Posts Tagged ‘pinonta’

ISTA 3E päivittyi

5.8.2017

ISTA julkaisi hiljattain muutoksia 3E-testisarjaan. Kyseinen testisarja on tarkoitettu lavalla kuljetettaville pakkauksille ja se simuloi yleisiä kuljetusolosuhteita. Oma mielipiteeni on, että tämä sarja on paras ja selkein testisetti lavalla kulkeville laitteille samoin kuin lähetyksille, joissa on samanlaisista laatikoista koostuva lavakuorma.

Muutokset ovat seuraavat:

  • Pinonnassa aiemmin kaava ei kovin viisaasti ottanut huomioon tilannetta, jossa lavalla on useampia kerroksia pieniä laatikoita. Kaava supistuu samaksi vanhan version kanssa tilanteessa, jossa lavan päällä on vain yksi laatikko.
  • Pinonnassa tulee kuorman päällä käyttää samanlaista lavaa, kuin allakin on. Tämä on looginen muutos ja kuvaa paremmin todellista tilannetta. Olen tätä menetelmää puolivirallisissa testeissä käyttänytkin, sillä pahvikonttien tapauksessa on hyvä ymmärtää epätasaisen jakauman aiheuttama vaikutus.
  • Törmäystestissä on kasvatettu nopeutta.
  • Merkittävä muutos on pudotustestin korkeuden muuttaminen painosta riippuvaksi. Aiemmin korkeus oli aina 200 mm, kun uudessa se on 230 mm alle 230 kg kuormalle ja 150 mm yli 230 kg kuormalle.
  • Käyttötarkoitus on uudessa versiossa tarkennettu tilanteeseen, jossa rekkaan lastataan samanlaisia lavoja. Aiemmin tätä rajausta ei ollut ja kuljetusmuotoakaan ei ollut rajoitettu rekkakuljetukseen.

Perustelut löytyvät standardin valmistelumateriaalista. Alla olevasta videosta selviää rotational edge dropin idea. Tällainen tilanne on trukkikäsittelyssä paljon todennäköisempi kuin IEC 60068-sarjan suora pudotus.

Mainokset

ISO 780 päivittyi

3.4.2016

Pakkausten käsittelysymboleja ohjeistava standardi ISO 780 päivittyi vuoden 2015 lopulla. Standardissa on pidemmän aikaa ollut yksi käytännön tekemisen kannalta epäselvä kohta, nimittäin pinoamismerkinnän raja. Standardi ei kovinkaan selkeästi kerro, sisältääkö luku alimman pakkauksen vai ei. Aiemmin kirjoitinkin asiasta.

ISO 780:n pinontasymboli on peräisin standardista ISO 7000, joka kuvaa tuotteissa käytettävät graafiset symbolit. Tämän standardin taustamateriaaleista selviää, että luku ei sisällä alinta pakkausta. Ongelmalliseksi asian tekee, että vastaava ASTM-standardi selkeästi kertoo luvun sisältävän alimman pakkauksen. Näin ollen sama symboli kuvaa eri asiaa mantereesta riippuen. Sekaannuksen välttämiseksi ISO 780 standardissa olisi hyvä kertoa selkeästi, miten asia on ja mieluiten saattaa se yhdenmukaiseksi ASTM-standardin kanssa.

Stacking limit by number
To indicate that the items shall not be vertically stacked beyond the specified number, either because of the nature of the transport packaging or because of the nature of the items themselves.

Lopputulos oli kuitenkin laiha, sillä tätä kohtaa ei onnistuttu ISO780:2015 eikä ISO7000:2014 -versioissa tarkentamaan. Ehkä asia selvenee seuraavalla kierroksella kymmenen vuoden päästä?

Tältä se näyttää. Lähde:www.iso.org

Rahdin kosteusrasitus

3.1.2016

Merirahtia pidetään ongelmallisena kosteusrasituksen vuoksi. Olen aiemmin käsitellyt kuljetuksenaikaisen kosteusrasituksen vaikutusta aaltopahvin pinontalujuuteen ja todennut, että pahvin kannalta kaikkein ongelmallisinta on syklinen kosteus. Mittausten perusteella syklistä kosteutta esiintyy nimenomaan maarahdissa eikä merirahdissa. Tämä johtuu siitä, että merirahdissa konttien lämpötila ei kovin suuresti vaihtele vuorokauden aikana. Kontin sisällä oleva kosteusmääräkään ei kovin rivakasti vaihtele, joten suhteellinen kosteus muuttuu pikemminkin päivien syklillä kuin tuntien syklillä.

Maantierahdissa päivän vaihe vaikuttaa varsinkin kesäiseen aikaan merkittävästi rahtitilan sisälämpötilaan. Päivällä lämmintä saattaa olla 50 astetta ja yöllä ollaan lähellä nollaa. Tällöin suhteellinen kosteus on päivällä pieni ja yöllä ollaan jopa kondensoivassa tilassa. Tämä johtaa sykliseen kosteusrasitukseen.

