Posts Tagged ‘testi’

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.

Tehdään pudotukset IEC:n mukaan

4.1.2015

Pudotusvaatimuksissa yleisin viite on ”IEC:n mukaiset pudotukset”. Tässä tarkoitetaan standardia IEC 60068-2-31 Test Ec: Rough handling shocks, primarily for equipment-type specimens. Viittaus on oikean suuntainen, sillä tuo standardi kertoo, miten pudotustesti tulee suorittaa. Sieltä löytyvät tiedot suositelluista korkeuksista, alustan materiaaleista ja osin myös pudotussuunnista. Standardin mukaan voidaan täysin perustellusti tehdä pudotukset vaikkapa 25 mm:n korkeudesta ja kirjoittaa testiraportti, joka kertoo pakkauksen täyttävän IEC 60068-2-31 vaatimukset.

IEC:n ympäristötestistandardit edellyttävät pakkaustesteissä kolmen standardin käyttöä. Ensin määritellään haluttu olosuhdeluokka tulkiten IEC 60721-3 -sarjan standardeista. Tuloksena voi mekaanisissa rasituksissa olla esimerkiksi luokka 2M2. Tämän jälkeen tutkitaan IEC 60721-4-2:sta, millaiset testit vastaavat valitun olosuhdeluokan vaatimuksia. Tästä standardista löytyy usein käytetty metrin pudotus alle 10 kg:n kappaleelle sekä viite käytettävään testimenetelmään eli 60068-2-31 -standardiin.

Syynä monimutkaisuuteen on IEC:n olosuhdestandardien yleiskäyttöisyys. Samoja testejä käytetään laitteille ja pakkauksille. Kokonaisuudessaan vaatimuskentästä tulee hyvin laaja, jolloin menetelmästandardeihin ei voi järkevästi sisällyttää tietoa olosuhteista. Mikäli pakkaustesteissä haluaa välttää vaatimusmäärittelyssä monimutkaisuuden kannattaa katse suunnata yksinomaan pakkauksille tarkoitettuihin standardeihin kuten ISTA -standardeihin.

Pistemäinen isku

24.11.2013

Kuljetuspakkausten yleinen vauriotyyppi on pistemäinen isku, joka läpäisee pakkauksen. Erityisesti tästä ongelmasta kärsivät sellaiset lavakuormat, joissa tuotepakkaus on samalla kuljetuspakkaus. Pistovaurion jäljiltä pakkaus ei anna enää kovin laadukasta kuvaa tuotteesta. Käytettäessä erillistä kuljetuspakkausta saadaan vauriot usein pysymään kuljetuspakkauksen puolella, jolloin tuotepakkaus pysyy priimana.

Ongelmaa voidaan simuloida testillä. ISTA 3B-testisarjaan kuuluu, tosin vapaaehtoisena, pistemäisen iskun simulointi. Testi suoritetaan siten, että 1,4 kg painoinen 32 mm pyöristetyllä päällä oleva tanko asennetaan kahdella narulla roikkumaan. Pakkaus asetetaan heilurin viereen ja heiluri nostetaan radallaan 380 mm ylöspäin. Siitä paino päästetään mätkähtämään pakkauksen kyljeen ja lopuksi arvoidaan, menikö testi läpi.

Testin hyväksyntäkriteerinä käytetään yleensä tuotteen ehjänä pysymistä. Pakkauksen tulee siis suojata tuotetta niin, että heiluri ei pääse lyömään tuotteeseen. Toisaalta voidaan myös asettaa hyväksyntäkriteeri, jossa edellytetään, että kuljetuspakkauksen sisällä oleva tuotepakkaus pysyy vaurioitumattomana.

Perinteisten aaltopahville tehtävien testien kanssa ASTM:n iskutesti vastaa ehkä parhaiten Mullennia eli burst strength-testiä. Toinen vastaava testi on buncture resistance-testi, mutta se tehdään terävällä kärjellä, joten korrelaatio lienee Mullenia huonompi. Pohdittaessa, miten saada mahdollisimman hyvä puhkaisulujuus aaltopahvipakkaukseen, nousee pintalainerin hyvä laatu ja riittävä paksuus merkittävään rooliin.

Iskutestin suorittamisperiaate. Lähde: www.ista.org

Iskutestin suorittamisperiaate. Lähde: http://www.ista.org

Kuormalava vai ei?

