KURZUS: Logisztika projekt

MODUL: II. modul: Csomagolási alapismeretek

9. lecke: Az árukat érő igénybevételek

| Cél: A tananyag célja, hogy a hallgató megismerje az árukat érő igénybevételeket. A későbbi fejezetekben megismertekkel összekapcsolva így teljes képet alkothat a csomagolás feladatairól, eszközeiről és folyamatairól.
Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes
felsorolni a mechanikai és a fizikai-kémiai igénybevételek fajtáit; felsorolásból kiválasztani az ejtési, az ütődési igénybevétel, valamint a szorítónyomás jellemzőit; felsorolni, miből adódhat lengési igénybevétel; felsorolni a nyomó igénybevétel csoportjait; felsorolásból kiválasztani, mi ellen nyújt védelmet a biztonsági hézag; felsorolni a klimatikus károkozó tényezőket; felsorolásból kiválasztani a klimatikus tényezők hatásaira igaz állításokat; elmagyarázni, mit értünk anyagkifáradás alatt; elmondani, milyen hatással vannak az ibolyántúli sugarak a műanyagokra; megindokolni, miért van szükség fénysugarak elleni védőzáró burkolatra.
Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 60 percre lesz szüksége.
Kulcsfogalmak:
mechanikai igénybevételek, fizikai-kémimai igénybevételek, ejtés, felütközés, ütődés, biztonsági hézag, lengés, halmazolási nyomás, szorítónyomás, fizikai-kémiai igénybevétel, klíma igénybevétel, anyagkifáradás, napsugárzás.
1. Mechanikai igénybevételek
Jegyezze meg a mechanikai igénybevételek fajtáit!
A mechanikai igénybevételek fajtái:
ejtés; ütődés; rázómozgás, lengés; nyomó igénybevétel.
1.1. Az ejtés
Jegyezze meg, milyen esetben éri a szállított terméket ejtés igénybevétel!
Az ejtés a leggyakrabban előforduló dinamikus igénybevétel. Ebben az esetben a csomagolás sarkával vagy élével valamekkora magasságból leesik. Rendszerint a szakszerűtlen vagy gondatlan árukezelés következménye be-, ki- és átrakás során. A szállítóeszköz hirtelen megállása vagy indítása is okozhat az áru tehetetlenségéből eredő ejtési igénybevételt, mivel az megbillenhet vagy borulhat.
1.2. A felütközés
Jegyezze meg, mikor beszélünk felütközésről! Fogalmazza meg, mit határoz meg a G érték a termék érzékenységével kapcsolatban!
Felütközés esetén a csomagolás nem élével vagy sarkával ütközik, hanem valamelyik oldalával. Tipikus példa erre, amikor a jármű gyorsításakor vagy lassításakor a csomagolás a raktér valamely falának ütközik, vagy árukezelés során úgy esik le, hogy teljes oldalfelülettel érkezik a talajra. Minél nagyobb a termék érzékenysége, azaz minél kisebb az ellenállása a fellépő igénybevétellel szemben - adott ejtési magasság esetén -, annál nagyobb fékezési út kell a termék megóvásához. Ez az egyik döntő feltétele a párnázat megválasztásának, elhelyezésének és szerkezetének. A párnázóanyagok gyártói a térfogategységre jutó tömeg és a vastagság kiszámításához a termékek érzékenységi fokát G-értékben adják meg.
Az optimális áruvédelem megtervezéséhez általában előnyben részesítik a mértékadó értékek kísérleti megállapítását az igénybevételeket utánzó készülékek (pl. ejtőasztal, ejtődaru, lejtőpálya) segítségével. Az ismeretlen G-értéket az ejtési magassággal helyettesítik.
A szállítás során jelentkező dinamikus igénybevételek károsíthatják a csomagolást
9.1. ábra
Lejtőpályás vizsgálat esetén a csomagolást sík falu kocsira helyezve modellezik a felütközések hatását
9.2. ábra
1.3. Ütődés
Jegyezze meg, mikor beszélünk ütődésről!
