一、堆碼強(qiáng)度

紙箱內(nèi)裝物裝滿(mǎn)后層次重疊堆碼，最底層紙箱承受壓力最大。堆碼強(qiáng)度是紙箱設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，是指?jìng)}儲(chǔ)的紙箱包裝在一定時(shí)間的靜態(tài)壓力下堆碼即將倒塌之前所能承受的載荷。堆碼強(qiáng)度試驗(yàn)可以模擬紙箱在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中，以堆碼方式放置時(shí)，堆碼后底部紙箱將承受上部貨物的重壓。堆碼測(cè)試同抗壓測(cè)試有所區(qū)別，抗壓測(cè)試是檢測(cè)紙箱被壓潰時(shí)能夠承受最大的力值，而堆碼的力值基本是不變的，它是通過(guò)重載比例實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)力值小于設(shè)定值的2%時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加壓到預(yù)定值，如圖1所示。

圖1 抗壓測(cè)試和堆碼測(cè)試的區(qū)別示意圖

為了清楚地表達(dá)紙箱的抗壓性能，有的紙箱外面會(huì)印有堆碼重量極限、堆碼層數(shù)極限或禁止堆碼的標(biāo)識(shí)，如圖2所示。

 堆碼重量極限         堆碼層數(shù)極限          禁止堆碼

圖2紙箱的堆碼標(biāo)識(shí)

為了保護(hù)紙箱內(nèi)裝物，紙箱的抗壓強(qiáng)度P_C必須大于堆碼強(qiáng)度P_S，而且要有合適的安全系數(shù)K。在紙箱的設(shè)計(jì)中，紙箱的抗壓強(qiáng)度是根據(jù)堆碼層數(shù)對(duì)最底層紙箱的壓力，乘以安全系數(shù)K，計(jì)算出設(shè)計(jì)所需強(qiáng)度，通過(guò)紙箱抗壓強(qiáng)度公式算出達(dá)到設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度的材料強(qiáng)度。抗壓強(qiáng)度和堆碼強(qiáng)度的關(guān)系如式1所示。

式中：

P_c—抗壓強(qiáng)度值，單位為牛頓（N）；

P_s—堆碼強(qiáng)度值，單位為牛頓（N）；

K—安全系數(shù)。

安全系數(shù)K與存儲(chǔ)期、流通環(huán)境的濕度、堆碼方式、裝卸條件、紙箱的印刷與開(kāi)孔等因素有關(guān)。為了保證瓦楞紙箱包裝件在整個(gè)運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)期限內(nèi)具有足夠的抗壓強(qiáng)度，安全系數(shù)K值應(yīng)大于1，內(nèi)裝物能起到支撐作用的一般取1.65以上，不能起到支撐作用的一般取2以上。

一般堆碼試驗(yàn)按GB/T4857.3的規(guī)定執(zhí)行，優(yōu)先從表1中選擇試驗(yàn)參數(shù)。

表1 一般堆碼試驗(yàn)優(yōu)選參數(shù)

采用壓力試驗(yàn)機(jī)的堆碼試驗(yàn)按GB/T 4857.4的規(guī)定執(zhí)行，優(yōu)先從表2中選擇試驗(yàn)參數(shù)。

表2 一般堆碼試驗(yàn)優(yōu)選參數(shù)

二、參考方法標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 4857.3、GB/T 4857.4、ISO 12048、ISO 2234

三、檢測(cè)原理

 采用壓力試驗(yàn)機(jī)堆碼試驗(yàn)的原理：將試驗(yàn)樣品放置于壓力機(jī)的壓板之間，在堆碼試驗(yàn)的情況下，施加預(yù)定載荷直至試驗(yàn)樣品損壞或持續(xù)到預(yù)定時(shí)間為止。

四、檢測(cè)設(shè)備

壓力試驗(yàn)機(jī)由機(jī)械傳動(dòng)、硬件電路、傳感器、顯示屏及測(cè)量控制等部件組成。壓力試驗(yàn)機(jī)（以PN-CT50KDF智能機(jī)型為例）外形結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1－WiFi 2－急停 3－電源插座 4－限位 5－上壓板 6－傳感器 7－顯示屏 8－打印機(jī)

圖3 PN-CT50KDF 整箱抗壓試驗(yàn)機(jī)

（1）壓力試驗(yàn)機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)，能通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)壓板以10mm/min±3mm/min的相對(duì)速度勻速移動(dòng)施加壓力。

（2） 壓板應(yīng)符合下列要求：

a. 平整：表面積小于1m²的，任意兩點(diǎn)之間的高度差允許0.1%的偏差值；表面積大于1m²的，當(dāng)水平放置時(shí)，其表面最低點(diǎn)與最高點(diǎn)的水平高度差不應(yīng)超過(guò)l mm。

b. 尺寸：大于與其接觸的試驗(yàn)樣品的尺寸，兩壓板之間的最大行程應(yīng)大于試驗(yàn)樣品的高度。

（3） 施加預(yù)定載荷方法：在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，預(yù)定載荷波動(dòng)不超過(guò)±4%，其壓板間不能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在上壓板的任何垂直位移過(guò)程中都應(yīng)保持同一載荷。

五、測(cè)試過(guò)程

（一）試驗(yàn)樣品的準(zhǔn)備

將預(yù)裝物裝入試驗(yàn)樣品中，并按發(fā)貨時(shí)的正常封裝程序?qū)埾溥M(jìn)行封裝。如果使用的是模擬內(nèi)裝物，其尺寸和物理性質(zhì)應(yīng)盡可能接近于預(yù)裝物的尺寸和物理性質(zhì)。同樣，封裝方法應(yīng)和發(fā)貨時(shí)使用的方法相同。

（二）各部位的標(biāo)示方法

 按照國(guó)標(biāo)GB/T 4857.1《包裝 運(yùn)輸包裝件 試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法》的規(guī)定，對(duì)試驗(yàn)樣品的各部位進(jìn)行編號(hào)，如圖4所示。 

 圖4 樣品各部位標(biāo)識(shí)示意圖

a. 面：上表面表示為1，右側(cè)面為2，底面為3，左側(cè)面為4，近端面為5，遠(yuǎn)端面為6。

b. 棱：棱是由組成該棱的兩個(gè)面的號(hào)碼表示（如紙箱上表面1和右側(cè)面2相交形成的棱用1-2表示）。

c. 角：角是由組成該角的三個(gè)面的號(hào)碼表示（如2-3-5是指紙箱的右側(cè)面2、底面3和近端面5相交組成的角）。

（三）試驗(yàn)樣品的溫濕度預(yù)處理

按GB/T 4857.2的要求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。紙、紙板和紙漿所采用的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)大氣條件應(yīng)是溫度（23.0士1.0）℃、相對(duì)濕度（50.0士2.0）%。

（四）試驗(yàn)環(huán)境條件及試驗(yàn)樣品數(shù)量

試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行，而溫濕度條件是按照試驗(yàn)樣品的材料或用途選定的。如果達(dá)不到相同條件，則應(yīng)在盡可能相近的大氣條件下進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)樣品的數(shù)量最好為5件。

（五）測(cè)試

（1）測(cè)量外形尺寸

將包裝與其內(nèi)裝物分別稱(chēng)量，然后填滿(mǎn)包裝，測(cè)量外形尺寸。

（2）參數(shù)設(shè)置

切換至堆碼測(cè)試模式，設(shè)置測(cè)試速度10mm/min、設(shè)置堆碼強(qiáng)度、變形量、堆碼時(shí)間、調(diào)整壓板間距（以略高紙箱為宜）。

（3）放置試樣

將試驗(yàn)樣品按預(yù)定狀態(tài)放置于試驗(yàn)機(jī)的下壓板中心，如圖5所示。  

 圖5 瓦楞紙箱堆碼測(cè)試所需設(shè)備                 

（4）設(shè)置初始載荷

在測(cè)量變形時(shí)，應(yīng)設(shè)定一個(gè)初始載荷作為基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)除非另外說(shuō)明，否則應(yīng)按表1中給出的初始載荷基準(zhǔn)點(diǎn)記錄。

                               表1 初始載荷            單位：N

（5）選擇加載方式

進(jìn)行試驗(yàn)樣品的堆碼試驗(yàn)，需使用GB/T 4857.3中提到的施加靜載荷的三種方法之一。

方法1：包裝件組。該組紙箱的每一件應(yīng)與試驗(yàn)中的試驗(yàn)樣品完全相同。紙箱的數(shù)目應(yīng)以其總質(zhì)量達(dá)到合適的載荷量而定。

方法2：自由加載平板。該平板應(yīng)能連同適當(dāng)?shù)妮d荷一起，在試驗(yàn)樣品上自由地調(diào)整達(dá)到平衡。載荷與加載平板可以是一個(gè)整體。加載平板的中心置于試驗(yàn)樣品頂部的中心，其尺寸至少應(yīng)較紙箱的頂面各邊大出100mm。該板應(yīng)足夠堅(jiān)硬在完全承受載荷下不變形。

方法3：導(dǎo)向加載平板。采用導(dǎo)向措施使該平板的下表面能連同適當(dāng)?shù)妮d荷一起始終保持水平。加載平板居中置于試驗(yàn)樣品頂部時(shí)，其各邊尺寸至少應(yīng)較試驗(yàn)樣品的頂面各邊大出100mm。該板應(yīng)足夠堅(jiān)硬在完全承受載荷下不變形。

（6）測(cè)試

按【測(cè)試】鍵啟動(dòng)測(cè)試，堆碼強(qiáng)度保持預(yù)定的堆碼時(shí)間（一般為24h，依材料而定）直到試驗(yàn)樣品損壞為止。測(cè)試結(jié)束，屏幕顯示測(cè)試結(jié)果，動(dòng)壓板復(fù)位。

六、計(jì)算和結(jié)果表達(dá)

瓦楞紙箱的堆碼強(qiáng)度按式（2）計(jì)算：

式中：

P_s—堆碼強(qiáng)度值，單位為牛頓（N）；

G—單個(gè)紙箱包裝的毛重，單位為千克（kg）；

H—堆碼高度（一般不高于3000mm，出口按2.35m計(jì)），單位為毫米（mm）；

h—瓦楞紙箱高度，單位為毫米（mm） ；

H/h—取整數(shù)位即堆碼層數(shù) 。

測(cè)試結(jié)束，檢查試驗(yàn)樣品，如果發(fā)生損壞，測(cè)量出它的尺寸，并且檢查內(nèi)裝物是否損壞。在試驗(yàn)過(guò)程中的任何時(shí)刻，都有可能有必要對(duì)紙箱的尺寸進(jìn)行測(cè)量。

對(duì)于出口商品運(yùn)輸包裝用紙箱，在SN/T 0262-1993規(guī)定試驗(yàn)合格準(zhǔn)則。堆碼強(qiáng)度：樣箱均不倒塌、無(wú)破損、該項(xiàng)試驗(yàn)為合格，若有一個(gè)樣箱不合格，該項(xiàng)試驗(yàn)判為不合格。

七、可能的錯(cuò)誤操作及誤差來(lái)源

（一） 可能的錯(cuò)誤操作

（1）開(kāi)機(jī)直接測(cè)

本儀器屬于電子儀器，測(cè)量前要預(yù)熱30min以上。

（2）沒(méi)有封箱

是否封箱影響測(cè)試結(jié)果。應(yīng)按發(fā)貨時(shí)的正常封裝程序?qū)埾溥M(jìn)行封裝。

（3）未放在壓板的中心位置

未放在壓板的中心位置，受力不均，產(chǎn)生偏差，試樣應(yīng)該放置在壓板的中心位置。

（二） 主要誤差來(lái)源

（1）測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)不準(zhǔn)確

本儀器高精密電子產(chǎn)品，使用一段時(shí)間后，因?yàn)殡娮釉骷皞鞲衅鞯男阅軙?huì)發(fā)生變化，從而影響測(cè)試結(jié)果，所以要定期進(jìn)行校準(zhǔn)。

（2）環(huán)境溫濕度變化的影響

環(huán)境溫濕度變化影響瓦楞紙板的含水率變化，而瓦楞紙板的含水率高低又是影響瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度變化的直接因素。

（3）紙箱的方正度

紙箱的方正度影響測(cè)試結(jié)果，模切、壓痕的準(zhǔn)確度和封箱質(zhì)量影響紙箱的方正度。

本文2024年11月，發(fā)表于《紙箱世界》雜志