第4章 包裝件的流通環(huán)境

第4章包裝件的流通環(huán)境第1節(jié)流通與流通環(huán)境1.流通過程2.產(chǎn)品流通的基本環(huán)節(jié)3.流通環(huán)境條件1.流通過程定義：指產(chǎn)品從制造廠到用戶消費結(jié)束的全過程。包裝運輸中轉(zhuǎn)裝卸倉貯陳列銷售消費(不包括逆向物流過程）典型的流通過程2.產(chǎn)品流通的基本環(huán)節(jié)（1）裝卸搬運環(huán)節(jié)：貨物跌落、傾倒、翻滾、裝載機械的突然起動、突然著地，野蠻裝卸等——包裝件的跌落沖擊。（2）運輸環(huán)節(jié)：

沖擊：運輸工具的啟動、變速、轉(zhuǎn)向、制動等——包裝件速度改變造成沖擊；裝車后固定不好——造成沖擊。

振動：汽車運輸：路面不平，發(fā)動機的固有振動，輪胎的氣壓和減振彈簧的性能，貨物上下、左右、前后振動；火車運輸：路軌接縫，周期性較強；減振裝置；輪船：發(fā)動機的固有振動，風浪——低頻振動；飛機：發(fā)動機的高頻振動，氣流——低頻振動；

氣候條件：寒冷、炎熱、干燥、潮濕、風雨——產(chǎn)品變質(zhì)或損壞。

其他因素：空氣中的氧、水分、二氧化硫、一氧化碳、鹽分、塵埃等其它污染物，受強烈陽光的長期照射——產(chǎn)品質(zhì)量下降。（3）貯存環(huán)節(jié)堆碼：重量形成靜壓力——貯存環(huán)節(jié)的主要外部載荷；靜力作用下容器蠕變；靜壓力過載，產(chǎn)品變形或損壞?！私飧鞣N運輸狀況的堆碼高度（倉庫3~4m，汽車2.5m,火車3m，貨輪8m）——效核容器的承壓力。

貯存環(huán)境：露天存放：陽光、風雨、蟲蛀、鼠咬和微生物作用；空氣中的一氧化碳、二氧化硫等；室內(nèi)存放：倉庫的建筑結(jié)構型式對貯存環(huán)境中的溫濕度、氣壓等因素影響較大；蟲蛀、鼠咬和微生物作用；空氣中的一氧化碳、二氧化硫等；環(huán)境負載環(huán)境條件3.流通環(huán)境條件

沖擊物理因素振動壓力水溫度、溫度變化流通環(huán)境條件濕度、濕度變化生化因素輻射有害氣體微生物、蟲、鼠人為因素野蠻裝卸偷盜流通環(huán)境條件：包裝好的產(chǎn)品即包裝件在流通過程中所經(jīng)歷的一切外部因素稱為流通環(huán)境條件?！陀^存在——是包裝件破裂、損壞或產(chǎn)品失效的主要原因——定性和定量評價注意點：（1）包裝本身就是一種小環(huán)境。包裝容器，緩沖包裝材料、粘合劑、密封填料、印刷油墨等?！b的相容性問題。（2）環(huán)保問題：農(nóng)藥、化工產(chǎn)品、有毒物品、易燃易爆物品——保護產(chǎn)品、保護環(huán)境。本章研究重點：研究環(huán)境的動力學特性，以及這種特性的定量評估方法，以便把這些特性反映到包裝設計中。第2節(jié)流通環(huán)境的沖擊特性沖擊：瞬間、猛烈的機械運動，物體在極短的時間內(nèi)速度變化很大或完成突然的能量轉(zhuǎn)化。垂直沖擊（搬運、裝卸、起吊時的跌落引起的）包裝件的沖擊水平?jīng)_擊（運輸車輛在不平路面行駛，突然起制動、貨車轉(zhuǎn)軌、飛機著陸、船靠岸）1.裝卸時的沖擊沖擊加速度——跌落高度沖擊力——跌落高度，包裝件的重量，緩沖襯墊的緩沖性能，地面剛度包裝件地面H（1）人工裝卸（2）機械裝卸——包裝件重量（kg）,>16kg；——跌落高度（cm）。人工裝卸最大跌落沖擊加速度。起重機作業(yè)沖擊加速度作業(yè)內(nèi)容吊鉤速度（m/min）沖擊加速度（g）起吊上升10～130.1～0.15下降時緊急制動

