Стандартен метод за изпитване на ASTM F2391-05 за измерване на целостта на опаковката и уплътнението с използване на хелий като трасиращ газ

Стандартът „ASTM F2391-05 Стандартен метод за изпитване за измерване на целостта на опаковката и уплътнението с използване на хелий като трасиращ газ“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване, който може да се използва за измерване на цялостната бариерна ефективност на опаковката и уплътнението на различни видове и форми на опаковки, както и видове уплътнения/затваряния. Ключовите елементи на този метод са:

• Хелий (използван като трасиращ газ)
• Детектор за течове на хелий (масспектрометър)
• Тестови приспособления, специфични за пакета/продукта

Повечето приложения за откриване на течове с хелий са разрушителни, което означава, че хелият трябва да се инжектира в опаковката, след като тя е запечатана. След това мястото на инжектиране трябва да се покрие или залепи отвън. Алтернативно, ако хелий може да бъде въведен в пространството над цилиндъра преди запечатването, методът може да бъде неразрушителен, тъй като всичко, което трябва да се направи, е да се открие излизането на хелий от запечатаната опаковка.

Този стандарт включва два метода за изпитване: режим на снифер и режим на вакуум. Режимът „снафър“ е ценна процедура за много приложения, но има по-голяма вариабилност в зависимост от това как операторът провежда теста. Например, дали пакетът е компресиран или не, ефектът от множество малки течове в сравнение с по-малко големи течове, фоновата концентрация на хелий, пропускливостта на пакета и скоростта, с която се извършва сканирането. Очакват се допълнителни тестове, за да се определи количествено променливостта на тази процедура.

Процедура A: Режим „Sniffer“, опаковката се сканира външно за изтичане на хелий в атмосферата или арматурата. Процедура Б: Вакуумен режим, опаковката, съдържаща хелий, се поставя в затворена арматура. След като вакуумът се изтегли, се открива изтичане на хелий в затворената арматура (обем на улавяне). Често приспособленията се изработват по поръчка за конкретния тестван пакет.

Чувствителността на метода зависи от откриването на:

• Основни течове: 10^-2 Па·м³/s до 10^-5 Па·м³/s
• Средни течове: 10^-5 Па·м³/s до 10^-7 Па·м³/s
• Фини течове: 10^-7 Па·м³/s до 10^-9 Па·м³/s
• Ултрафини течове: 10^-9 Па·м³/s до 10^-11 Па·м³/s

Термините „голям“, „среден“, „фин“ и „ултрафин“ са относителни понятия и не означават, че някаква конкретна степен на изтичане е приемлива. Индивидуалното приложение определя необходимото ниво на почтеност. За много приложения на опаковки само големи течове се считат за неприемливи, а способността за откриване на по-малки течове е незначителна. Всички посочени в този метод скорости на течове се основават на преобразуване на действителните условия (базирани на парциалното налягане на хелия) към разлика в налягането от една атмосфера и стандартни температурни условия.

Този стандарт може да се прилага за всякакъв вид опаковки – гъвкави, полутвърди или твърди. Чувствителността, посочена в подкрепящите данни за този метод, се отнася до откриваемостта на хелий, отделян от пробата, и не е функция на формата на опаковката. Методът не може да се прилага върху дишащи или порести опаковки. Получените резултати могат да бъдат качествени, полуколичествени или количествени, в зависимост от използваната процедура.

Проектирането на тестово приспособление не е в обхвата на този метод, с изключение на това, че за различните приложения (с различни видове опаковки и изисквания за целостта на опаковката) ще са необходими различни конструкции. Освен това, изборът и дизайнът на приспособлението се определят от това къде в производствения процес ще се извършват тестовете, с други думи, от контрола на качеството и резултатите от изследванията.

И двете процедури за изпитване (режим на сензор или вакуумен режим) изискват тестваната опаковка да има измеримо ниво на хелий от страната на опаковката, противоположна на сензора за течове (обикновено вътрешността на опаковката). Ако опаковката не може или не трябва да бъде запечатана с хелий, изпитвателното устройство, използвано за това изпитване, трябва да осигурява въвеждане на хелий на подходящото място и време по време на изпитвателния цикъл. Изключение от това е опаковка със сериозен теч, при която се прилага вариант на техниката за запълване под налягане с хелий или накисване.

За целите на този стандарт се прилагат термините и определенията в „ASTM D996-23 Стандартна терминология за опаковъчни и разпределителни среди“, „ASTM F17-17 Стандартна терминология за първични бариерни опаковки“ и „ASTM F1327-05 Стандартна терминология за бариерни материали за медицински опаковки“, както и следните определения:

• Действителната скорост на изтичане на хелий, измереното ниво на сигнала за скорост на изтичане на хелий, се задава като движеща сила с концентрация от 101 процента при 1,0 KPa (100 атмосфера).
• Дишаща/пореста опаковка е опаковка, която умишлено позволява на газове или пари да преминават свободно, изцяло или частично, в и извън опаковката.
• Гъвкавите опаковки са опаковки (обикновено торби, пликове и чували), изработени от материали, които могат лесно да се огъват.
• Непропускливата опаковка е опаковка, изработена от материали (обикновено метал или стъкло), които предотвратяват навлизането на газове или пари в или извън опаковката.
• Измерената скорост на изтичане на хелий е нивото на сигнала за хелий, получено според действителната концентрация на хелий в опаковката.
• Дегазирането е освобождаването на адсорбиран, абсорбиран или физически задържан газ от повърхността на дадена конструкция.
• Критерият за преминаване/не преминаване е предварително определената действителна скорост на изтичане на хелий, при която тестваната опаковка се счита за дефектна и следователно неприемлива.
• Полутвърдата опаковка е опаковка, която обикновено се оформя в блистери или тарелки, върху които се нанасят подходящите затварящи материали като затваряща среда (обикновено термоформуеми или студеноформуеми материали).

Нашата организация разполага със силен екип, който следи отблизо развитието в областта на науката и технологиите по света и непрекъснато се усъвършенства. Сред многобройните проучвания за изпитване, измерване, анализ и оценка, предоставяни на предприятия в различни сектори, има и услуги за изпитване в съответствие със стандарта „ASTM F2391-05 Стандартен метод за изпитване за измерване на целостта на опаковки и уплътнения с използване на хелий като трасиращ газ“.