Az eddig leírt igénybevételek a csomagolás egész felületét, egyik élét vagy sarkát érhetik. A gyakorlatban ilyen jellegű dinamikus hatás akkor is előfordul, ha pl. molnártargoncát, emelővillát vagy más anyagmozgató eszközt, ill. elemet a csomagolásnak ütköztetnek vagy az árukezeléskor az egyik csomagolás sarka a másikhoz ütődik.
Molnártargonca és emelővilla
9.3. ábra
Eltekintve a csomagolt terméket érő igénybevételtől, járulékos hatás is fellép. A csomagolóeszköz az érintkezés helyén behajlási és átütési igénybevételnek is ki van téve. Ha - mint ez gyakori eset - a termék az ily módon igénybe vett csomagolóeszköz belső felülete mentén van, a legtöbbször maga is megsérül. Könnyen keletkezhet alakváltozás, karcolás vagy egyéb felületi sérülés, ami kellemetlen és költséges reklamációkra ad lehetőséget.
Ütődés hatásának vizsgálata laboratóriumban
9.4. ábra
Jegyezze meg, mi ellen nyújt védelmet a biztonsági hézag!
Az ütés káros hatása a leghatékonyabban a termék külső felülete és a csomagolóeszköz belsőfala közötti biztonsági hézag tartásával előzhető meg. Legcélszerűbb a sarokpárnázás. A biztonsági hézag kialakításával egyidejűleg a megnövelt fékezési út révén csökkenthető az ütőhatás ereje, a sarokpárna célszerű kialakításával pedig a csomagolás halmazolási szilárdsága is növelhető.
1.4. Rázómozgások és lengések
Jegyezze meg, miből adódhat lengési igénybevétel!
Menet közben csaknem valamennyi szállítóeszköz rázkódik, ezt pedig a rakfelületen át a csomagolásra és ezzel együtt a termékre továbbítja. Az ilyen rázkódásokat a szállítóeszköz rugórendszere egyenletes frekvenciájú lengéssé alakítja át, amely azonos módon adódik át a termékre
A lengés két jellemzője:
az amplitúdó, vagyis a kilengés nagysága, ez határozza meg a lengés intenzitását, a frekvencia, amely az egy másodpercre jutó lengések száma, mértékegysége Hz (hertz).
Lengési igénybevételek eredhetnek:
vasúti szállítás során sínillesztéseknél, kitérőknél; légi szállítás során a motor működéséből; vízi szállítás során a hullámoktól, valamint szintén a motor működéséből.
A rázó mozgások modellezésére hidraulikusan mozgatott rázóasztal szolgál
9.5. ábra
1.5. Nyomó igénybevétel
Sorolja fel a nyomó igénybevételek csoportjait! Fogalmazza meg, mit értünk halmazolási nyomás és szorítónyomás alatt!
Amíg a korábban ismertetett igénybevételek dinamikus hatásokra vezethetők vissza, a nyomás statikus jellegű. A nyomó igénybevételeket két főcsoportba osztják:
függőleges irányú halmazolási nyomás és vízszintes irányú szorítónyomás.
A halmazolási nyomása csomagolások (termékek) közvetlen egymásra helyezésekor fordul elő. A szállítóeszközökön a függőleges irányú gyorsulások, ill. lassulások miatt nem a statikus, hanem a sebességváltozás okozta nagyobb, dinamikus nyomás hat.
A vízszintes vagy keresztirányú nyomó-igénybevételt (szorítónyomást) főleg a csomagolás daruzása vagy az emelőtargonca, ill. más anyagmozgató gép megfogó szerkezete váltja ki.
A halmazban a legalsó csomagolást éri a legnagyobb terhelés. Általában a következő halmazolási magasságokkal kell számolni:
szárazföldi szállítóeszköz (szállítótartály is) 2 m, tengeri hajó fedélközében 4,5 m-ig, tengeri hajó hombárjában 8 m-ig, állvány nélküli raktárban általában 4,5 m, legfeljebb 6 m.
