Прочность на продавливание: тест Маллена и ECT
Продавливание — самая старая цифра в паспорте гофрокартона и самая непонятая. Разбираем, как её меряют, что она говорит о коробе и почему штабель по ней не посчитать.
Сопротивление продавливанию (bursting strength, тест Маллена) — это давление, при котором гофрокартон, зажатый по кольцу, лопается под резиновой мембраной. Показатель отвечает на вопрос, выдержит ли стенка удар изнутри или снаружи в одну точку: угол груза, кромку, штырь погрузчика. На вопрос, сколько ярусов выдержит штабель, он не отвечает.
В таблице норм ГОСТ Р 52901-2007 продавливание стоит первой строкой, и сравнивать марки по нему соблазнительно. Но «более прочный» по продавливанию короб может сложиться в штабеле, хотя по паспорту всё сходилось.
Что измеряет тест Маллена?
Тест Маллена измеряет, какое давление выдерживает лист картона на небольшом круглом участке, прежде чем порвётся. Название пошло от прибора: в Национальной классификации автомобильных грузов США (NMFC, Item 222-6) прочность на продавливание определена как сопротивление материала разрыву в фунтах на квадратный дюйм, измеренное «тестером Маллена».
Картон при этом работает на растяжение. Мембрана выгибает лист куполом, и рвётся он, когда не выдерживают плоские слои — лайнеры. Гофр в этой схеме почти не участвует, поэтому продавливание говорит в первую очередь о лайнерах, а не о конструкции листа.
Как измеряют продавливание по ГОСТ 13525.8-86?
Метод для бумаги и картона, включая гофрированный, — ГОСТ 13525.8-86 «Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления продавливанию». На него ссылается таблица 3 ГОСТ Р 52901-2007. В информационных данных стандарта сказано, что он полностью соответствует ISO 2758-83 (бумага) и ISO 2759-83 (картон).
- Отбор и подготовка. Из пробы берут 10 листов и вырезают из каждого по два образца, помечая одну и ту же сторону. Образцы кондиционируют: по п. 7.2 ГОСТ Р 52901-2007 — при 23 ± 1 °C и влажности 50 ± 2 % не менее 24 часов.
- Зажим. Образец закрепляют между кольцами с отверстием 31,50 мм для картона. Усилие прижима — не менее 5 000 Н, и для гофрокартона оно должно быть таким, чтобы образец не скользил, а гладкие слои не мялись.
- Нагружение. Насос подаёт под резиновую диафрагму глицерин со скоростью 170 ± 15 см³/мин, давление плавно растёт до разрыва. Автомат прекращает подачу в момент разрыва, манометр фиксирует пик.
- Счёт. По десять определений на каждой стороне, результат — среднее арифметическое, округлённое до трёх значащих цифр. Относительная погрешность метода — не более ±9 % при доверительной вероятности 0,95.
Из этих ±9 % следует практический вывод. Если протокол показал 1,05 МПа при норме 1,10, это ещё не приговор партии: расхождение меньше погрешности метода. По п. 6.5 ГОСТ Р 52901-2007 при неудовлетворительном результате испытания повторяют на удвоенной выборке от той же партии, и решает уже их результат.
Тот же стандарт даёт индекс продавливания — давление, делённое на массу квадратного метра, в кПа·м²/г. Индекс сравнивает бумаги разной плотности, им пользуются производители лайнеров. Покупателю коробок нужно абсолютное значение листа.
В каких единицах пишут продавливание?
В России — в мегапаскалях, со старыми кгс/см² в скобках. ГОСТ Р 52901-2007 так и пишет: «МПа (кгс/см²)». Для бумаг удобнее килопаскали, американские сертификаты пишут фунты на квадратный дюйм.
| Марка | МПа | кПа | кгс/см² по ГОСТ | кгс/см², точно | psi |
|---|---|---|---|---|---|
| Т-21 | 0,70 | 700 | 7,0 | 7,1 | 102 |
| Т-23 | 1,10 | 1 100 | 11,0 | 11,2 | 160 |
| Т-24 | 1,20 | 1 200 | 12,0 | 12,2 | 174 |
| Т-27 | 1,70 | 1 700 | 17,0 | 17,3 | 247 |
| П-34 | 2,00 | 2 000 | 20,0 | 20,4 | 290 |
Расхождение в колонках — не опечатка: стандарт округляет множитель до 10, и «11,2 кгс/см²» для Т-23 тоже верно. Сравнивать протоколы надёжнее в мегапаскалях.