0.9～1.2正常著地9～130.5～1.4快速著地（離地10～90cm）1.0～7.5叉車作業(yè)沖擊加速度（g）

上下左右前后行駛中的振動6～7km/h鋪修路非鋪修路0.2～1.30.6～1.60.2～0.30.3～0.40.1～0.2——貨叉上升開始下降開始下降停止由30cm高度落下1.70.20.4～1.03～4————0.1～0.2————0.30.4～0.80.6～1.1傾斜動作（前、后傾）1.2～1.9————影響沖擊加速度的相關因素：作業(yè)內(nèi)容（起重機、叉車的不同作業(yè)），裝卸速度，貨物重量，包裝件體積，裝卸方式，跌落高度。裝卸環(huán)境與跌落高度貨物裝卸方式跌落參數(shù)重量，kg尺寸，cm姿態(tài)高度，cm9122一人拋擲一端面或一角1079～2391一人攜運一端面或一角9123～45122二人搬運一端面或一角6145～68152二人搬運一端面或一角5368～90152二人搬運一端面或一角4690～272183機械搬運底面61272～1360不限機械搬運底面46>1360不限機械搬運底面302.運輸過程的沖擊（1）汽車運輸?shù)臎_擊路面狀況——柏油路，土路，碎石路，搓板路等；車輛的起制動，裝載穩(wěn)定性；運行速度；貨物重量。（2）鐵路運輸垂直沖擊——鋼軌接縫水平?jīng)_擊——掛鉤撞合——車輛掛接速度,車輛牽引裝置的緩沖性能貨物重量貨物堆碼高度及滿載度運輸種類運行情況最大加速度（g）上下左右前后鐵路貨車運行中30-60km/h軌道上軌道接頭處0.1～0.40.2～0.60.1～0.20.1～0.2一般起動和停車

0.1～0.5急剎車0.6～0.90.1～0.81.5～1.6緊急剎車213～4減速0.6～1.70.2～1.00.2～0.5貨車編組掛聯(lián)0.5～0.80.1～0.21.0～2.6汽車運行中30~40km/h鋪修路非鋪修路0.2～0.91～30.1～0.20.4～1.00.1～0.20.5～1.5越過2cm高障礙1.6～2.51.0～2.41.1～2.3以35～40km/h車速剎車0.2～0.7

0.6～0.7以50～60km/h車速剎車0.20.30.7～0.8表3-5

鐵路公路運輸時所產(chǎn)生的沖擊貨車連掛時的各沖擊值（g）

ABCDE平均連掛速度km/h5.55.75.75.66.95.88貨車底板面左右前后上下0.41.60.80.61.50.60.71.70.70.41.50.60.52.10.90.41.70.7托盤上面左右前后上下0.81.70.80.41.40.70.31.71.10.41.40.80.62.01.50.51.61.0裝貨最上層左右前后上下－4.55.9－6.05.3－2.47.0－4.32.9－4.54.4－4.36.0

貨車行駛時底板上面、托盤上面、裝貨上層的沖擊值G（g）

貨車底板上面托盤上面裝貨最上層左右前后上下0.91.51.31.51.59.5——9.06.0（3）空運——起降過程——機種

風力——風向，風速最大加速度可達14g

載重

駕駛技術（4）海運——水域、風浪、船型、載重、氣象條件——相對較小

第3節(jié)流通環(huán)境的振動特性

重要參數(shù)——頻率，加速度；影響因素——運輸工具種類、運輸環(huán)境狀況、包裝結(jié)構、裝載量等；包裝件的振動——復合的隨機振動路面狀況——公路的起伏和不平度（隨機振動）（1）汽車運輸振動—行駛速度振動加速度+頻率譜汽車運輸振動車型載重量（2）火車運輸振動——過軌道接頭——周期性激勵——周期性強迫振動（3）空運——發(fā)動機振動——單振動，高頻率，加速度較小，且較穩(wěn)定（4）海運——柴油機干擾力（運動部件頻率較低的不平衡力和力矩，汽缸內(nèi)氣體爆炸形成的高頻的壓力和力矩）螺旋漿干擾力軸系及輔機不平衡干擾力波浪干擾力——隨機載荷舵力

