Стекло входит в список самых полезных изобретений человечества, что подтверждено уже несколькими тысячелетиями применения. Стеклянная тара – чрезвычайно простой, экологический, гигиенический и эстетический способ хранения всех видов продукции, а также транспортировки на любые расстояния без изменений в качестве.

Мало какой природный или синтетический материал для производства контейнеров и посуды может сравниться со стеклом по функциональным характеристикам. Стеклянная посуда находит применение практически во всех областях человеческой деятельности, в частности в промышленной отрасли.

В производстве стеклянных емкостей важны не только их форма, цвет и дизайн, а и прочностные показатели, соблюдение стандартов тестирования безопасности бутылок.

Варианты тестирования прочности и стойкости стеклянной тары

Проверка на прочность и устойчивость предполагает испытание упаковки на различных типах нагрузок в ситуациях, максимально приближенных к условиям реальной жизни. Сюда входят:

1. Удары и падения. Бутылки иногда падают с разной высоты либо сталкиваются с другими предметами в процессе транспортировки или использования. Тестированием на ударопрочность можно установить, насколько хорошо бутылка выдерживает такие факторы влияния.
2. Термическое воздействие. Экстремальные температуры могут сильно влиять на прочность стекла. Испытав бутылку, мы будем знать, выдержит ли она изменения температуры без повреждений.
3. Давление и объемные изменения. Бутылки, в которые разливают газированные напитки, по нормам изготавливают стойкими к повышенному давлению внутри. Тестирование должно подтвердить, что бутылка под давлением не разорвется.
4. Химическая стойкость. Значительное количество жидкостей или веществ, взаимодействуя со стеклом, оказывают влияние на его прочность. Проверкой на химическую стойкость можно установить, насколько стекло уязвимо к воздействию различных веществ.

Кроме перечисленных, есть и другие виды тестирования, которые помогают определить прочность и устойчивость стеклянных бутылок в реальных условиях использования в отношении безопасности и надежности продукта для потребителей. Благодаря испытаниям производители стеклянной тары могут разрабатывать бутылки с особыми характеристиками стойкости, особенно к ударам, что гарантирует защиту продукции.

Виды напряжения при ударе по поверхности стеклянной бутылки

При ударе по поверхности стеклянной бутылки могут возникать разные виды напряжения в материале. Вот некоторые из них:

Вот некоторые из них:

1. Тензионное напряжение. Возникает в материале при увеличении его размеров. При ударе по поверхности бутылки тензионное напряжение может проявляться в участках, подвергающихся растяжению, например, на бортиках или около места удара.
2. Сжимное напряжение. Образуется в материале от его сжатия. При ударе на поверхность бутылки сжимное напряжение может возникать в участках, подвергающихся сжатию вследствие распространения ударной волны.
3. Срывное (разрывное) напряжение. От действия этого напряжения материал разрывается. При ударе по поверхности бутылки срывное напряжение может возникать в участках, где происходит значительная концентрация напряжения, например, в точке контакта с ударной поверхностью.
4. Крутящее (колебательное) напряжение. Появляется в материале при вращательных нагрузках. При ударе по поверхности бутылки крутящее напряжение может возникать в участках, где происходит вращательное движение бутылки, например, в соприкасающихся с поверхностью, на которую она упала.

Тестирование на ударную прочность

Испытание стеклянных бутылок на удар чрезвычайно важно в вопросе качества и безопасности этой тары. В рамках испытаний оценивается прочность и стойкость бутылок к ударам при транспортировке, хранении и использовании. Прежде всего нужно убедиться, что стеклянная упаковка может противостоять внешним силам, не подвергаясь деформации или разрушению. Основные параметры, которые нужно проверить:

1. Прочность материала – насколько прочно стекло, из которого изготовлена бутылка. Это важно, чтобы бутылки не разрывались или не разбивались в обычных условиях эксплуатации.
2. Устойчивость к транспортным условиям – в ситуациях, которые имитируют те, что случаются при транспортировке (удары, падения, столкновения с другими предметами), можно определить, насколько тара может их выдерживать и оставаться целой.
3. Безопасность пользователей – испытанием на удар также целесообразно оценивать риски, связанные с возможным разбиением бутылки. Процедура позволяет определить, разлетается ли стекло безопасными фрагментами, во избежание травм пользователей в случае повреждения бутылки.
4. Соответствие стандартам безопасности – в разных странах действуют разные стандарты и требования по прочности и безопасности стеклянных бутылок. Испытания на удар помогают производителям убедиться, что их продукция соответствует этим нормам.

То есть, имитируя реальные ситуации, когда бутылки могут случайно столкнуться или упасть, это тестирование гарантирует устойчивость и безопасность бутылки.

Читать характеристики тестера прочности стеклянных бутылок GBIT

Инструменты для испытаний стеклянной тары

В тестировании на внешнее воздействие используются специализированные инструменты и методы, разработанные для моделирования разных вариантов такого воздействия. К этим методам относится испытание на удар маятником, что помогает точно оценить реакцию бутылки на внезапные удары.

Метод испытания на ударную прочность любых стеклянных емкостей применяется в соответствии со стандартом DIN 52295:2010 «Визначення опору ємностей маятниковому удару. Випробування за якісними та кількісними ознаками».

Идеальный инструмент тестирования – ударный копер GBIT (Glass Bottle Impact Tester) от французского производителя АТ2Е. Конструкция прибора соответствует закону сохранения энергии, что гарантирует надежность испытаний. Стабильный и точный маятник может вращаться и отпускаться, а маятниковый молоток ударяет по бутылке с силой, которая зависит от высоты его подъема.

Значение ударного импульса, уровня энергии или угла отклонения маятника указывается изготовителем в технической документации на конкретный вид стеклянной тары или спецификациях заказчика на этапе приема во время входного контроля. В этом случае используется качественный метод, когда заранее устанавливается соответствующее значение и подсчитывается количество разрушенных образцов.

Но в некоторых случаях тестирование стеклянной бутылки нужно проводить по методу, предусматривающему постепенное увеличение угла отклонения маятника до разрушения образца. Тогда устанавливается точное значение ударного импульса образца, при котором возникли первые признаки разрушения.

Самое важное в тестировании стеклянных емкостей

Производители должны учесть дефекты, почти неизбежные в процессе производства емкостей из стекла. А контролировать продукцию как производителям, так и заказчикам поможет тестер прочности при ударе от компании АТ2Е – современный и надежный прибор с удобным дизайном и защитным экраном из нержавеющей стали. Самое важное в его работе – проверка, смогут ли стеклянные контейнеры сохранить свою структурную целостность в случае внезапных ударов и нагрузок. Это устройство действует как часовой, тестируя способность стеклянной тары противостоять внешним воздействиям, в частности оценивая реакцию бутылок на внезапные удары.

Евгений Денисенко, эксперт отраслевой группы «Пищевая промышленность» ХЛР