A halmazolási nyomás az alul lévő egységeket terheli leginkább
9.6. ábra
1.6. A termék megóvása az ütközéstől
A fékút növelése
Fogalmazza meg, hogyan csökkenti a fékút növelése a termékre ható erőhatást!
A fékezési út hossza megfelelően rugalmas csomagolóanyag megválasztásával, ill. az ütközés felemésztésére alkalmas szerkezetű csomagolóeszközzel növelhető. Ha kell, járulékos párnázat is beépíthető. A párnázat a csomagolás szerkezeti eleme, főfeladata a fékezési út szabályozása.
Egy hűtőgépet kétféle csomagolással látunk el. Első esetben egy 10 mm vastag hullámpapír dobozba csomagoljuk. Második esetben a hullámpapír doboz és a termék közé elhelyeztünk még 20 mm habidomot is. Hullámpapír csomagolás esetén a fékút 10 mm, ez képes elnyelni az ütközés energiáját. A második esetben a fékút 10 + 20 = 30 mm, hiszen a hullámpapír és a habidom együttesen tudja védeni a terméket.
Ha a fékút nő, akkor a termék hosszabb úton áll meg, azaz kisebb lesz a lassulása. A lassulásból származó, a termékre ható erő (Newton törvénye alapján) számítható az
F=ma
képlettel, ahol
F: a lassulásból származó erő, m: a termék tömege, a: a termék lassulása.
Ha tehát a lassulás kisebb, akkor a termékre ható erő is kisebb.
A fékút értelmezése
9.7. ábra
A termék rögzítése
Jegyezze meg, milyen módszerekkel történhet a termék és a szállítási egységek rögzítése!
Az ütközési hatások elhárításának leghatékonyabb módja a termék megfelelő rögzítése a szállítóeszközön. Ha ez természetes módon, azaz a szállítótér hézag nélküli kitöltésével nem lehetséges, a terméket járulékos elemekkel kell rögzíteni. Erre a célra egyes vállalatok a 600×600 vagy 900×1200 mm méretű, felfújható légpárnát ajánlják. Az a remény azonban, hogy ütközéskor felemésztik a teljes energiát, nem teljesült. Az ütközésből eredő energia egy kis része szinte mindig átadódik a csomagolásoknak. Legfontosabb szerepük, hogy meggátolják a csomagolások leesését vagy átbukását.
A légpárna alkalmazása
9.8. ábra
Szállítási egységek rögzítése
A kisebb csomagolásokat gazdasági okokból egységrakománnyá, ill. daruzható szállítási egységgé fogják össze. Ez a megoldás a vízszintes irányú ütközési és az ejtési igénybevétel lehetőségét csökkenti. Ezzel szemben a tolatási ütközés, a hirtelen fékezés, ill. a viharos tengeren a hajó himbáló mozgása folytán létrejövő erők igyekeznek az egységrakományokat meglazítani.
A megfelelő rögzítés megvédi a rakományt az elmozdulástól
9.9. ábra
2. Fizikai-kémiai igénybevételek
Jegyezze meg a fizikai-kémiai igénybevételek fajtáit!
A fizikai-kémiai igénybevételek fajtái:
klimatikus hatások, anyagkifáradás, napsugárzás hatása.
2.1. A klíma igénybevételek
Jegyezze meg, milyen hatások tartoznak a klíma igénybevételek közé!
A logisztikában, mivel az áruáramlások zöme szabadtéren zajlik, és időtartama is jelentős, ezért a meteorológiai viszonyok és változásaik nagymértékben hatnak a termék-csomagolás rendszerekre. Vizsgálati tapasztalatok szerint, a leggyakoribb károkozó tényezők:
Magas, illetve alacsony hőmérséklet Gyors hőmérsékletváltozás Magas relatív légnedvesség tartalom Közvetlen, illetve közvetett (harmat, dér, zúzmara) csapadék Napsugárzás Korrozív atmoszféra (pl. tengeri sós köd)
Jegyezze meg, milyen hatása van a klíma igénybevételeknek a csomagolásra!
