运输包装课件第二章1环境

产品在运输过程中总会遇到这些极端的环境影响第二章、运输环境流通运输环境：指产品从生产工厂为起点，经过包装、装卸搬运、运输、仓储、陈列、销售等多个环节，以用户消费为终点的全过程。2.1

流通过程的基本环节1、装卸搬运环节----抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落、装载机械的突然启动和过急的升降都会对商品包装件造成跌落冲击损害。包装件上有醒目的搬运标志，光洁的表面，合理的手孔（或提把），必要的捆扎带，符合人体因素的包装重量与外部尺寸，则可有效地减少粗野装卸及其损害的发生。

2、运输环节----（1）冲击。运输工具的启动、变速、转向、刹车会使货物改变速度。（2）振动。汽车、火车、船舶和飞机等工具运行时受到路面状况、路轨接缝、发动机振动、车辆避震性能、水面风浪、空中气流等因素的影响，产生周期性上下颠簸和左右摇晃。（3）气候条件。长途运输货物须经历不同气候区域，受到寒冷、炎热、干燥、潮湿、风雨等气候因素的影响。（4）其它因素。流通环境中，存在各种化学和机械活性物质、有害微生物和啮齿动物的损害等。3、贮存环节----货物贮存方法，堆码重量、高度，贮存周期，贮存地点，贮存环境（如光、风、雨、虫、霉、鼠、尘、有害气体等）会直接影响产品包装件的流通安全性。一般仓库堆码高度为3～4m，汽车内堆高限为

2.5m，火车内堆高限为3m，远洋货船舱内堆高限为8m。流通环境生、化因素人为因素物理因素冲击振动压力温、湿度盐雾有害微生物化学产品虫、鼠害野蛮装卸偷盗Field-to-Lab从实际环境的监视和记录做起定量地采集您的产品在实际运输和使用过程中的环境数据这些数据可以精确、完整地显示您的产品所遇到的动态环境，指出导致产品损坏的最严酷的动态环境影响2.2

流通环境基本内容Field-to-Lab试验室模拟、试验过程使用试验室的模拟试验设备来模拟实际环境中所记录到的环境参数、测试产品和包装件，从而设计出具有完整耐候性，良好的性能的产品或包装以应付未来环境。目的是使产品或包装具有坚固的个性，又具有恰到好处的经济价值。科学的设计，从不过分。。。。运输环境基本内容Shock冲击Vibration振动Temperature温度Humidity湿度PressureShock

-

Drop冲击的定义：冲击是一种在相对较短的时间内将一定高量级的输入脉冲力施加到产品上的一种机械应力。通常用施加在产品上或产品所受到到的加速度响应作为测试或试验变量强调：冲击是相对瞬间的变量，不是连续变量，不同于振动要点：冲击是产品或包装发生瞬间突变导致失效的直接原因Shock

–

Drop冲击－跌落冲击，可以发生在很多过程中但大部分冲击则来自不规范的搬运调装及拖动船只靠岸飞机着陆机车联接等。。。设计时必须确认在包装件整个运输

过程中包含了您不希望的装卸、跌

落、移动、冲撞等典型的冲击行为。并保证产品不会损坏。大量统计表明，包装件重量、跌落高度和发生跌落概率之间存在一定关系。如密歇根州立大学包装学院通过对某条运输路线的跟踪研究，得到如右图所示结果，其中上图中S表小尺寸包装件；下图中L表大尺寸包装件。L：表示轻型，20磅重；M：中型，30磅重；H：重型，45磅重。根据产品重量W（kg)计算跌落高度的经验公式：

h=300W-1/2cm050100010535

68跌落高度H

(cm)累计发生次数（％）S/LS/M050100010940

74跌落高度H

(cm)累计发生次数（％）L/ML/H等效跌落高度等效跌落高度是缓冲设计的主要参数，一般根据大量实验的统计数据来确定。最真实的数据可以通过实地测试(如采用SAVER)得出。装卸中的最大跌落高度（V—体积；H—高度；W—重量）装卸环境与跌落高度货物装卸方式跌落参数重量，kg尺寸，cm姿态高度，cm991一人抛掷一端面或一角1079-23122一人携运一端面或一角9123-45122二人搬运一端面或一角6145-68152二人搬运一端面或一角5368-90152二人搬运一端面或一角4690-272183机械搬运底面61272-1360不限机械搬运底面46大于1360不限机械搬运底面30自由跌落高度等级与相关标准与包装运输环境相关的自由跌落高度等级分为：0.025，0.050，0.1，0.25，0.50，1.0，2.5，5.0，10（m）国家标准GB4857.18中规定了跌落高度试验基本值：公路、铁路、空运：水运：一般危害：非常、特定危害：500mm；800mm；