低強度振動（平靜的海面）高強度振動（大風浪，緊急操作）

解放牌雙軸卡車振動測試記錄(空載)

路面條件車速（km/h）垂直方向加速度備注峰值（g）頻率（Hz）基頻（Hz）柏油路350.7～1.12～100f1=3f2=8～10

401.52～100f1=2～5f2=8～10

土路200.8～1.42.5～100f1=2.5～3.5f2=8～9

351.0～1.52～100f1=2～5f2=8～10一般路面1.5～2.52～100f1=2～5f2=8～10惡劣路面公路350.7～1.43～100f1=3f2=9

401.5～2.03～100f1=3f2=8～11

某電子產(chǎn)品包裝件汽車運輸加速度測量實例

車廂底板包裝箱內(nèi)包裝箱頂柏油路面紅土路面碎石路面3.34213.98176.05136.61436.071413.3860.56250.51030.6149

裝載某產(chǎn)品的汽車行駛時產(chǎn)品的共振點測量實例

第一共振點第二共振點頻率（Hz）加速度（g）頻率（Hz）加速度（g）碎石路紅土路柏油路8.58988.29608.29609.2126.7895.50317.372818.056017.76322.21822.01361.6124汽車運輸中包裝件的共振頻率<25Hz,避開共振點。交通部公路所對汽車運輸沖擊的研究結(jié)論：（1）汽車運輸?shù)碾S機振動加速度功率譜密度以上下為最大，左右次之，前后最小。（2）振動能量絕大部分分布在0~100Hz頻帶內(nèi)；（3）汽車運輸?shù)碾S機振動加速度功率譜密度在2Hz左右和10Hz左右各有一個較大的峰值，應避免。運行狀態(tài)

50t車運行振動測量實例正常運行70km/h

2～4

4～50.5～1.550.5～24～8.5出站0.5～2

進站0.5～3

1.0

1.0

過岔道3～7

車體搖動2.3～1.74～5.6

車體顫動3～4.56

過鋼軌接縫5～8

振動量

垂直方向

橫向

縱向

加速度峰值（g）基頻（Hz）加速度峰值（g）基頻（Hz）加速度峰值（g）基頻（Hz）1～3過橋梁鐵路、公路運輸時所產(chǎn)生的振動運輸種類運行情況最大加速度（g）上下左右前后鐵路貨車運行時的振動30～60km/h0.2～0.60.1～0.20.1～0.2減速時的振動0.6～1.70.2～1.20.2～0.5汽車一般公路20～40km/h良好路面0.4～0.70.1～0.20.1～0.2不良路面1.3～2.40.4～1.00.5～1.5鋪裝公路50～100km/h滿載0.6～1.00.2～0.50.1～0.4空載1.0～1.60.6～1.40.2～0.91－原地啟動，發(fā)動機小功率

2－向主跑道滑行，振源為發(fā)動機與輪子

3－到達主跑道起點，開足馬力4－在主跑道上加速，功率達最大值，振源為發(fā)動機與輪子

5－離開地面，飛機爬高，振源為發(fā)動機與氣流6－到達飛行高度，平飛，振動最小

7－飛機下降，振動量增大

8－飛機著陸，制動與滑跑，再達振動最大值，振源為發(fā)動機、輪子、制動裝置

9－制動停止、小馬力滑行

飛行振動加速度測量實例

螺旋推進機直升機裝載情況

機型振動量飛行狀態(tài)0.40發(fā)動機啟動0.450.10.20.040.040.06空載滑行0.380.050.03空載飛行0.360.100.040.290.160.17裝載轉(zhuǎn)彎盤旋0.600.080.030.190.150.17裝載垂直（g）縱向（g）橫向（g）垂直（g）縱向（g）橫向（g）著陸0.400.140.180.160.15空載貨船振動數(shù)據(jù)