Természetesen a logisztikában a mechanikai igénybevételek a klíma igénybevétellel együtt hatnak, és a következő kombinált károsító tényezőkkel kell számolni:
Nagy légnedvesség hatására páralecsapódás a becsomagolt terméken Nagy légnedvesség vagy csapadék hatására az arra érzékeny csomagolóanyagok szilárdság vesztése Magas hőmérsékleten egyes csomagolóanyagok lágyulása Alacsony hőmérsékleten egyes csomagolóanyagok elridegedése Egyes csomagolások szétfagyása Változó hőmérséklet hatására a becsomagolt termék térfogat változása, és az ebből eredő túlnyomás ill. vákuum Csomagolt fémtermékeken a magas nedvességtartalom miatti korrózió
A mechanikai vizsgálatokat a megfelelő klíma előkészítés után elvégezve választ lehet kapni arra, hogy a logisztikában előforduló klímák mindegyikén a termék-csomagolás rendszerek a mechanikai hatásokat képesek elviselni.
A papír és a papírlemez, valamint a belőlük készített csomagolóeszközök szilárdsági tulajdonságai a nedvességtartalomtól függnek. A nedvességtartalmat pedig elsősorban a csomagolás körüli mikroklíma határozza meg.
A nedvességtartalom növekedésével bizonyos határon túl csökken a csomagolószerek szilárdsága és ezzel párhuzamosan halmazolási ellenállása is. A papír és papírlemez minőségét 20 °C és 65% relatív légnedvesség tartalmú térben vizsgálják (repesztőnyomás, átütőmunka, torlónyomás, hajlítómerevség stb.). A halmazolási igénybevétel azonban a gyakorlatban nem az átlagos, hanem a pillanatnyi környezetben lép fel: a járművön, a mindenkori nappali és éjjeli időszakban, télen, a fűtetlen tároló- és átrakóhelyen, valamint a hajó hombárjában. A relatív légnedvesség-tartalom szinte mindig nagyobb, és a legtöbbször a csomagolások hosszabb időn át ennek a környezetnek vannak kitéve, ennek következtében a halmazolási ellenállás jelentősen csökken. Ha ezt a körülményt a csomagolóanyag minőségének megválasztásakor és a csomagolás kialakításakor nem veszik figyelembe, a csomagolás összeroppanása és a halmaz megdőlése miatt kár keletkezik.
2.2. Felületvédelem és a csomagolás
Jegyezze meg, milyen módszerekkel óvható meg a termék a klimatikus igénybevételektől!
A korrózió ellen védőcsomagolás taglalásakor abból lehet kiindulni, hogy a víz kizárása ma már nem okoz nehézséget. Sokféle vízzáró csomagolóanyag van, helyes alkalmazásukat a csomagolásban jártas szakembernek ismernie kell.
A lélegző csomagoláshoz a csomagolóeszköz belső oldallapjait gépcsomagoló papírral, vagy polietilénnel rétegelt papírral bélelik, kivéve a fenéklapot, amelyet nem kell okvetlenül kibélelni. A tetőlapra a vízzáró szigetelő csomagolóanyagot nem belül, hanem kívül kell elhelyezni, hogy a befolyt, felgyülemlő víz a későbbiekben a bélelést átszakítva ne csurogjon a termékre. Ahol ez nem lehetséges, a terméket vízzáró csomagolóanyaggal (pl. fóliával) kell burkolni.