Lyhyillä reiteillä ei syklejä kovin montaa ehdi tulla, joten kosteusrasitus jää vähäiseksi, mutta pidemmillä maakuljetuksilla pitää syklien määrä huomioida kasvattamalla pinonnan varmuuskerrointa. Maalla pitkiä kuljetuksia esiintyy lähinnä suuremmilla mantereilla, mutta tilanne on myös sama ulkona tapahtuvissa konttisäilytyksissä, joita harrastetaan yleisesti erilaisissa logistiikkakeskuksissa, kun kontti odottaa seuraavaa siirtoa.

USA:n maarahdissa mitattuja käppyröitä voi katsella täältä: http://www.ista.org/forms/ISTA_Temperature_Report-2002.pdf

Staattinen kuormitus ja viruminen

16.8.2015

Pakkausten pinontatesteissä käytetään yleensä varmuusmarginaalina kerrointa väliltä 3-5. Tätä perustellaan sillä, että testi tehdään staattisena, mutta kuljetuksen aikana pakkaukseen vaikuttaa dynaaminen kuorma. ISTA-testeissä kuormituksen tulee kestää yhden tunnin tai vaihtoehtoisesti kuorman tulee olla 1,6-kertainen, mikäli se vain käytetään pakkauksen päällä.

Dynaaminen kuorma ei ole ainoa peruste varmuusmarginaalille. Parivaljakko Moody & Skidmore julkaisivat vuoden 1966 Packaging Engineering -lehdessä tutkimuksen ”How dead load, downward creep influence corrugated box design”, josta oheinen graafi on peräisin. Siinä ilmenee, että yli 80 % kuormalla pakkaus pettää virumisesta johtuen nopeasti, jopa minuuteissa. Pienennettäessä kuormaa noin 50 % tasolle päästään tilanteeseen, jossa viruminen hidastuu niin paljon, että se ei käytännössä enää aiheuta ongelmia. Tutkimuksessa 50 % kuormalla oltaisiin noin 3 vuoden hajoamisajassa.

Tutkimuksen perusteella voidaankin sanoa, että varastoinnissa tulee varmuuskertoimen olla vähintään kaksi. Jos menee lupaamaan pahvilaatikolle varastoinnin aikaiseen pinontaan arvoja, jotka ovat lähellä testattua laatikon maksimikestävyyttä, alkavat pinot ajan mittaan romahdella.

Vaurioitumisaika kuorman funktiona.

Vaurioitumisaika kuorman funktiona.

Laatikon pinontalujuuden määritys

10.5.2015

Pakkaussuunnittelussa yleensä tiedetään, kuinka paljon laatikon halutaan kestävän pinontaa. Arvo saadaan määrittelemällä haluttu pinon korkeus kuljetuksessa ja käyttämällä sopivaa varmuuskerrointa. Näistä saadaan jokin kilomäärä, joka laatikon tulee kestää standardiolosuhteissa.

Suunnittelija voi määrittää dokumentaatioon halutun pinontalujuuden kahdella tavalla. Yksinkertaisempi on määrittää laatikolle puristuslujuus, eli BCT-arvo. Valmistaja voi valita haluamansa pahvilaadun, jolla kyseinen pinontalujuus saavutetaan. Valmistaja voi tällöin katsoa heidän tilanteeseensa parhaiten sopivan laadun, joka laskennallisesti tai testitulosten perusteella täyttää dokumentaation vaatimuksen. Vapausasteiden lisääminen valmistusprosessiin tuo usein kustannussäästöjä materiaalihinnassa.

Toinen tapa on määrittää käytetyn pahvin reunapuristuslujuus eli ECT ja itse laskea, että haluttu pinontalujuus saavutetaan. Tällöin valmistajan tehtäväksi jää valita pahvilaatu, joka täyttää ECT-arvon. Aaltoprofiili on tapana kertoa kummassakin menetelmässä, jotta mitoitukset toteutuvat oikein. Pahvin ominaisuuksista voidaan pelkän ECT-arvon lisäksi määritellä myös muita parametreja, kuten linereiden tyyppi ja liima. Tällöin voidaan tarkemmin kertoa, mitä halutaan ja luultavasti saavutetaan parempi lopputulos. Valmistajan näkökulmasta vapausasteet jäävät vähäisiksi, eikä heidän vakiotuotannostaan välttämättä löydy juuri optimaalista laatua, jolloin hinta jää korkeaksi.