Какие нормы продавливания у марок гофрокартона?
Таблица 3 ГОСТ Р 52901-2007 нормирует продавливание для двухслойного типа Д, трёхслойного Т двух классов и пятислойного П. У семислойного типа С строки продавливания нет: его нормируют по торцевому сжатию и толщине.
| Марка | Тип, класс | Продавливание, МПа (кгс/см²) | ECT, кН/м |
|---|---|---|---|
| Д | двухслойный | 0,20 (2,00) | не нормируется |
| Т-11 | трёхслойный, класс 1 | 1,10 (11,0) | 3,0 |
| Т-13 | трёхслойный, класс 1 | 1,50 (15,0) | 3,2 |
| Т-15 | трёхслойный, класс 1 | 2,00 (20,0) | 4,0 |
| Т-21 | трёхслойный, класс 2 | 0,70 (7,0) | 2,2 |
| Т-23 | трёхслойный, класс 2 | 1,10 (11,0) | 3,8 |
| Т-24 | трёхслойный, класс 2 | 1,20 (12,0) | 4,6 |
| Т-27 | трёхслойный, класс 2 | 1,70 (17,0) | 7,0 |
| П-33 | пятислойный | 1,70 (17,0) | 8,0 |
| П-37 | пятислойный | 2,80 (28,0) | 17,0 |
Когда продавливание важнее ECT?
Когда груз нагружает стенку в точке, а не по всей кромке. Торцевое сжатие (ECT) описывает сопротивление листа, поставленного на ребро, и отвечает за штабель. Продавливание описывает сопротивление плоскости и отвечает за прокол, распор и удар.
- Острые и жёсткие кромки внутри: металлические детали, уголки, крепёж, станины. Груз при толчке бьёт в стенку углом.
- Тяжёлый груз в неполном коробе. Предмет свободно ездит и при торможении машины встречает стенку всей массой.
- Сыпучий и мягкий распор: мешки, гранулы, текстиль навалом. Содержимое давит на стенки изнутри всю дорогу.
- Ручная перегрузка и сборный груз: короб роняют на угол соседнего, ставят на штырь погрузчика, на выступающую доску поддона.
- Одиночная отправка без штабеля. Если короб едет верхним ярусом или один, запас по ECT ему не нужен, а удар он получит обязательно.
Отдельно стоит прокол. Американская классификация измеряет его другим прибором — тестером Бича, в дюйм-унциях на дюйм разрыва, и допускает как альтернативу продавливанию. В ГОСТ Р 52901-2007 прокола нет вовсе, его согласуют отдельной строкой.
Почему высокое продавливание не гарантирует штабель?
Потому что продавливание и штабель держат разные части листа. Продавливание держат лайнеры на растяжение, штабель — лайнеры и гофр на сжатие вдоль волны. Можно поднять первое, не тронув второе.
Это видно по самому ГОСТу. У Т-15 продавливание 2,00 МПа, у Т-24 — 1,20, разница в 1,7 раза в пользу Т-15. А по торцевому сжатию впереди Т-24: 4,6 кН/м против 4,0. Т-11 и Т-23 продавливаются одинаково, при 1,10 МПа, но по ECT расходятся на 0,8 кН/м. Т-27 и П-33 выдают одни и те же 1,70 МПа при 7,0 и 8,0 кН/м сжатия.
Оговорка к паре Т-15 и Т-24: это разные классы. Рекомендуемое приложение А ГОСТ Р 52901-2007 отводит Т11–Т15 под тару «для упаковывания продукции, способных воспринимать статические (нагрузки штабеля) и динамические нагрузки», а Т21–Т27 и П31–П34 — под продукцию, которая нагрузку штабеля не воспринимает. Класс 1 рассчитан на груз, который сам несёт часть штабеля. Но Т-27 и П-33 стоят в одной группе приложения, и картина та же: продавливание одно, сжатие разное.
Несущую способность ящика считают от ECT, толщины листа и периметра по формуле McKee, и продавливания в ней нет. Есть и второй эффект: по данным работы Университета Чулалонгкорн 1985 года, продавливание почти не меняется после перевозки, пока лайнеры целы. Сжатие за то же время теряет заметную долю, и тест Маллена этого не покажет.
«Если ящик пойдёт под паллетный штабель, строки «продавливание не ниже 1,5 МПа» в ТЗ мало: это требование к лайнеру, а не к коробу. Первым делом спрашиваем, какое нужно сжатие.»
— Мария Соколова, главный технолог CARTONA
Как продавливание и ECT уживаются в американских правилах?