2.12.2012

Viime viikolla kirjoitin nostamiseen liittyvistä asioista. Lavan käyttämiseen vaikuttaa nostamisen lisäksi myös testivaatimukset ja tuotteen herkkyys. Nyrkkisääntönä voidaan sanoa, että mikäli pakkauksessa on lava, sitä käsitellään koneellisesti ja jos lavaa ei ole, sitä käsitellään käsin. Toki ihan pienissä pakkauksissa lava ei takaa trukkikäsittelyä, mutta toisaalta helpottaa myös käsin nostamista.

Jos katsotaan vaikkapa ISTA:n testisarjaa 3 ja valitaan painoksi 30 kg, on lavapakkaukselle (E-sarja) vaatimuksena 200 mm pudotus neljä kertaa siten, että pakkauksen toinen puoli on tuettu 100 mm korkeudelle ja toista puolta pudotellaan. Ilman lavaa olevalle pakkaukselle (A-sarja) on kahdeksan pudotusta 460 mm korkeudesta ja yksi 910 mm korkeudesta.

Kuten kaikki fysiikkaa hiemankaan tuntevat tietävät, on 200 mm pudotus aika lempeä verrattuna A-sarjan tiukempiin vaatimuksiin. Tuotteen ollessa herkkä vaaditaan pakkaukselta huomattavasti suurempaa suojausta, mikä tietysti maksaa. Erityisen huono idea on maksaa lisähintaa siinä tapauksessa, että irtopakkaus toimitetaan kuitenkin lavalla.

Käytännössä olen havainnut, että lavapakkausten tapauksessa pudotuksista johtuvat vauriot ovat erittäin harvinaisia. Toki niitä jonkin verran tapahtuu, mutta syynä tuntuu olevan enemmänkin tyystin väärä käsittelytapa kuin normaali käsittely. Esimerkkinä tällaisesta virheellisestä käsittelystä on lavojen työntäminen alas kuorma-auton lavalta. Ei välttämättä säily tavarat ehjänä.

Suosittelenkin käyttämään lavaa, mikäli tuotteen paino on vähänkään reilumpi ja vaurioitumisriski suuri.

 

Testituloksesta päättäminen

14.10.2012

ISTA:n kysymyksiä-laatikossa on mielenkiintoinen kysymys siitä, kuka päättää onko testitulos hyväksytty vai hylätty. Pakkaustestin tarkoituksena on testata, miten pakkaus suojaa tuotetta. Tuloksia arvioitaessa tulee tutkia tuotteen vaurioita, ei pakkauksen vaurioita. Kompressiotesti lienee ainoa testi, jossa testaaja voi havaita suoraan, onko tulos hyväksytty vai hylätty.

Mekaanisten testien osalta tulee ennen testiä määrittää ne kriteerit, millä tulosta arvioidaan. Lähtökohtana tulee pitää sitä, että pakkauksessa esiintyvät vauriot eivät ole syy hylkäykseen. On normaalia, että pakkausta pudotellessa laatikko menettää muotoaan ja tämä kannattaa hyväksyä.

Hyvän perustason tuloksen arviointiin antaa visuaaliset vaatimukset: Tuote ei saa olla vääntynyt eikä naarmuuntunut. Lisäksi tuotteelle kannattaa tehdä ennen ja jälkeen testin normaalit tuotannossa tehtävät toiminnalliset testaukset. Mikäli tuote läpäisee testit ennen ja jälkeen pakkaustestin, voidaan todeta tuloksen olevan hyväksytty. Missään tapauksessa ei pidä tehdä sitä virhettä, että lähtee arvioimaan toimintaparametrien muutoksia ja määrittää kaikki muutokset hylkäysperusteiksi. Kokemuksesta voin sanoa, että seurauksena on vellova keskustelu, joka ei ota päättyäkseen. Elektroniikan toimintaparametrit elävät, kun laite saa iskuja.

Tärkeää on määrittää hyväksyntäkriteerit ennen testiä, ei tulosten perusteella. Jos laitteen toimivuutta ei testata etukäteen eikä sovita hyväksyntärajoja, on tuloksen päätteleminen vaikeaa, mikäli mitään ongelmia esiintyy.

Kysymykseen siitä, kuka päättää tuloksesta, on selkeä vastaus. Lopullisen tuloksen päättää tuotteesta vastaava taho, eikä testilabra, sillä testilabrassa ei ole osaamista arvioida tuotteen toiminnallisuuden muutoksia.

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: