一、紙箱抗壓

瓦楞紙板經(jīng)過(guò)模切、壓痕、開(kāi)槽、開(kāi)角等操作后制成瓦楞紙箱箱坯，再經(jīng)釘箱或粘箱制成瓦楞紙箱。瓦楞紙箱以其優(yōu)越的使用性能和良好的加工性能，且符合綠色、環(huán)保的理念，逐漸取代了木箱等，成為應(yīng)用最廣的運(yùn)輸包裝容器。運(yùn)輸包裝用瓦楞紙箱的作用是保護(hù)內(nèi)裝物，抗壓強(qiáng)度和堆碼強(qiáng)度是最能反映其保護(hù)能力的物理性能指標(biāo)?？箟汉投汛a是瓦楞紙箱設(shè)計(jì)、加工的重要技術(shù)指標(biāo)之一，也是瓦楞紙箱性能評(píng)價(jià)的最為重要的物理機(jī)械性能指標(biāo)，該指標(biāo)直接影響到瓦楞紙箱在運(yùn)輸包裝流通過(guò)程中對(duì)內(nèi)裝商品的保護(hù)有效性。

? 抗壓試驗(yàn)

抗壓強(qiáng)度是檢驗(yàn)瓦楞紙箱能夠承受的最大壓力及最大壓力產(chǎn)生的變形量?？箟涸囼?yàn)有兩種方式：一是在包裝件上均勻施加由小到大的壓力，直到試驗(yàn)樣品破壞，記錄壓力和變形量；二是預(yù)先設(shè)定力值和變形量，在包裝件上均勻施加由小到大的壓力，當(dāng)力值達(dá)到預(yù)定力值，記錄變形量。

? 堆碼試驗(yàn)

堆碼強(qiáng)度是模擬瓦楞紙箱倉(cāng)庫(kù)堆碼狀態(tài)，一定的時(shí)間內(nèi)，一定的壓力作用下，瓦楞紙箱產(chǎn)生的變形量。堆碼時(shí)，底部包裝件將承受上部貨物的重壓。采用壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行堆碼試驗(yàn)，通過(guò)在包裝件上均勻施加一個(gè)固定載荷，并保持一定時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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1所示。

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

圖1紙箱的堆碼標(biāo)識(shí)

一般所說(shuō)的瓦楞紙箱（簡(jiǎn)稱紙箱）就是指運(yùn)輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱，內(nèi)裝物的最大質(zhì)量55kg，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 6543《運(yùn)輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱》。內(nèi)裝物的質(zhì)量大于55kg的瓦楞紙箱屬重型瓦楞紙箱，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16717《包裝容器 重型瓦楞紙箱》。

瓦楞紙箱空箱抗壓力按GB/T 4857.4《包裝運(yùn)輸包裝件基本試驗(yàn)第4部分：采用壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行的抗壓和堆碼試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行。

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)進(jìn)行抗壓和堆碼試驗(yàn)的原理：將試驗(yàn)樣品放置于壓力機(jī)的壓板之間，然后選其中任一方法：a) 在抗壓試驗(yàn)的情況下，進(jìn)行加壓直至試驗(yàn)樣品損壞或達(dá)到預(yù)定載荷和位移值為止；b) 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-CT50KAF智能機(jī)型為例）外形結(jié)構(gòu)如圖2所示。

 1－WiFi 2－控制柜 3－限位 4－動(dòng)壓板 5－傳感器 6－顯示屏 7－打印機(jī)

圖2 PN-CT50KAF 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)或液壓傳動(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)Πb件進(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

標(biāo)示按照國(guó)標(biāo)GB/T 4857.1的規(guī)定進(jìn)行，表示方法如下圖3所示：

圖3  各部位標(biāo)示方法

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。

（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

 圖4 瓦楞紙箱抗壓測(cè)試所需設(shè)備

PN-CT50KAF 整箱抗壓試驗(yàn)機(jī)有三種測(cè)試模式：抗壓測(cè)試、定值測(cè)試和堆碼測(cè)試。

? 抗壓測(cè)試

（1）將包裝與其內(nèi)裝物分別稱量，然后填滿包裝，測(cè)量其外部尺寸。

（2） 選擇抗壓測(cè)試模式，設(shè)置測(cè)試速度10mm/min，初始載荷（計(jì)算變形量基準(zhǔn)）、下降比例（測(cè)試結(jié)束條件）、調(diào)整壓板間距（以略高紙箱為宜）。

（3）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。                       

（4）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）按【測(cè)試】鍵啟動(dòng)測(cè)試，動(dòng)壓板以適當(dāng)?shù)乃俣葘?duì)試驗(yàn)樣品施加載荷，直至試驗(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。

? 定值測(cè)試

（1）選擇定值測(cè)試模式，設(shè)置測(cè)試速度10mm/min、設(shè)置定量值和變形量、調(diào)整壓板間距（以略高紙箱為宜）。

（2）其過(guò)程按抗壓測(cè)試的（1）至（4）所述進(jìn)行試驗(yàn)。

（3）按【測(cè)試】鍵啟動(dòng)測(cè)試，動(dòng)壓板以適當(dāng)?shù)乃俣葘?duì)試驗(yàn)樣品施加載荷，直至力值達(dá)到或變形量達(dá)到或試樣被壓潰。測(cè)試結(jié)束，屏幕顯示測(cè)試結(jié)果，動(dòng)壓板復(fù)位。

? 堆碼測(cè)試

（1）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。其過(guò)程按抗壓測(cè)試的（1）至（4）所述進(jìn)行試驗(yàn)。

（2）選擇堆碼測(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）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、結(jié)果計(jì)算及分析

（一）結(jié)果計(jì)算

? 抗壓強(qiáng)度

瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度不小于式（1）所得的計(jì)算值：

式中：

P—抗壓強(qiáng)度值，單位為牛頓（N）；

K——強(qiáng)度安全系數(shù)；

G—瓦楞紙箱包裝件的質(zhì)量，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） 。

? 堆碼強(qiáng)度

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) 。

? 強(qiáng)度安全系數(shù)K

瓦楞紙箱的空箱抗壓強(qiáng)度P與堆碼強(qiáng)度P_s之比即為安全系數(shù)K。

應(yīng)根據(jù)實(shí)際儲(chǔ)運(yùn)流通環(huán)境條件確定，包括氣候環(huán)境條件、機(jī)械物理環(huán)境條件及儲(chǔ)運(yùn)時(shí)間等，內(nèi)裝物能起到支撐作用的一般取1.65以上，不能起到的一般取2以上。

根據(jù)SN/T0262-93出口運(yùn)輸包裝瓦楞紙箱檢驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定，在貯存期小于30天時(shí)，K=1.6；貯存期在30～100天時(shí)，K=1.65；貯存期大于100天時(shí)，K=2。

（二）結(jié)果分析

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)包裝件的尺寸進(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?？箟簭?qiáng)度：當(dāng)試樣測(cè)定值均大于抗壓力值P時(shí)合格，如有一個(gè)樣箱不合格，則該項(xiàng)試驗(yàn)不合格；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。

瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的影響因素：（1）紙箱結(jié)構(gòu)；（2）紙板的厚度和楞型；（3）印刷、模切、壓痕工藝；（4）接合方式；（5）組成紙箱的材料；（6）堆放的溫濕環(huán)境和含水率；（7）堆碼時(shí)間和堆碼方式；（8）紙箱的周長(zhǎng)、高度尺寸及長(zhǎng)寬等等。

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)Πb件進(jìn)行封裝。

（3）沒(méi)放在壓板的中心位置

沒(méi)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。

（4）測(cè)試模式選擇錯(cuò)誤

測(cè)試模式選擇錯(cuò)誤，試驗(yàn)結(jié)果就不對(duì)。不同的測(cè)試模式，結(jié)束方式不同?？箟簻y(cè)試，試樣壓潰，力值滿足下降比例的條件退出；定值測(cè)試，當(dāng)力值或變形量或試樣被壓潰退出；堆碼模式，當(dāng)堆碼時(shí)間或變形量或試樣被壓潰退出。

（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）測(cè)試速度

一般速度越大抗壓強(qiáng)度越高，抗壓強(qiáng)度使用10mm/min，偏差為±3mm/min。

（3）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。

（4）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9月，發(fā)表于《紙箱世界》雜志