Itse en ole kovin innokkaasti käyttänyt BCT-arvoa, koska silloin jätetään valmistajalle laajat valtuudet päättää, millaisista raaka-aineista pahvi muodostuu. Erityisesti Aasiassa käytetään paljon pahveja, joiden kuidut ovat kiertäneet ajanlaskun alusta alkaen. Tällöin puristuslujuus voi olla ihan kiitettävä kuivissa olosuhteissa, mutta kosteuden kasvaessa pinontalujuus häviää ja pahvi luhistuu jo omasta painostaan. Valmistaja kuitenkin iloisesti ilmoittaa, että kyllä heidän toimittamansa laatikko täyttää piirustuksen vaatimukset.

Pienemmissä pakkauksissa kosteiden olosuhteiden vaikutus ei yleensä ole dramaattinen, mutta isommissa kuljetuspakkauksissa kosteus aiheuttaa paljon ongelmia. Käytettäessä BCT-menetelmään voisi olla syytä määrittää pinontalujuus korkeammalle kosteudelle. On kuitenkin varsin harvinaista, että laatikon puristuslujuutta testataan korkeissa kosteuksissa. Itse olen ollut tekemässä tällaisia testejä vain muutamia kertoja.

Näyttäisi olevan rikki.

Näyttäisi olevan rikki.

Pinoamismerkinnän oikea tulkinta

21.9.2014

ISO 780-standardi määrittää, miten pinoamismerkintää tulee käyttää pakkauksessa. Asia on periaatteessa yksinkertainen, merkissä on jokin kokonaisluku, joka kertoo, kuinka monta pakkausta pinoon saa laittaa. Merkintä pitää kuitenkin sisällään epävarmuuden, lasketaanko alin pakkaus mukaan ilmoitettuun lukumäärään. Nyt sain asiasta varman, ISO:n Japanin konttorista hankitun tiedon. Lukumäärä ei pidä sisällään alinta pakkausta, vaan se kertoo, kuinka monta samanlaista pakkausta saa pinota alimmaisen päälle. Jos n on 4, saa viidestä pakkauksesta muodostaa pinon.

Virheellisen tulkinnan mahdollisuus on huomioitu myös standardoimisorganisaatiossa ja aiheesta on tehty muutosehdotus. Ajatuksena on ollut selventää tekstillä, että numero ei sisällä alimmaista pakkausta. Asia ei kuitenkaan ole vielä edennyt, sillä amerikkalaiset ovat vastustaneet, sillä heidän standardinsa ASTM D5445 ilmoittaa numeron sisältäen alimmaisen pakkauksen. Nyt kuitenkin tiedämme, mikä oikea tulkinta on.

Kiitokset minua sivistäneelle taholle!

Pinontamerkki

Pinontamerkki

Dynaaminen pinontatestaus

25.5.2014

Kuljetuspakkausten pinontatestaus suoritetaan käytännön syistä yleensä staattisella kuormalla ja kuljetuksen aikaisten dynaamisten voimien vaikutus huomioidaan kuormittamalla pakkausta noin kolminkertaisella ylikuormalla. Käytäntö on osoittanut, että menetelmä on puutteellinen, sillä suora kuormitus ei huomioi sivusuuntaisia voimia. Staattisen pinontatestin tulos ei kokemukseni mukaan varmista sitä, että pakkaukset kestävät pinontaa kuljetuksessa. Testi toimii paremminkin niin, että jos pakkaus ei mene testistä läpi, on ongelmia varmasti tiedossa.

Pienille, alle 68 kg pakkauksille on ISTA 3A-testisarjassa kuvattu testi, jossa tehdään pystysuuntainen random-tärinä kuorman kanssa. Testin ongelma on edelleen suora kuormitus, sillä tärypöytää ei voi kallistella testin aikana samalla tavoin mitä laiva tai rekka kallistelee. Testiä ei myöskään ole kuvattu suuremmille pakkauksille, sillä testilaitteistojen kuormitusrajat tulevat nopeasti vastaan.

Pystysuuntaisen kuormittamisen sijaan parempi testi voisi olla pakkauksen kuormittaminen sivusuuntaisella tärinällä tai iskuilla pinontakuorman alaisena. Tällaisessa testissä syntyy testattavaan pakkaukseen vastaavanlaisia kuormia, mitä kuljetuksessa esiintyy. Etuna olisi myös testin helpompi suoritus, sillä liukupöytien kuormitettavuus on pystypöytää suurempi. Testijärjestelyssä pitää kuorma varmistaa jollain menetelmällä, jotta testipaino ei pääse pinon romahtaessa tuhoamaan koko labraa.

Kuljetuspakkausten testien suurin ongelma on mielestäni juuri dynaamisen pinontatestin puute. Testin suorittaminen liukupöydällä tuntuu mahdolliselta ratkaisulta ongelmaan. Tässä voisi olla hyvä tutkimuksen aihe jollekin opiskelijalle, joka pääsee käyttämään tärinätestilaitetta. Tutkimukseen voisi ottaa esimerkeiksi tunnettuja tapauksia, joissa pakkaus on läpäissyt staattisen pinontatestin, mutta kuljetuksissa esiintyy toistuvasti ongelmia. Näitä tapauksia löytyy runsaasti.

