ISTA 3C 2001是针对动态压力试验，把包装件从体积和质量上分类，分成0.06m3或14kg的包装件,20,一、主要试验项目,1.3 压力试验,21,一、主要试验项目,1.4 环境试验温度；湿度；雨淋；低压（真空）等,22,二、我国现行运输包装试验方法,2.1 我国参照ISO标准，先后制定了一系列运输包装件基本试验方法标准。,GBT 4857.21992 包装运输包装件温湿度调节处理 GBT 4857.31992 包装运输包装件堆码试验方法 GBT 4857.41992 包装运输包装件压力试验方法 GBT 4857.51992 包装运输包装件跌落试验方法 GBT 4857.61992 包装运输包装件滚动试验方法 GBT 4857.72005 包装运输包装件正弦定频振动试验方法 GBT 4857.8一1992 包装运输包装件六角滚筒试验方法 GBT 4857.91992 包装运输包装件喷淋试验方法 GBT 4857.10一2005 包装运输包装件正弦振动变频振动试验方法 GBT 4857.23一2005 包装运输包装件随机振动试验方法 GBT 4857.111999 包装运输包装件水平冲击试验方法,23,二、我国现行运输包装试验方法,GBT 4857.12一1999 包装运输包装件浸水试验方法 GBT 4857.131999 包装运输包装件低气压试验方法 GBT 4857.14一1999 包装运输包装件倾翻试验方法 GBT 4857.15一1999 包装运输包装件可控制水平冲击试验方法 GBT 4857.161992 包装运输包装件采用压力机的堆码试验方法 GBT 4857.171992 包装运输包装件编制性能试验大纲的一般原则 GBT 4857.181992 包装运输包装件编制性能试验大纲的定量数据 GBT 4857.191992 包装运输包装件流通试验信息原始记录 GBT 4857.201992 包装运输包装件碰撞试验方法 GBT 4857.211992 包装运输包装件防霉试验方法 GBT 4857.221992 包装运输包装件单元货物稳定性试验方法 GBT 53981999 大型运输包装件试验方法,24,三、ASTM运输包装试验标准方法,3.1 美国ASTM运输包装基本试验方法标准：,ASTM D 5276-1998 自由下落下运输件跌落的标准试验方法ASTM D 4728-2001 运输件随机振动的标准试验方法ASTM D6344-1998 运输包装集中冲击的标准试验方法ASTM D 642-2000 确定船用集装箱、组合件和单体加载的抗压缩能力的标准 试验方法ASTM D 3580-1995 产品振动试验的标准试验方法(垂直)ASTM D5112 产品振动试验的标准试验方法(水平)ASTM D 3332-1999 用冲击机测试产品的机械冲击脆性的试验方法ASTM D 880-1992 运输件的冲击试验的试验方法ASTM D 5487-98 用冲击试验机模拟跌落冲击的标准试验方法ASTM D 4003 运输件与系统水平冲击试验的标准试验方法 ASTM D 6055-1996 统一负载和大型航运件机械化处理的标准试验方法ASTM D6198-01 运输包装设计标准指南ASTM D416905 运输件性能试验的标准实施,25,三、ASTM运输包装试验标准方法,2。定义了运输包装的的可接受的试验标准标准1：产品无破损；标准2：包装完整无缺；标准3：产品无破损包装完整无缺；根据试验要求等级设置试验程序与试验强度。,26,三、ASTM运输包装试验标准方法,3。试验程序（1）定义包装单元；（2）建立保证水平（级别）：水平：常用，推荐水平；水平：更严酷的等级；水平：低等级；（3）确定可接受的试验标准（4）选择货物分送环节当物流分送环节无法具体确定，推荐选择DC-1；有非常确定的分送环节，可自行确定（DC-2），或对照确定。（5）编写试验计划。,27,三、ASTM运输包装试验标准方法,4 关键内容1。跌落试验（1）人工处理：跌落高度,28,三、ASTM运输包装试验标准方法,跌落次数,29,三、ASTM运输包装试验标准方法,（2）机械处理：大型包装件跌落高度（叉车、起重机）侧边冲击,30,三、ASTM运输包装试验标准方法,（2）机械处理：集装件跌落高度（叉车、起重机）侧边冲击,31,三、ASTM运输包装试验标准方法,2。堆码试验堆码强度计算,32,三、ASTM运输包装试验标准方法,3。堆码振动、车辆振动试验（1）堆码振动PSD强度,33,三、ASTM运输包装试验标准方法,34,三、ASTM运输包装试验标准方法,35,三、ASTM运输包装试验标准方法,（2）堆码振动时间推荐：0.53h通常：3h（在缺乏有效试验或运输方式时）公路、铁路（空运）综合：1h公路2h铁路（空运）（3）空载振动试验主要评估包装容器抗振动冲击能力试验强度：ASTM D 999-01 Standard Methods for Vibration Testing of Shipping Containers振动时间：50正常堆码方向，50其它可能的堆码方向,36,三、ASTM运输包装试验标准方法,4。铁路编组冲击试验ASTM D 4003 standard test method for programmable horizontal impact test for shipping containers and systems5。环境试验,37,四、ISTA运输包装试验标准方法,4.1 国际安全运输委员会(ISTA)试验标准方法该组织是评价包装保护性能、包装设计和研发、降低包装成本和开发环保包装的专业团体。是美国工商业、运输业、保险业极为重视的包装货物安全运输组织。制订的包装货物试验规范完整，针对各种运输工况，设立试验条件。通过模拟运输试验，针对试验结果探讨与改进包装设计。,38,四、ISTA运输包装试验标准方法,3。国际安全运输委员会(ISTA)试验标准它的目标是“Just Right Transport Packaging”，称之为“恰到好处的运输包装”；用“reduceto damage”(“减少损伤”)和“pass with minimum margin”(按富余最少通过试验)两种方法，探索获得最节省的运输包装，为企业降低包装费用，增加产品的市场竞争力；同时鼓励减少包装材料的使用，降低自然资源的浪费。,39,四、ISTA运输包装试验标准方法,ISTA设计了7个系列标准，最常用的是3系列：完全模拟性能测试。用于模拟多种流通环境，试验项目包括随机振动试验，不同高度的跌落试验和环境试验，如高湿和寒冷等。