A legnagyobb gondot azonban nem a víz, hanem a vízgőz okozza. A korrózió ellen védőcsomagolásnak a párát a védendő fémfelülettől teljesen távol kell tartania, vagy minőségében megváltoztatva ártalmatlanná kell tenni. Ez háromféleképpen érhető el:
a pára távoltartásával az érzékeny felülettől, a termékkel közvetlenül érintkező korróziógátló anyagokkal, olajjal, zsírral, műanyag vagy lakk alapú védőbevonattal, közvetve ható szerekkel a fémtárgy körüli csomagolási mikroklímát vegyi-fizikai úton úgy megváltoztatni, hogy abban korróziós hatás ne léphessen fel, a gázzáró csomagolásból kiszívott levegőnek semleges gázzal, olajjal stb. való pótlása útján.
Párazáró fólia alkalmazásával megelőzhető a korrózió
9.10. ábra
2.3. Anyagkifáradás (öregedés)
Jegyezze meg, mit értünk anyagkifáradás alatt!
A nagy műanyag szállítási csomagolóeszközök (pl. hordók) hajlamosak arra, hogy halmazolási ellenállásuk csökkenjen a hosszú ideig tartó nyomóterhelés és magasabb hőmérséklet hatására, ahogyan az a tengerentúli szállítás során előfordul. Ezt az állapotot kúszásnak (helytelenül hidegfolyásnak vagy tartósfolyásnak) nevezik. Hosszabb statikus terhelés hatására a papír alapú csomagolóeszközök terhelhetősége is csökken, különösen akkor, ha még dinamikus terhelésnek (pl. rázás, lengés) is ki vannak téve. Ha ilyen jellegű terhelések várhatók, ajánlatos a tartós gyakorlati igénybevételeknél is szigorúbb feltételek között végezni a vizsgálatot.
2.4. A napsugárzás hatása
A fény az elektromágneses sugárzás egyik formája, amely 300000 km/s sebességgel terjed a térben. Az elektromágneses sugárzás a hullámhossztól függően lehet röntgensugárzás, fénysugárzás, radar- és rádióhullám sugárzás. A rezgésszámot (frekvenciát) Hz-ben (Khz, Mhz stb.) a hullámhosszat nanométerben (1 nm=10-9 m) adják meg. Az elektromágneses hullámtartományból kimetszett fénysugárzásnál három tisztán elkülöníthető szakasz látható:
az ibolyántúli sugárzás (400 nm-ig), az emberi szem által fénynek érzékelt sugárzás, az. ún. látható tartomány a lilától a vörösig (400...750 nm), infravörös sugárzás (750 nm felett).
Jegyezze meg, milyen hatása van az ibolyántúli fénynek a műanyagokra!
Különböző anyagok a teljes színkép bizonyos frekvenciatartományába tartozó sugárzásra különféleképpen viselkednek. Az ibolyántúli sugárzás energiája (400 nm-ig) műanyag termékekben például molekulatördelődést okozhat. Ez ellen nyújtanak védelmet az ibolyántúli sugarak energiáját megkötő adalékok, amelyeket feldolgozáskor adalékolnak a műanyaghoz stabilizálási célból. Egyes átlátszó fóliák és más, fényre érzékeny csomagolószerek ibolyántúli sugárelnyelő lakkal vonhatók be. Védőhatásuk azonban általában 400 nm-nél (részben 350 nm-nél) rövidebb hullámhosszú sugarakra korlátozódik.
Jegyezze meg, miért van szükség a fénysugarak elleni védelemre!
A növényi és az állati zsírokban, olajokban valamint ezeket tartalmazó termékekben a 400 nm-nél nagyobb hullámhosszú látható fénysugarak az oxidációs folyamatot meggyorsítják. Ennek megakadályozására az említett hullámtartományokban is megfelelő fényzárást nyújtó csomagolóanyagokat kell használni. Ilyen a zöld, barna vagy vörösre színezett üveg, illetve fólia, a fém igmentálású különleges fólia, valamint az alumínium fóliával társított műanyag fólia. Utóbbinál ügyelni kell arra, hogy az Al-fólia mechanikai sérülés (hajtogatás, hajlítás) miatt ne váljék fényáteresztővé.