 

Pehmeiden pakkausten sitominen

18.8.2013

Pakkauksen tärkeimpiä tehtäviä on mahdollistaa tuotteen kuljettaminen. Kuljetuksessa kuorma tulee useimmiten sitoa jotenkin, jotta kuorma ei pääse kuljetuksen aikana liikkumaan. Tyypillisin kuormansidontatapa on vetää liina kuorman yli. Tämä estää tehokkaasti liikkumisen liinan suuntaan ja kitkan lisääntymisen kautta myös poikittain liinaan nähden.

Kuorman yli tapahtuvan sidonnan ongelmana on liinan aiheuttama paine pakkauksille. Juuri milloinkaan en ole havainnut, että rekkarahdin sidonnassa käytettäisiin lisävahvisteita, vaan sidonnassa oletetaan, että pakkaukset ovat riittävän lujia. Pakkaussuunnittelussa ajatellaan lujuusvaatimukset usein vain pinottavuuden kautta. Mietitään, montako laatikkoa laitetaan pinoon ja lasketaan teoreettinen pinontalujuus ECT:n kautta. Kun tulos on kohdallaan, todetaan, että laatikko kestää. Käytännössä liina kohdistaa paineen vain yhdelle laatikolle reunalla ja vieläpä ikävästi vinossa, jolloin ylänurkan laatikko painuu kasaan ja koko kuorma löystyy.

Sidonnan asettamat vaatimukset tulee huomioida lavautumista suunniteltaessa. Jos niitä ei tällöin huomioida, ei niitä huomioida myöhemminkään. Yleisimmät tavat parantaa lavakuorman lujuutta on käyttää nurkkalistoja tai tukevaa ulkopakkausta. Sallittuja tapoja ovat myös kitkamatot, jotka vähentävät sidontavoiman tarvetta ja kuljetusvälineet, jotka sallivat seiniin nojaamisen. Kahteen jälkimmäiseen luottaminen on hieman riskialtista, sillä harvoin tunnetaan kaikkia kuljetusketjun lenkkejä täydellisesti.  Eikä siis voida olla varmoja siitä, että suunnittelupöydällä mietityt toimintatavat ovat todellisuudessa käytössä.

Liina on puristanut laatikon kasaan. Kuva: Fraunhofer IML

Liina on puristanut laatikon kasaan. Kuva: Fraunhofer IML

Pakkaustestit – pinonta

24.10.2010

Kaikkia pakkauksia pinotaan, jos se on mahdollista. On olemassa kaksi varmaa tapaa estää pinonta:

  • Ostaa kuljetuksen ovelta ovelle ja valvoo itse lastaamista.
  • Tekee pakkauksesen muodosta sellaisen, että siihen ei voi laittaa mitään päälle.

Molemmat tavat ovat melko kalliita. Kustannuksista johtuen pakkaukset suunnitellaan sellaisiksi, että niitä voidaan pinota. Testistandardien olosuhdemäärittelyissä on pinonta yleensä huomiotu tyypillisenä olosuhteena, mutta testivaatimukset puuttuvat. Esimerkki yleisesti käytetystä standardista on ETS 300 019-2-2. Siinä todetaan tyypilliseksi pinonnan pintapaineeksi 10 kPa, joka toteutuu noin 1000 kg/m^2 kuormalla. Testitaulukossa ei kuitenkaan ole määritelty testiä, jolla tämä todennetaan.

Käytännössä pakkauksen pettäminen painon alla on yksi yleisimmistä vauriotyypeistä, joita kuljetuksessa tulee. Tästä syystä kuljetuspakkausten pinontatesti on mielestäni syytä tehdä aina, kun lopputulos ei ole ilman testiä tunnettu. Testi on varsin helppo järjestää, sillä se voidaan tehdä irtopainoilla. 1000 kg/m^2 on hyvä lähtökohta, mikäli muuta ei tiedetä. Toinen yleinen lähtökohta on ISTA:n testien mukainen 3-4 kertaa päällelastattava paino.

Testissä on viisasta simuloida jollain tasolla päälletulevan kuorman ominaisuuksia. Käytännössä paino kannattaa jakaa samalla tavoin, kuin se oikeassa kuormauksessa tulee. Harvoin pakkauksen päälle mitään tasaista laitetaan: Kuormalava on tavallisempi päälle tuleva rakenne. Kosteusolosuhteet vaikuttavat myös tulokseen erityisesti pahveilla. Standardiolosuhde pahvin testaamiseen on 50 % suhteellinen kosteus. Jos kuljetusolosuhteet tiedetään hankaliksi, on sääkaapin käyttö perusteltua.


%d bloggers like this: