隨著瓦楞紙箱行業(yè)的發(fā)展，用戶對(duì)瓦楞紙箱的質(zhì)量要求越來越高。瓦楞紙箱的強(qiáng)度不夠，在包裝、堆碼或運(yùn)輸中出現(xiàn)變形、壓塌或破損等問題時(shí)常困擾著廠商。筆者公司針對(duì)瓦楞紙箱行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了一系列調(diào)研，調(diào)研結(jié)果表明：瓦楞紙箱的強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度和堆碼強(qiáng)度)既是評(píng)價(jià)瓦楞紙箱的重要指標(biāo)，又是設(shè)計(jì)瓦楞紙箱的重要條件。

抗壓強(qiáng)度是瓦楞紙箱一個(gè)至關(guān)重要的性能指標(biāo)，其不僅反映瓦楞紙箱制造工藝的綜合特性，還直接影響瓦楞紙箱在使用過程中的安全性能，目前已作為瓦楞紙箱日常檢測(cè)和驗(yàn)收工作中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

為保證瓦楞紙箱包裝件在整個(gè)運(yùn)輸倉儲(chǔ)期限內(nèi)具有足夠的抗壓強(qiáng)度，安全系數(shù)K值應(yīng)大于1，內(nèi)裝物起到支撐作用的一般K值取1.65以上，不能起到支撐作用的一般K值取到2以上。但GB/T6543-2008《運(yùn)輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱》標(biāo)準(zhǔn)中并沒有給出其他情況下的K值數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的選取條件。在這種情況下，按照此標(biāo)準(zhǔn)就無法確定瓦楞紙箱實(shí)際需求的抗壓強(qiáng)度，只能采用試驗(yàn)方法測(cè)量瓦楞紙箱的最大抗壓強(qiáng)度。對(duì)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境熟悉的客戶會(huì)從一些文獻(xiàn)或公司的標(biāo)準(zhǔn)中選擇合適的K值，而對(duì)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境不熟悉的客戶又缺乏必要的技術(shù)資料，將無從選擇合適的K值，這時(shí)選擇的抗壓強(qiáng)度值就會(huì)帶有一定的盲目性，往往造成包裝強(qiáng)度設(shè)計(jì)不合理。

現(xiàn)在假設(shè)一個(gè)瓦楞紙箱包裝件，雙層瓦楞紙箱，內(nèi)裝物不承壓，包裝件外尺寸為400mm×400mm×400mm，重量為20kg，堆碼層數(shù)為7層(或封閉車廂內(nèi)部高度2.7m)。下面根據(jù)不同公式計(jì)算堆碼載荷，并對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。需說明的是，本文堆碼層數(shù)的計(jì)算值一律向上取整，如計(jì)算堆碼層數(shù)6.7層，取整為7層。

(1)GB/T6543-2008標(biāo)準(zhǔn)，安全系數(shù)K值取5。

P=K×G×(H–h)÷h×9.8=5×20×6×9.8=5880N

式中：P為抗壓強(qiáng)度，單位N;K為強(qiáng)度安全系數(shù);G為瓦楞紙箱包裝件重量，單位kg;H為為堆碼高度，單位mm，一般不高于3000mm;h為為瓦楞紙箱高度，單位mm。

(2)ISTA 1C標(biāo)準(zhǔn)，使用壓力試驗(yàn)機(jī)到壓后立即釋放壓力。

Load=[1300 +(Wt×9.8)+ 530×(L +W)]×1.4=[1300+(20×9.8)+530×(0.4 + 0.4)]×1.4 =2688N

式中：Load為計(jì)算載荷，單位N;Wt為為瓦楞紙箱包裝件重量，單位kg;1300為施加壓力最小值，單位N;530為公式計(jì)算值;L為包裝件長度，單位m;W為包裝件寬度，單位m;1.4為壓力對(duì)時(shí)間的補(bǔ)償系數(shù)。

(3)ISTA 2A標(biāo)準(zhǔn)，使用壓力試驗(yàn)機(jī)到壓后立即釋放壓力，F(xiàn)值取5。

Load=[Wt×(S–1)×F×9.8]×1.4=[20×(7–1)×5×9.8]×1.4=8232N

式中：Load為計(jì)算載荷，單位N;Wt為瓦楞紙箱包裝件重量，單位kg;S為包裝件的堆碼層數(shù);F為補(bǔ)償系數(shù)，范圍一般在3～6，如果包裝件在流通過程有倉儲(chǔ)堆碼，建議最小選擇5，否則建議最小選擇4;1.4為壓力對(duì)時(shí)間的補(bǔ)償系數(shù)。