100—1200mm；＞1500m；以300mm递增运输时的冲击汽车运输：主要取决于路面状况、车辆的启动和制动、车速、、载重量和载货方式，表现为水平冲击。运输时的冲击铁路运输：▲车轮滚过钢轨接缝时的垂直冲击，加速度达1g；▲列车挂钩撞合时的水平冲击，加速度达2—4g。运输时的冲击空运和海运：空运冲击主要发生于飞机起降过程；海运冲击主要为船体的左右摇摆造成的。Vibration

振动振动：是以一个参考点的往复机械运动。。。。振动是一种连续、长时间历程的动态机械运动。。。。振动可以导致多种系统的失效和损坏。比如局部磨损，部件松落，疲劳破损等。。。。汽车运输振动汽车运输振动主要因素是路面的起伏和不平度。表

公路运输产生的振动汽车运输振动共振共振对包装件的损害是显而易见的。火车运输振动铁路运输振动是由于路基和铁轨接头等的作用而产生的周期性强迫振动。表 铁路运输产生的振动空运、海运振动空运振动主要由发动机引起的高频振动、飞行气流引起的上下波动、起飞降落滑行的振动等造成的。海运振动主要由发动机和螺旋桨的低频振动、海浪的上下波动等造成的。表 飞行振动加速度值（g）Temperature

温度在运输过程中温度变化可能产生极端的影响，骤热或骤冷。特别是产品处于

静止状态。。。。温度的变化速度可能较慢，但运输中的最高温度可以达到摄氏60度。。。。Humidity

湿度相对湿度可能非常高（凝露）或非常低（干燥），湿度可以导致腐蚀，污染,

并可能使纸浆流化（瓦楞板箱等）相对湿度范围通常可达

10%到99%！！！Pressure气压对于半密封状态的车厢、产品、包装，气压的影响显而易见。气压的影响将使洁净产品（如食品等）污染，小环境湿度上升和其他各种由于压力所产生的影响气压影响对于药品和食品包装将是一个必不可少的重要细节参数陆地及海面上出现超过下列温度的百分率高温条件地点1%5%10%20%最高陆地49464558海面4846454351陆地及海面上出现超过下列温度的百分率低温条件地点1%5%10%20%最低陆地-61-57-54-68海面-34-28-26-38温、湿度环境温热带主要城市温湿度国内城市最大相对湿度（相应的月平均温度）国外城市最大相对湿度（相应的月平均温度）上海96%（25.2℃）胡志明市80%（23.9℃）重庆94%（24.7℃）万象87%（23.9℃）海口94%（25.5℃）仰光89%（24.4℃）广州96%（25.5℃）雅加达95%（23.3℃）福州94%（25.3℃）布吉尼96%（21.7℃）汉口92%（26.4℃）班吉96%（26.6℃）长沙90%（26.1℃）科内克里94%（22.2℃）南宁95%（25.3℃）金沙萨95%（21.7℃）莫社93%（21.1℃）伯明翰85%（21.1℃）2.3

环境参数分级按国际电工委员会TC75

规定K－气象条件；B－生物条件；C－化学活性物质；S－机械活性物质；机械（力学）条件。字母前的数字表示环境条件种类代号：1－储存；2－运输；3－有气象防护场所，固定使用；4－无气象防护场所，固定使用；5－安装于车辆上；6－船舶环境；7－携带或非固定使用。字母后的数字表示严酷程度，数字越大，条件越严酷。最后的字母表示低气压和降水等环境条件。例：2K4P表示：运输过程的气象条件的严酷程度为很严酷的4级，在海拔3000～

5000m的高原上运输。GB4798.2给出了环境条件的分级数据。环境参数单位2K12K22K32K42K4P2K52K5H2K5L低温高温（不通风舱厢，室内）高温(通风舱、厢，室内外）空气/空气空气/水无急剧的温度变化伴有急剧温度变化(在相对高湿度时)空气/空气伴有急剧温度变化（在空气含水量高时），空气/空气低气压气压变化风速太阳辐射热辐射降

雨其它水源℃+5-25-25-40-55-65-25-65℃—+60+70+70+70+85+85+70℃+40+40+40+40+40+55+55+40℃/℃—-25/+25-25/+30-40/+30-55/+30-65/+30-25/+30-65/+30℃/℃——+40/+5+40/+5+40/+5+55/+5+55/+5+40/+5HR%7575959595959595℃+30+30+40+45+45+50+50+45HR%——959595959595℃/℃——-25/+30-40/+30-55/+30-65/+30-25/+30-65/+30水——606060808060g/m3——+70/+15+70/+15+70/+15+85/+15+85/+15+70/+15℃/℃kPa7070707053303030kPa/分—————666m/s——202040303030W/m2700700112011201120112011201120W/m2——600600600600600600mm/min——66615156m/s——111333储运过程中的生物性损坏典型现象1.微生物、真菌霉菌、细菌2、昆虫、甲虫、蛀虫、苍蝇、蚂蚁、白蚁3、螨4、啮齿动物这些生物无处不在，能适应各种条件。相对湿度低于70％时一般不易生长，但存活温度范围很宽。这些生物喜欢较高温度环境，低于15℃时便不易生长。相对湿度为70％时最适合大多数昆虫生长，部分昆虫也能在相对湿度低于50％时成活。包装材料上附着的昆虫卵孵化出小虫时会咬穿包装。从邻近包装或自然栖息地（特别是热带）迁移来的昆虫也可能咬穿包装。它们不耐干燥环境，相对湿度低于60％时一般生长缓慢；能在低温下生长。会出现在仓库、运输货棚、储存区域、船舱等处，对大多数包装材料都会嗑咬，并将一些柔软包装材料拖去做巢穴。典型包装材料包装食物时被昆虫咬透的速率包装材料厚度（毫米）被咬透的平均周数纤维性薄膜0.02330.03630.0413.5聚乙烯薄膜0.03830.05030.1003PVC/PVDC共聚物薄膜0.03830.0504聚苯二甲酸乙二醇酯0.0256化学活性物质的分级环境参数单位2C12C22C3海盐mg/m3—盐雾条件盐水条件二氧化硫（SO2）mg/m30.11.010硫化氢（H2S）mg/m30.010.210氮的氧化物（NO2）mg/m30.11.010（用等量二氧化氮表示）臭氧mg/m30.010.10.3氯化氢（HCL）mg/m30.10.55.0氟化氢（HF）mg/m30.0030.032.0氨（NH3）mg/m30.33.035生物条件的分级环境参数单位2B12B22B3植物群动物群————霉菌、真菌等条件啮齿动物和其它危害产品的动物白蚁除外霉菌、真菌等条件啮齿动物和其它危害产品的动物包括白蚁机械活性物质的分级环

境

参

数单位2S12S22S3空气中含砂量g/m3mg/(m3h)—0.110灰尘沉降量—3.03.0机械环境条件分级环境参数单位2M12M22M32M4③正弦振动①振

幅mm3.53.53.53.5加速度m/s210;1510;1510;1510;15频

率Hz2～9;9～200;2～9;9～200;2～9;9～200;2～9;9～200;200～500200～500200～500200～500平稳随振动谱密度m2/s310;1;0.310;1;0.330;3;150;16;1频

率Hz2～10②;10～2～10②;10～2～10②;10～2～10②;10～200;200;200;200;200～2000200～2000200～2000200～2000非稳态振动

（包括冲击）Ⅰ型冲击谱

Ⅱ型冲击谱m/s2m/s2100—10030030010003001000(峰值加速度)自由跌落物重<20kgm0.251.21.51.5物重=20～100kgm0.251.01.21.2物重>100kgm0.10.250.50.5倾

倒物重<20kg物重=20～100kg物重>100kg任一边倾倒任一边倾倒任一边倾倒任一边倾倒任一边倾倒任一边倾倒任一边倾倒任一边倾倒任一边倾倒横摇（倾斜）纵摇（颠簸）角