由于特殊形式的包装或特殊的运输条件对环境危险的了解比较清楚，因此能够依据经验数据在实验室内进行整个流通环境的模拟试验。3系列标准几乎全部为特殊形式的包装或流通环节特殊的流通环境而设计，包括：用于70kg以下、上普通包装件的3A、3B标准；用于集合包装的3E、用于大型包装的3H、用于小包裹投递的3C、用于邮袋的3D、用于批发零售中心的3F。,40,四、ISTA运输包装试验标准方法,ISTA 1 Series：Non-Simulation Integrity Performance Test ProcedureISTA 1 Series are the most basic category of performance tests.They challenge the capability of the package and product to withstand transport hazards,butThey are not simulations of actual transport hazards,andDo not necessarily comply with carrier packaging regulations.,41,四、ISTA运输包装试验标准方法,ISTA 2 Series Partial Simulation Performance Test ProcedureISTA 2 Series tests are a combination of basic test elements from ISTA 1 Series(Non-Simulation Integrity Performance Testing)and advanced test elements from ISTA 3 Series(General Simulation Performance Testing).They challenge the capability of the package and product to withstand transport hazards,but They only simulate some actual transport hazards,and They do not necessarily comply with carrier packaging regulations.,42,四、ISTA运输包装试验标准方法,ISTA 2 Series Partial Simulation Performance Test Procedure,43,四、ISTA运输包装试验标准方法,ISTA 3 SeriesGeneral Simulation Performance Test ProcedureISTA 3 Series tests are advanced tests and are designed to:Challenge the capability of the package and product to withstand transport hazards,but Utilize general simulation of actual transport hazards,and Do not necessarily comply with carrier packaging regulations.,44,四、ISTA运输包装试验标准方法,4.1 ISTA 3A主要内容：主要用于70kg以下的单个包装件的运输试验。1.具体导引了不同包装的试验项目（需要的、可选择）；标准包装小包装托盘包装长包装件等,45,四、ISTA运输包装试验标准方法,46,四、ISTA运输包装试验标准方法,47,四、ISTA运输包装试验标准方法,2.定义的不同包装件的试验面,48,四、ISTA运输包装试验标准方法,3.定义的不同包装件的加载,49,四、ISTA运输包装试验标准方法,4.定义的不同运输车辆的振动试验PSD,50,四、ISTA运输包装试验标准方法,4.定义的不同运输车辆的振动试验PSD,51,定义的不同运输车辆的振动试验PSD,52,四、ISTA运输包装试验标准方法,4.2 ISTA 3A具体试验指导1。跌落试验的实施,53,四、ISTA运输包装试验标准方法,2。随机振动实施（1）,54,四、ISTA运输包装试验标准方法,2。随机振动实施（2）,55,四、ISTA运输包装试验标准方法,2。随机振动实施（3）,56,四、ISTA运输包装试验标准方法,3。跌落试验实施（振动后）,57,四、ISTA运输包装试验标准方法,3。跌落试验实施（振动后）,58,四、ISTA运输包装试验标准方法,3。跌落试验实施（振动后）,59,四、ISTA运输包装试验标准方法,4.2 ISTA 3E主要内容：主要用于同一产品的集合包装运输试验。1.具体所需的试验项目（需要的、可选择）；,60,四、ISTA运输包装试验标准方法,61,四、ISTA运输包装试验标准方法,2.振动时间（PSD与3A相同）,62,四、ISTA运输包装试验标准方法,3.新增冲击试验,63,五、总结讨论,说明：（1）包装件的试验项目很多，但对于每一件具体的包装件，并不要求经历全部的试验，而是选择其中的若干项，并按特定的顺序组合。这是因为，一方面不同类型的产品流通渠道与环境负荷是不同的；另一方面客观环境对产品的某些影响是相同或相似的，模拟这些环境也必然会出现某些重复。（2）每一具体的包装件，其试验方法存在一个选择和优化的问题。正确地选择试验项目和正确地规定试验强度，把包装件的产品特性、流通特性和试验特性作为一个相互制约的系统来考虑，从系统因素的对比分析中做出合理的抉择。,64,（3）当做产品试验时，一般都要求按照相应标准严格执行，但运输包装件试验则有所不同，其试验项目、试验强度、试验顺序等需要根据其具体的产品特性和流通特性来确定，所以试验前需要编制性能试验大纲。性能试验大纲就是为了确定在流通系统中运输包装件的性能，进行单项或一系列的实验室试验时，所依据的技术文件。,五、总结讨论,65,强调：对运输包装件的试验只能考察包装是否可以保护产品，并不能证明包装是否合理。基于这个目的，我们必须了解产品本身到底能经受多大的冲击。,China Light Industry Package Quality Supervising and Testing Center,国家轻工业包装制品质量监督检测中心江南大学包装技术与工程研究所,http:/,五、总结讨论,