3 испытания прочности стекла: давление, термоудар и нагрузка

Что выдерживает стеклянная бутылка, измеряют три опубликованных испытания: внутреннее давление, термоудар и вертикальная нагрузка. У каждого есть метод ISO с жёсткой процедурой, и отрасль называет цифры по этим методам. Каждое число здесь принадлежит стандарту или национальной спецификации, так что считайте их отраслевыми ориентирами. SGSBOTTLE за последний год отформовала 700 млн бутылок на 14 линиях в Шаньдуне и Сюйчжоу, и всё равно значение для модели из вашего короткого списка даёт испытание этой модели, которое мы по запросу заказываем для вас.

Что должна выдержать ваша бутылка

Стекло ломают четыре разные нагрузки, и у каждой своё испытание. Газация давит изнутри наружу: при комнатной температуре пиво создаёт около 0,3 МПа (3 бар, 44 psi), а пастеризация это давление повышает. Горячий розлив и охлаждение ставят наружную и внутреннюю стороны стенки в разные температуры. Укупорочная головка давит на венчик, а паллет в штабеле делает то же неделями. Удары и истирание в пути отнимают прочность у поверхности бутылки. В Шаньдуне на 20 линиях в Шаньдуне наносят покрытия горячего и холодного конца, и оба возвращают прочность, которую измерил ваш инспектор.

Стойкость к внутреннему давлению: как ISO 7458 проводит испытание

ISO 7458 устанавливает два метода, и в обоих бутылку подвешивают за венчик, заполняют водой комнатной температуры и уплотняют венчик на головке давления.

• Метод A, постоянное давление. Установка поднимает давление до заданного уровня и держит его постоянным 60 ± 2 с. Испытание «выдержала/не выдержала» отвечает, выдерживает ли ваша выборка согласованную цифру.
• Метод B, постоянная скорость. Установка поднимает давление с фиксированной скоростью, пока бутылка не разрушится или не дойдёт до заданного уровня. Зеркальный стандарт IS 10516 называет 1,0 ± 0,2 МПа/с.

Ступенчатое испытание продолжает любой из методов дальше, поднимая давление ступенями, пока не разрушится половина выборки или вся. Так вы получаете распределение, а не вердикт, и именно этот вариант стоит заказывать, когда вы квалифицируете новую модель под газированный продукт.

При комнатной температуре пиво держит около 3 бар (44 psi), а ориентир 12 бар даёт бутылке четырёхкратный запас.

Цифры давления, которые называет отрасль

Китайский стандарт на пивные бутылки в 2020 году изменился: действующий GB 4544 отказался от трёх сортов, разделил требования между одноразовыми, новыми оборотными и бывшими в употреблении оборотными бутылками и добавил требование по вертикальной нагрузке. Сорта 1996 года остаются в таблице, потому что отрасль по-прежнему их вам называет и потому что они показывают форму вашего запаса: бутылка, рассчитанная на 12 бар, держит в четыре раза больше, чем реально достигает пиво.

У бутылки с бугелем окружное напряжение держит стекло, а уплотнение — прокладка.

Бутылки с бугельной пробкой: давление держат две детали

У бутылки с бугелем нет резьбы и нет опубликованного класса давления. Что она выдержит, решают две вещи. Окружное напряжение держит стекло — точно так же, как у бутылки с кронен-венчиком, и испытание то же, ISO 7458. Уплотнение держат бугель и прокладка, и уставшая прокладка стравит газ раньше, чем стекло подойдёт к своему пределу.

Это делит ассортимент бутылок с бугелем надвое, и для вас это деление важно. Бутылку с бугелем, сделанную как бутылку под давление для пива, сидра или вторичного брожения, испытывают и предлагают как пивную. Декоративная бутылка с бугелем под масло, сироп или негазированную воду — это стиль укупорки на бутылке, которую никто не испытывал давлением. Спросите, какую из двух вы видите, назовите уровень газации вашего продукта и получите письменное значение для этой модели до того, как контейнер хотя бы приблизится к брожению.

Термостойкость: ISO 7459 и ваш горячий розлив

ISO 7459 измеряет перепад температуры, который бутылка выдерживает без трещин. Процедура жёсткая. Пустую тару ставят вертикально и раздельно в корзину и погружают в горячую ванну при верхней температуре не менее чем на 5 минут. Корзину переносят в холодную ванну не дольше чем за 16 секунд, где тара остаётся полностью погружённой 30 секунд. Затем инспектор проверяет каждую единицу на трещины. Холодная ванна держится при 22 ± 5 °C, а ступенчатое испытание поднимает перепад ступенями по 5 °C, пока не разрушится согласованная доля выборки. Термостойкость называет перепад, при котором разрушилась бы половина.

ASTM C149 — североамериканский метод для того же свойства. Перепад 42 °C — цифра, которую называет большинство спецификаций для горячего розлива и пастеризации, и именно её стоит указывать, когда ваш процесс переводит стекло между розливом и туннелем охлаждения. Где окажется ваша модель, зависит от толщины стенки, от того, насколько равномерно стекло распределено по бутылке, и от отжига. Все 14 линий SGSBOTTLE в Шаньдуне и Сюйчжоу в обязательном порядке проводят контроль напряжений на полярископе, и ваша партия по запросу получает письменный протокол.

Вертикальная нагрузка: ISO 8113 и что делает ваша укупорочная головка

ISO 8113 измеряет сопротивление силе вдоль вертикальной оси. Установка давит на венчик с постоянной скоростью — 500 Н/мин в версии EN этого метода, — пока тара не раздавится, и нагрузка в этот момент и есть результат. Укупорочная головка прикладывает часть этой нагрузки каждый раз, когда сажает колпачок, а паллет в штабеле прикладывает остальное всё время, пока товар стоит на складе. Облегчённые бутылки чувствуют это первыми, а высокие стройные формы — сильнее приземистых. Проект облегчения и значение вертикальной нагрузки обсуждают в одном разговоре. Редакция GB 4544 2020 года по той же причине добавила в китайский стандарт на пивные бутылки требование по вертикальной нагрузке.

Как записать требование к прочности в заказ

Шесть пунктов делают требование к прочности проверяемым, а не декоративным.

Требование, записанное так, переживёт смену закупщика, сезона и инспектора. Все стороны читают один и тот же метод и одно и то же число. Записанное иначе, это пожелание, а пожелание первым отпадает, когда линия отстаёт от графика.