頻率（Hz）加速度（m/s2）上下左右前后上下左右前后機

艙17～9535～12849.50.17～8.20.11～30.03尾甲板21～9530～13243～1480.1～2.80.02～2.20.02～0.04前

艙21～14535～15331～1210.02～0.250.014～2.10.003～0.014后

艙41～20712～15345～480.01～0.740.01～1.70.006～0.007第4節(jié)流通環(huán)境的氣象條件水（雨、雪），溫度、濕度、氣壓——氣象條件1.溫度和溫度變化的影響

國際貿(mào)易——范圍大——溫度差大，出現(xiàn)以下問題：?食品、藥品、化工產(chǎn)品難保持品質(zhì)穩(wěn)定；?包裝材料性質(zhì)改變（瓦楞紙箱，發(fā)泡聚乙烯）

?包裝件內(nèi)產(chǎn)生水蒸汽凝結(jié)現(xiàn)象——受潮，腐蝕

?干式集裝箱，箱內(nèi)空氣狀態(tài)隨溫度或太陽輻射熱的變化而變化，在含水量適當時，可能發(fā)生結(jié)露。飽和濕度：飽和濕度是表示在一定溫度下，單位容積空氣中所能容納的水汽量的最大限度。如果超過這個限度，多余的水蒸氣就會凝結(jié)，變成水滴。

當溫度下降到一定程度時所含的水蒸氣就會達到飽和狀態(tài)（飽和濕度）并開始液化成水，這種現(xiàn)象叫做結(jié)露。各緯度的平均溫度

瀝青路上的溫度日變化

1——路表面，2——30米高度處，3——120米高度處；4——距路邊10米的陰影處陸地及海面上出現(xiàn)的高溫條件

條件地點最高記錄（℃）出現(xiàn)超過下列溫度百分率1％5％10％20％陸地58494645

海面5148464543

全世界陸地及海面的低溫條件

條件地點最低記錄（℃）出現(xiàn)低于下列溫度百分率1％5％10％20％陸地-68-61-57-54

海面-38-34-28-26

2.濕度的影響絕對濕度：每立方米空氣中所含水汽質(zhì)量克數(shù)來表示?！y測量——用水汽壓強間接表示。相對濕度：在一定溫度下，空氣中實際水汽壓強與該溫度下飽和水汽壓強之百分比來表示。

北半球沿緯圈的溫、溫度平均值緯

度5152535455565溫度（℃）25.525.421.915.38.71.2-7.0水氣壓（kPa）2.532.291.841.290.930.650.41相對濕度（％）79757170747882

高濕度：（伴隨高溫）霉菌旺盛繁殖，破壞產(chǎn)品的外觀和標志；

金屬腐蝕；

有機材料吸濕后表面發(fā)脹、變形、起泡，影響外觀，機械性能下降。

低濕度：使紙、木、皮革、塑料等干燥收縮、變形甚至龜裂。

紙塑類容器及藥品、食品和化工產(chǎn)品對濕度尤為敏感。矯正系數(shù)溫熱帶主要城市溫濕度資料

上海重慶海口廣州福州漢口長沙南寧96％（25.2℃）94％（24.7℃）

94％（25.5℃）

96％（25.5℃）94％（25.3℃）92％（26.4℃）90％（26.1℃）95％（25.3℃）

胡志明市萬象仰光雅加達布吉尼班吉科內(nèi)克里金沙薩莫杜80％（23.9℃）87％（23.9℃）89％（24.4℃）95％（23.3℃）96％（21.7℃）96％（26.6℃）94％（22.2℃）95％（21.7℃）93％（21.1℃）地名最大相對濕度（相應的月平均溫度）地名最大相對濕度（相應的月平均溫度）伯明翰

85％（21.1℃）3.水的影響

雨、雪、露在貨物表面滲透波浪，倉底積水流通過程中意外落水水蒸汽暴雨

全球按雨線劃分的降雨區(qū)區(qū)

域年降雨量（mm）區(qū)

域年降雨量（mm）赤道兩則的濕熱地區(qū)熱帶海岸（南北緯25～30°）熱帶荒漠（南、北回歸23.5°）中緯度荒漠（北半球緯度30～50°200以上150～20025以下30以下濕潤的亞熱帶中緯度西海岸（南北緯度35°～65°）極地和亞極地荒漠100～150100～200305