Как два равноправных пути. Item 222 Национальной классификации автомобильных грузов США задаёт требования к картонным коробам, а Item 222-1 в редакции NMF 100-AY01 2025 года даёт две формы круглого сертификата производителя: для коробов по продавливанию или проколу (таблица A) и для коробов по ECT (таблица B).
Путь через продавливание требует ещё и минимальной суммарной массы лайнеров. Ассоциация NMFTA в разборе сертификата от 27 сентября 2024 года так и описывает: первая строка — давление разрыва по Маллену, вторая — масса лайнеров на тысячу квадратных футов.
Соответствие двух путей видно по самим правилам. В Item 222-2 на стеклянную тару стоят пары «не менее 175 фунтов или ECT не менее 29 фунтов», «200 или 32», для двухстенного «275 или 48». В метрике это 1,21 МПа против 5,08 кН/м, 1,38 против 5,60 и 1,90 против 8,41.
Что записать в спецификацию?
Обе цифры и метод. Марка по ГОСТ Р 52901-2007 уже несёт пару норм, но при замене картона поставщик будет держаться за марку, а не за физику. Строка вида «продавливание не менее 1,20 МПа по ГОСТ 13525.8-86, ECT не менее 4,6 кН/м» переводит спор в протокол.
Какую из двух цифр поднимать — решает груз. Штабель на складе — запас по ECT, острые кромки и ручная перегрузка — запас по продавливанию, часто за счёт лайнера плотнее на наружной стороне. Если на опасный участок не хватает ни того, ни другого, это задача для вкладыша или уголка, а не для марки потолще.
У нас входной контроль картона идёт в собственной лаборатории с 2007 года: партию проверяют до того, как она уйдёт в работу.
Частые вопросы
- Что такое сопротивление продавливанию простыми словами?
- Это давление, при котором лист картона, зажатый по кольцу, рвётся под резиновой мембраной. Чем выше цифра, тем лучше стенка держит удар и прокол в одну точку. Для гофрокартона показатель нормирует таблица 3 ГОСТ Р 52901-2007, измеряют его по ГОСТ 13525.8-86.
- Почему тест называют тестом Маллена?
- По прибору. В американской классификации NMFC (Item 222-6) прочность на продавливание определена как сопротивление разрыву в фунтах на квадратный дюйм, измеренное тестером Маллена. В России тот же принцип описан в ГОСТ 13525.8-86 как гидравлический метод.
- Сколько продавливание у Т-23 и Т-24?
- По таблице 3 ГОСТ Р 52901-2007 у Т-23 не менее 1,10 МПа (11,0 кгс/см²), у Т-24 — не менее 1,20 МПа (12,0 кгс/см²). Торцевое сжатие у них 3,8 и 4,6 кН/м соответственно.
- Как перевести МПа в кгс/см²?
- Точно: 1 МПа = 10,2 кгс/см². ГОСТ Р 52901-2007 в скобках округляет множитель до 10, поэтому для Т-23 пишет 11,0 кгс/см², хотя точный пересчёт даёт 11,2. Для psi множитель 145: 1,10 МПа — около 160 psi.
- Можно ли по продавливанию выбрать короб под штабель?
- Нет. Штабель держит торцевое сжатие (ECT) вдоль гофров, а продавливание описывает разрыв лайнеров на растяжение. По ГОСТ у Т-27 и П-33 продавливание одинаковое, 1,70 МПа, а сжатие разное: 7,0 и 8,0 кН/м.
- Протокол показал продавливание чуть ниже нормы — это брак?
- Не обязательно. ГОСТ 13525.8-86 оценивает погрешность метода в ±9 % при доверительной вероятности 0,95. При неудовлетворительном результате п. 6.5 ГОСТ Р 52901-2007 требует повторить испытания на удвоенной выборке от той же партии.
- Есть ли норма продавливания у семислойного гофрокартона?
- Нет. Для типа С таблица 4 ГОСТ Р 52901-2007 нормирует торцевое сжатие от 15,0 до 21,0 кН/м, толщину и влажность. Нужна цифра продавливания для семислойного — её записывают в договор отдельно.
Коротко
Продавливание — давление разрыва картона под мембраной, меряют его по ГОСТ 13525.8-86, нормы марок даёт таблица 3 ГОСТ Р 52901-2007: от 0,20 МПа у двухслойного Д до 2,80 у П-37. Цифра отвечает за удар, прокол и распор, за штабель отвечает ECT. В спецификацию пишут обе и метод испытания.