度周

期±s22.5④822.5④822.5④8稳态加速度m/s220202020静负载kPa101010正确认识和理解所面临的环境Environment…这是您包装方案的第一步2.4、运输环境测试运输环境测试利器--SAVERDallas仪器公司的SAVER可用于测试包装所受振动、冲击、温度、湿度和气压。可分析振动与冲击响应谱。仪器一般安装在汽车等运输工具的底部，可记录上下、左右、前后三个方向的加速度信号。运输环境测试实例长沙到深圳：长沙->京珠高速->(宜章)107国道->京珠高速->广州北二环->广深高速->深圳南海大道->深圳南平快速->清平高速->深圳清水河仓库。长约为700多公里温度测试数据温度曲线分析：开始时间为5月12日11:05，货车在长沙，天气为阴雨天气，环境温度较低，温度在午夜时分达到最低。从5月13早上8点多开始，由于广东省内的晴好天气，使温度持续升高。13日下午三点以后，货车打开车门卸货，通风情况好转，且深圳天气转为阴天，而时间接近黄昏，从而导致仪器的温度降低。湿度测试数据湿度分析：由于长沙的阴雨天气，开始阶段湿度持续上升。由于车厢内装的货物有水箱，加上湖南境内阴雨天气，故车

厢内的湿度上升。特别是13日早晨，汽车进入湖南和广东接壤的山区，温湿度达到最大值。当汽车进入广东境内时，天气晴好，湿度下降。而当汽车进入深圳境内时，由于靠近海，故湿度稳中有升。特别是下午3点以后，打开车门卸货时湿度上升明显。振动和冲击加速度数据数据分析：时间触发数据采集间隔为3分钟一次。由于行使路线基本为高速公路，路面的平整性较好，所以加速度的均方根值变化不大。几个峰值是由于部分路面的破损引起的。汽车开始在装货，所以从11:05到1:09这中间的信号很弱，为装货人员的装货触发的信号。开车后的信号主要由发动机的振动和路面情况共同触发。中间部分时间段的信号弱是由于停车休息，触发信号弱。而13日下午3点以后的信号是由卸货人员卸货触发。通道一的信号触发加速度均方值振动和冲击加速度数据分析：信号触发极限为3g，即超过3g时记录该信号。开始和结束时记录的三个数据为安装和拆卸仪器时的加速度值。而行使过程中加速度超过3g的时刻只有2个，即3:55和5:11两个时刻。该时刻的加速度超过3g是由于该路段有大的坑和严重的路面破损三个通道的信号触发加速度均方值振动PSD数据PSD为随机振动功率谱函数，反映了样本函数的加速度均方值随频率的分布情况。PSD的峰值出现在188.38Hz，加速度的均方根值为

0.17，PSD值为0.0028162G2/Hz。加速度的总均方根值为0.17g。通道一的全程

PSD图特殊事件的PSD分析特殊事件事件136的PSD分析事件136：京珠高速的水泥路，路面有大坑，行驶速度为

90Km/h。第一次峰值在1.96Hz，PSD值为.00234G2/Hz，第二峰值在

187.47Hz，PSD值为0.008712G2/Hz。加速度总均方根值为

0.48g路谱的应用一、为包装测试提供实际的、最真实的随机振动的测试条件。ISTA3A与长沙—深圳实际的PSD图比较二、对包装设计具有指导作用，设计时使包装的振动频率尽量远离共振频率，以降低振动对包装的影响。同时为包装对湿度、温度和气压的要求提供参考。包装改进实例一、实例背景Mexican

某啤酒制造厂生产的运往美国的啤酒经常出现破损，其包装供应商有二家，其包装形式分别为下图所示：包装改进实例火车运输堆码形式在火车运输环节中，由于包装A的尺寸比包装B的要小，所以在运输时两个托盘之间会形成较大的间隙，如下图所示：包装改进实例破损情况包装改进实例破损原因分析Dummy

12-pack

cartons

were

manufactured

to

house

the

data

acquisitioninstruments.

These

dummy

cartons

were

then

placed

in

individual

pallets

ofbeers

and

packed

in

their

normal

manner包装改进实例运输路线记录A

companion

GPS

system

was

used

with

the

data

recorder

to

help

determine

notonly

when

something

happened,

but

also

specifically

where

any

large

amplitudeevents

occurred包装改进实例运输路线记录结果The

GPS

data

showed

the

specific