(4)FedEX-A標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)值取5。

Load=0.007×(108–H)×L×W×F×0.454×9.8=0.007×(108–400÷25.4)×400÷25.4×400÷25.4×5×0.454×9.8=3563N

式中：Load為計(jì)算載荷，單位N;0.007為平均貨物密度，單位lbs/in3;108為運(yùn)輸過程中貨物最大堆碼高度，單位in;H為單個(gè)包裝件的高度，單位in;L為單個(gè)包裝件的長度，單位in;W為單個(gè)包裝件的寬度，單位in;F為與濕度、時(shí)間和堆碼方式有關(guān)的系數(shù);0.454為磅和千克間的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

(5)Item 180標(biāo)準(zhǔn)，使用壓力試驗(yàn)機(jī)到壓后立即釋放壓力，DF值取7。

Load=162×(2.7–h)×(l×w)×DF×9.8=162×(2.7–0.4)×0.4×0.4 ×9.8 ×7=4090N

式中：Load為計(jì)算載荷，單位N;162為貨物平均密度，kg/m3;2.7為車輛有效堆碼高度，單位m;h為單個(gè)包裝件的高度，單位m;l為單個(gè)包裝件的長度，單位m;w為單個(gè)包裝件的寬度，單位m;DF為設(shè)計(jì)系數(shù)。

值得注意的是，當(dāng)包裝件重量小于14kg或體積不超過0.056m3時(shí)，堆碼高度由2.7m降低為1.4m，瓦楞紙箱的堆碼載荷也隨之降低。

(6)ASTM D4169車輛堆碼標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)值取7，同種包裝件堆碼試驗(yàn)。

Load=M×J×(H–h)÷h×F=20×9.8×(2.7–0.4)÷0.4×7=8232N

式中：Load為計(jì)算載荷，單位N;M為瓦楞紙箱包裝件重量，單位kg;J為公制轉(zhuǎn)換系數(shù)，9.8N/kg;H為堆碼高度，取2.7m;h為單個(gè)包裝件的高度，單位m;F為補(bǔ)償系數(shù)。

上述計(jì)算公式中的F、DF與GB/T6543標(biāo)準(zhǔn)中的安全系數(shù)K值原理一致。其中，GB/T6543、ISTA 2A、FedEX-A標(biāo)準(zhǔn)的安全系數(shù)K值取5;ISTA 1C標(biāo)準(zhǔn)不涉及安全系數(shù);Item 180和ASTM D4169標(biāo)準(zhǔn)的安全系數(shù)在同種情況下的取值為7。

將上面各公式的計(jì)算值匯總，如表1所示。從表1數(shù)據(jù)中可以看出，ISTA 2A和ASTM D4169標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算載荷值為8232N，比GB/T6543計(jì)算的空箱抗壓強(qiáng)度值高出40%;ISTA 1C的計(jì)算堆碼載荷最小，僅為GB/T6543計(jì)算值的46%;6個(gè)計(jì)算公式的最大載荷與最小載荷之差為8232-2688=5544N，是最小值2688N的2倍。

無論瓦楞紙箱的空箱抗壓強(qiáng)度還是瓦楞紙箱包裝件的堆碼載荷，都是為了保證包裝件在實(shí)際流通過程中瓦楞紙箱具有足夠的強(qiáng)度，不會(huì)發(fā)生壓潰而導(dǎo)致內(nèi)裝物破損或倒塌現(xiàn)象的發(fā)生。

綜上所述，當(dāng)內(nèi)裝物或緩沖結(jié)構(gòu)不能承壓時(shí)，瓦楞紙箱將承擔(dān)全部的堆碼載荷，這種情況下，瓦楞紙箱的耐壓強(qiáng)度比空箱抗壓強(qiáng)度值的意義更大，所以更應(yīng)關(guān)注最終的堆碼強(qiáng)度載荷值。按照GB/T6543計(jì)算的抗壓強(qiáng)度會(huì)與其他運(yùn)輸包裝測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算載荷產(chǎn)生一定的偏差，甚至非常大的偏差。為此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)客戶實(shí)際測(cè)試需求，明確選擇運(yùn)輸包裝測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的堆碼計(jì)算公式，這樣計(jì)算的堆碼載荷要比GB/T6543的抗壓強(qiáng)度值更符合運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)的需求，這樣不僅可以彌補(bǔ)GB/T6543中K值選擇不明確的不足，還可以使設(shè)計(jì)的瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度更符合實(shí)際的需求，設(shè)計(jì)更加合理化。