全國主要城市降雨量及其分布情況地名成都日最大降雨量（mm）全年日降雨量分布情況（天數(shù)）>10mm>25mm>50mm>100mm>150mm170.924.39.53.00.40.2昆明153.331.49.62.10.1－拉薩41.615.01.1－－－上海204.435.811.12.80.2－南京172.530.510.13.00.50.1福州167.641.014.73.50.60.1南昌289.046.517.95.30.90.3青島296.627.08.52.80.50.2臺北40048.822.77.52.10.8大連171.117.97.12.40.3－長春130.417.75.11.10.2－哈爾濱104.815.43.90.5－－西安92.318.54.50.7－－蘭州96.89.71.60.1－－北京244.215.97.52.80.50.1鄭州189.418.112.51.90.2－武漢317.433.812.54.00.80.3廣州284.946.820.26.41.30.3?？?83.043.019.27.61.70.64.太陽輻射的影響

紫外線（波長<0.4μm）——塑料、橡膠——老化，分子激發(fā)，降解

可見光（波長<0.76μm）

紅外線（波長>0.76μm）——使運輸工具、倉庫和容器溫度升高，加速物理和化學變化。太陽光譜材料名稱最大敏感波長（μm）材料名稱最大敏感波長（μm）聚乙烯0.3聚苯乙烯0.318聚丙烯0.31聚酯0.325聚氯乙烯0.31氯乙烯和醋酸乙烯酯共聚物0.322～0.364高分子材料最大敏感波長5.鹽、霧的影響金屬材料的銹蝕，機械運動件阻塞，電導性增強，絕緣性降低。第5節(jié)環(huán)境條件的標準化1.定義:所謂環(huán)境標準化，是指統(tǒng)一的語言和度量單位，對環(huán)境條件的性質(zhì)作科學的分類，對每一類環(huán)境條件和嚴酷程度作出定量的描述。2.常用標準

美國ASTM4169-84<運輸容器及系統(tǒng)的性能試驗>MIL-STD-810D<環(huán)境試驗方法和工程導則>

日本JISZ0200-1987ISOIEC(國際電工委員會)

GB4796GB4797GB4798

<包裝件評價試驗方法通則>推薦了若干關于流通環(huán)境標準化的文件對電工電子產(chǎn)品的各種流通和應用環(huán)境作了規(guī)定3.環(huán)境條件的分類國際電工委員會第75專業(yè)委員會（IEC/TC75）對產(chǎn)品的環(huán)境條件按不同的特性分為4大類：①氣象性環(huán)境條件，下分10種參數(shù)，用K表示。②生化性環(huán)境條件，下分3種參數(shù)。③機械（力學）性環(huán)境條件，下分6種參數(shù)，用M表示。④電磁性環(huán)境條件，下分3種參數(shù)。

環(huán)境條件參數(shù)分類環(huán)境類別環(huán)境參數(shù)氣象性環(huán)境條件溫度，溫度變化，濕度，氣壓，氣壓變化，空氣與水等介質(zhì)移動速率，降水量，輻射，除雨水外的濺水，同產(chǎn)品相關的濕潤度生化性環(huán)境條件生物活性物質(zhì)（B），化學活性物質(zhì)（C），機械活性顆粒（S）機械性環(huán)境條件穩(wěn)定，非穩(wěn)定振動（包括沖擊），自由跌落，碰撞，翻滾和跌落，靜壓力電磁性環(huán)境條件電場、磁場、發(fā)射線路干擾4.流通環(huán)境的簡化（1）汽車和火車運輸環(huán)境

車型：汽車，火車路況車速工況：起制動、急剎車、加減速、掛接等（2）裝卸和堆碼環(huán)境

作業(yè)方式：人、機械（吊車、叉車）貯存方式：堆碼高度、堆垛形式、體積、貨重等載荷：跌落、翻滾、傾倒等各種不同因素的組合形成數(shù)以百計的運輸和裝卸條件?！喕?）簡化方法——用英文字母和數(shù)字來表示環(huán)境參數(shù)和嚴酷程度：2K2