Megvilágítatlan filmek és fényérzékeny papírok védelmére nagy mennyiségű korommal feketére festett fotócsomagoló papírt gyártanak. Film csomagolásakor ezt rendszerint Al-fóliával társítják. A fényvédő csomagolóanyagok rendszerint egyúttal pára-, oxigén-, aroma- és gázzárók is. Ma már számos változatuk van "ibolyántúli sugarak elleni védelemre", "fényvédelemre", vagy "fényzáró" jelöléssel.
A fény elleni védelemhez megfelelő burkolat megválasztásakor tudni kell, hogy az adott termékre milyen hullámhosszú fénysugarak ártalmasak, a kiválasztott csomagolás milyen hullámhosszú sugárzást nyel el, ill. köt meg és tart távol a terméktől. Ibolyántúli sugárzást elnyelő stabilizátorokkal vagy a csomagolóanyag lakkozásával, rétegelésével mind a csomagolóanyag, mind a termék 400 nm alatti sugarakkal szembeni védelme megoldható. 400 nm feletti tartományban más megoldásokra van szükség.
Al-fólia tasak ibolyántúli sugárzás kivédésére
9.11. ábra

| Önellenőrző kérdések
1. Sorolja fel a mechanikai igénybevételek fajtáit!
2. Sorolja fel a fizikai-kémiai igénybevételek fajtáit!
3. Jelölje meg, hogy az alábbiak közül melyik igaz az ejtési igénybevételre!
| A szállítóeszköz hirtelen megállása vagy indítása is okozhatja.
| Abból adódik, ha az egyik csomagolás sarka a másik csomagolásra fejt ki hatást.
| A termékek közvetlen egymásra helyezése okozza.
| Az anyagmozgató gép megfogó szerkezetének nyomása váltja ki.
4. Jelölje meg, hogy az alábbiak közül melyik igaz az ütődés igénybevételre!
| A szállítóeszköz hirtelen megállása vagy indítása is okozhatja.
| Abból adódik, ha az egyik csomagolás sarka a másik csomagolásra fejt ki hatást.
| A termékek közvetlen egymásra helyezése okozza.
| Az anyagmozgató gép megfogó szerkezetének nyomása váltja ki.
5. Jelölje meg, hogy az alábbiak közül melyik igaz a szorítónyomás igénybevételre!
| A szállítóeszköz hirtelen megállása vagy indítása is okozhatja.
| Abból adódik, ha az egyik csomagolás sarka a másik csomagolásra fejt ki hatást.
| A termékek közvetlen egymásra helyezése okozza.
| Az anyagmozgató gép megfogó szerkezetének nyomása váltja ki.
6. Sorolja fel, honnan eredhetnek lengési igénybevételek!
7. Sorolja fel a nyomó igénybevétel csoportjait!
8. Jelölje meg, mi ellen nyújt védelmet a biztonsági hézag!
| Az ütközés ellen.
| A halmazolási nyomás ellen.
| Az ütődés ellen.
| A klimatikus hatások ellen.
9. Sorolja fel a klimatikus károkozó tényezőket!
10. Jelölje meg az alábbiak közül a klimatikus tényezők hatásaira igaz állításokat!
| A nedvességtartalom növekedésével csökken a csomagolószerek szilárdsága.
| A páratartalom növekedése a csomagolószerek halmazolási ellenállását növeli.
| Alacsony hőmérsékleten egyes csomagolóanyagok meglágyulhatnak.
| Változó hőmérséklet hatására a becsomagolt termék térfogata változhat, emiatt túlnyomás, illetve vákuum keletkezhet.
| Magas hőmérsékleten egyes csomagolóanyagok rideggé válhatnak.
11. Mi az anyagkifáradás?
12. Mi az ibolyántúli sugarak hatása a műanyagokra?
13. Miért van szükség fénysugarak elleni védőzáró burkolatra?