ASTM F2391-05 Стандартный метод испытаний для измерения целостности упаковки и уплотнений с использованием гелия в качестве индикаторного газа

Стандарт «ASTM F2391-05 Стандартный метод испытаний для измерения целостности упаковки и уплотнений с использованием гелия в качестве индикаторного газа», разработанный Американским обществом по испытаниям и материалам (ASTM), описывает метод испытаний, который можно использовать для измерения общей эффективности упаковки и герметизации различных типов и форм упаковки, а также типов прокладок/затворов. Ключевыми элементами этого метода являются:

• Гелий (используется как индикаторный газ)
• Детектор утечки гелия (масс-спектрометр)
• Тестовые приспособления для конкретных пакетов/продуктов

Большинство применений обнаружения утечек гелия являются разрушительными, то есть гелий необходимо вводить в упаковку после ее герметизации. Затем место инъекции необходимо закрыть или заклеить снаружи. В качестве альтернативы, если гелий можно ввести в свободное пространство перед герметизацией, метод может быть неразрушающим, поскольку все, что нужно сделать, это обнаружить утечку гелия из запечатанной упаковки.

Этот стандарт включает два метода испытаний: режим щупа и режим вакуума. Режим анализатора — ценная процедура для многих приложений, но он имеет большую вариативность в зависимости от того, как оператор проводит тест. Например, сжат ли пакет или нет, влияние множественных мелких утечек по сравнению с меньшим количеством крупных утечек, фоновая концентрация гелия, проницаемость пакета и скорость, с которой проводится сканирование. Ожидаются дальнейшие испытания для количественной оценки вариабельности этой процедуры.

Процедура A: Режим сканирования, упаковка сканируется снаружи на предмет утечки гелия в атмосферу или арматуру. Процедура B: Вакуумный режим, гелийсодержащая упаковка помещается в закрытую арматуру. После создания вакуума обнаруживается утечка гелия в замкнутый якорь (объем захвата). Часто приспособления изготавливаются на заказ для конкретного тестируемого пакета.

Чувствительность метода зависит от обнаружения:

• Крупные утечки: 10^-2 Па · м³/с до 10^-5 Па · м³/s
• Средние утечки: 10^-5 Па · м³/с до 10^-7 Па · м³/s
• Мелкие утечки: 10^-7 Па · м³/с до 10^-9 Па · м³/s
• Сверхтонкие утечки: 10^-9 Па · м³/с до 10^-11 Па · м³/s

Термины «большая», «средняя», «мелкая» и «сверхмелкая» являются относительными и не означают, что какая-либо конкретная скорость утечки является приемлемой. Требуемый уровень целостности определяется индивидуально в каждом конкретном случае. Для многих видов упаковки неприемлемыми считаются только крупные утечки, а возможность обнаружения более мелких утечек незначительна. Все показатели утечки, указанные в этом методе, основаны на пересчете фактических условий (на основе парциального давления гелия) на разницу давления в одну атмосферу и стандартные температурные условия.

Этот стандарт может применяться к любому типу упаковки: гибкой, полужесткой или жесткой. Чувствительность, указанная в дополнительных данных для этого метода, относится к возможности обнаружения гелия, выделяемого образцом, и не зависит от формы упаковки. Данный метод неприменим к воздухопроницаемой или пористой упаковке. Полученные результаты могут быть качественными, полуколичественными или количественными в зависимости от используемой процедуры.

Проектирование испытательного приспособления не входит в сферу применения данного метода, за исключением того, что для разных применений (с разными типами упаковки и требованиями к целостности упаковки) потребуются разные конструкции. Кроме того, выбор и конструкция приспособлений определяются тем, на каком этапе производственного процесса будут проводиться испытания, иными словами, контролем качества и результатами исследований.

Обе эти процедуры испытаний (режим щупа или вакуумный режим) требуют, чтобы в проверяемой упаковке на стороне, противоположной датчику течеискателя (обычно внутри упаковки), имелся измеримый уровень гелия. Если упаковка не может или не должна быть запечатана гелием, испытательное приспособление, используемое для данного испытания, должно обеспечивать подачу гелия в соответствующем месте и в соответствующее время цикла испытания. Исключением является упаковка с серьезной утечкой, для которой применяется разновидность метода заполнения под давлением гелия или замачивания.

Для целей настоящего стандарта применяются термины и определения, приведенные в «ASTM D996-23 Стандартная терминология для упаковочных и распределительных сред», «ASTM F17-17 Стандартная терминология для первичной барьерной упаковки» и «ASTM F1327-05 Стандартная терминология для барьерных материалов для медицинской упаковки», а также следующие определения:

• Фактическая скорость утечки гелия, измеренный уровень сигнала скорости утечки гелия, устанавливается на уровне движущей силы при концентрации 101 процентов при 1,0 кПа (100 атмосфера).
• Воздухопроницаемая/пористая упаковка — это упаковка, которая намеренно позволяет газам или парам свободно, полностью или частично, проникать в упаковку и выходить из нее.
• Гибкая упаковка — это упаковка (обычно пакеты, сумки и мешки), изготовленная из материалов, которые можно легко согнуть.
• Непроницаемая упаковка — это упаковка, изготовленная из материалов (обычно металла или стекла), которые препятствуют проникновению газов или паров в упаковку или выходу из нее.
• Измеренная скорость утечки гелия представляет собой уровень сигнала гелия, полученный в соответствии с фактической концентрацией гелия в упаковке.
• Дегазация — это высвобождение адсорбированного, абсорбированного или физически захваченного газа с поверхности конструкции.
• Критерием «прошел/не прошел» является заранее определенная фактическая скорость утечки гелия, при которой испытуемая упаковка считается дефектной и, следовательно, неприемлемой.
• Полужесткая упаковка — это упаковка, которая обычно формируется в блистеры или лотки, на которые в качестве укупорочной среды наносятся соответствующие укупорочные материалы (обычно термоформуемые или холодноформуемые материалы).

Наша организация имеет сильный коллектив, который внимательно следит за развитием событий в области науки и техники в мире и постоянно совершенствуется. Среди многочисленных исследований по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, предоставляемых предприятиям различных секторов, также имеются услуги по испытаниям в соответствии со стандартом «ASTM F2391-05 Стандартный метод испытаний для измерения целостности упаковки и уплотнений с использованием гелия в качестве индикаторного газа».