K——氣候條件；B——生物條件；C——化學活性物質(zhì)；S——機械活性物質(zhì)；M——機械條件。字母前以數(shù)字表示環(huán)境條件種類代號，即：

1—貯存；2—運輸；3—有氣候防護場所，固定使用；4—無氣候防護場所，固定使用；5－安裝于車輛上；6—船舶環(huán)境；7—攜帶和非固定使用。字母后以數(shù)字表示嚴酷程度，數(shù)字越大，條件越嚴酷。5.環(huán)境參數(shù)的測量（1）裝卸環(huán)境的測量——沖擊載荷——傳感器測加速度峰值（2）貯存環(huán)境的測量——計算靜壓力——堆碼高度和包裝件自重（3）運輸環(huán)境的測量——運輸過程的沖擊和振動——磁帶記錄系統(tǒng)測采樣、記錄和分析6.環(huán)境條件的量化標準（1）單個氣候環(huán)境參數(shù)——溫濕度等參數(shù)（GB4798.2）（2）生物化學環(huán)境參數(shù)（3）機械活性物質(zhì)——砂，灰塵等（4）單個機械環(huán)境參數(shù)——沖擊和振動（GB4796，IEC721-3-2）

氣候條件的分級環(huán)境參數(shù)單位等級2K12K22K32K42K4P⑤2K52K5H2K5L空氣溫度低溫℃+5-25-25-40-55-65-25-65高溫（不通風艙、廂，室內(nèi)①）℃—+60+70+70+70+85+85+70高溫（通風艙、廂、室內(nèi)中戶外②）℃+40+40+40+4040+55+55+40溫度變化空氣/空氣③℃/℃—-25/+25-25/+30-40/+30-55/+30-65/+30-25/+30-65/+30空氣/水③℃/℃——+40/+5+40/+5+40/+5+55/+5+55/+5+40/+5濕度無急劇的溫度變化RH％7575959595959595℃+30+30+40+45+45+50+50+45伴有急劇溫度變化（在相對高濕度時）空氣/空氣③RH％——959595959595℃——-25/30-40/+30-55/30-65/30-25/+30-65/+30伴有急劇溫度變化（在寬氣含水量高時），空氣/空氣④RH％——606060808060℃/℃——+70/+15+70/+15+70/+15+85/+15+85/+15+70/+15低氣壓kPa7070707053303030氣壓變化kPa/min—————666風速m/s——202040303030輻射太陽輻射W/m2700700112011201250112011201120熱輻射W/m2——600600600600600600降雨m/min——66615156其它水源m/s__111333潮濕

_

潮濕表面

生物條件的分級環(huán)境參數(shù)單

位等

級2B12B22B3植物群__霉菌、真菌等條件動物群__嚙齒動物和其它危害產(chǎn)品的動物白蟻除外包括白蟻

化學活性物質(zhì)的分級環(huán)境參數(shù)單

位等

級2C12C22C3海鹽

_鹽霧條件鹽水條件二氧化硫（SO2）mg/m30.11.010硫化氫（H2S）mg/m30.0010.210氮瓣氧化物（NO2）mg/m30.11.010（用等量二氧化氮表示）臭氧mg/m30.010.10.3氯化氫（HCI）mg/m30.10.55.0氟化氫（HF）mg/m30.0030.032.0氨（NH3）mg/m30.33.035

機械活性物質(zhì)的分級環(huán)境參數(shù)單

位等

級2S12S22S3空氣中含砂量g/m3_0.110灰塵沉降量mg/(m3·h)_3.03.0機械環(huán)境條件分級環(huán)境參數(shù)單位等

級2M12M22M32M4④正弦振動①振幅Mm3.53.57.57.5加速度m/s210；1510；1520；4020；40頻率Hz2～9；9～200；200～5002～9；9～200；200～5002～8；8～200；200～5002～8；8～200；200～500平穩(wěn)隨機振動譜密度M2/s310；1；0.310；1；0.330；3；150；16；1頻率Hz2～10②；10～200200～20002～10②；10～200200～20002～10②；10～200200～20002～10②；10～200200～2000非穩(wěn)態(tài)振動（包括沖擊）I型沖擊譜峰值m/s210010