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PET瓶应力开裂和检测

2022-04-28 来源:武汉农业机械网

PET瓶应力开裂和检测

在我国,随着人民生活水平的不断提高,碳酸饮料已越来越多地走近普通消费者。而PET瓶“爆瓶”问题一直是我们瓶子和饮料灌装厂质量控制方面的难点。就拿今年7月份我们为200公里远的客户生产的2L可口可乐专用瓶来说,又是因为5#模“爆瓶”应力试验不合格,造成批量退货,给企业在信誉和经济上带来了极大的损失。

在生产和储存过程中造成PET瓶开裂的因素有很多,但归纳起来有以下几种:

1、PET切片粘度过低。

2、底模设计不当。

3、瓶子底部成型厚度突变。

4、外壁粗糙。

5、瓶壁带有杂质。

6、瓶子储存时间过久。

7、使用不适当的润滑剂。

对这些诸多易引起的开裂的因素,我们如何用一种有效且能更直截了当地反映瓶子应力分布的检测试,用来判别和提示生产地改进,消除和减少PET瓶子在灌装中的炸瓶及饮料在运输过程中的“爆瓶”。

许多学者对碳酸饮料的“爆瓶”做了各种试验,得出“爆瓶”现象来源于碳酸饮料内的压力,在一定温度下转化为一种称作“弹射能”的能量对瓶子各部位的作用,当“弹射能”大于瓶子承受的抗胀冲击强度极限的结果。

在几年的工作实践中,我们发现在同一批瓶子使用中,当用不同灌装温度和灌装速度在生产线灌装时,该批瓶子的应力开裂有着明显的不同反映,如在杭州的两条生产线灌装饮料时,一条低温5℃、每小时1万瓶灌装不易“爆瓶”,一条常温20℃、每小时2.4万瓶灌装,瓶子(底部成型略差)就有不少“爆瓶”。好像给人的感觉是灌装机有一点问题,其实不然。

如何用检验的方法来有效地判别瓶子应力分布的好坏,英国学者威尔霍夫特(willhoft)做了一个有趣的试验用来研究(玻璃)瓶装碳酸饮料顶部间隙体积大小与“弹射能”的关系,当玻璃瓶内未充压时,许多玻璃瓶就能经受气枪子弹的打击而不出现爆裂,而在同样条件下装了碳酸饮料后的玻璃瓶很容易爆裂,而且爆裂的程度与瓶内顶部间隙体积的大小有关,满装的玻璃瓶在子弹打击后出现破裂泄漏,然后大块的玻璃从瓶上解体。而顶部隙体系分别为12ml、36ml、90ml(顶部间隙比分别为.2%、3.6%、9.0%)时玻璃瓶在子弹打击后出现明显的爆瓶,且爆瓶的威力随顶部间隙的增大而增大。

人们通常认为的“碳酸饮料灌装时应保留一定的顶部间隙,装得太满则在温度升高时会由于饮料的膨胀导致压力增加,容易漏气和破裂。”现在从减少“爆瓶”的可能性角度上看,对塑料(PET)瓶,由于塑料瓶本身有一定的膨胀作用,这似乎可以缓解瓶子的压力,但实际上膨胀所致的体积增大意味着瓶内顶部间隙的增大,而瓶内的压力并没有降低,瓶内的“弹射能”会随着顶间隙的增大而增大,爆瓶的几率也随之大大增加。

我们还注意到,有时刚吹的PET瓶子,测试应力开裂也相当好。而在客户处一用就在流水线上“爆瓶”。我们是否可应用威尔霍夫特(willhoft)原理,在检测上多用耐压试验(实践中的耐压试验效果确实不错)和在瓶内注水时,将水位控制在瓶身的下方以有效的检出应力开裂加上检测工作中的厚度仪的配合使用(特别是瓶子底部中心位厚度的频繁检查),相信我们的PET瓶子应力开裂一定会控制的更好。

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