تحليل شامل لتقنية الكشف عن تسرب علب الصفيح
وسيلة تقنية أساسية لضمان سلامة التغليف.
تُعدّ علب الصفيح من أهمّ حاويات التعبئة والتغليف في الصناعات الغذائية والكيميائية والصيدلانية، إذ يؤثر أداء إحكام إغلاقها بشكل مباشر على جودة المنتج وسلامته وفترة صلاحيته. وبالنسبة لعلب الصفيح سعة لتر واحد تحديدًا، ونظرًا لسعتها المتوسطة وتعدد استخداماتها، أصبح الكشف عن التسريب عنصرًا أساسيًا في مراقبة الجودة خلال عملية الإنتاج. ستتناول هذه المقالة بالتفصيل مختلف طرق الكشف عن التسريب في علب الصفيح، ومبادئها التقنية، ونقاط تشغيلها.
أولاً: أهمية الكشف عن تسرب علب الصفيح
تتميز علب الصفيح بمزايا عديدة، منها قدرتها العالية على حجب الضوء، ومتانتها، وخصائصها المعدنية الزخرفية الجيدة، ولذا فهي تُستخدم على نطاق واسع في تغليف منتجات متنوعة كحليب البودرة، والمعلبات، والشاي، والمنتجات الصحية. مع ذلك، فإن سوء إحكام إغلاق العلبة قد يؤدي إلى تلف المحتويات أو تلوثها أو تسربها، مما ينتج عنه خسائر اقتصادية، فضلاً عن مخاطر تتعلق بسلامة الغذاء.
بالنسبة لعلب الصفيح سعة لتر واحد، قد تحدث التسريبات عند لحامات جسم العلبة، أو آلية التثبيت، أو مانع تسرب الغطاء. لذا، يجب استخدام أساليب كشف موثوقة أثناء عملية الإنتاج لتحديد المنتجات المعيبة وإزالتها فورًا، لضمان جودة وسلامة المنتجات الخارجة من المصنع.
ثانيًا: طرق الكشف الرئيسية عن التسرب والمبادئ التقنية
1. طريقة الكشف عن تسربات حمام الماء
تُعدّ طريقة الكشف عن التسرب باستخدام حمام الماء طريقة تقليدية وشائعة الاستخدام، وتعتمد بشكل أساسي على التشغيل اليدوي. وتقوم هذه الطريقة على استخدام التوجيه المغناطيسي أو تجهيزات خاصة لتحريك جسم العلبة في حمام مائي، ويقوم المشغل بتحديد مدى إحكام الإغلاق من خلال مراقبة تكوّن الفقاعات.
تتم عملية التشغيل المحددة كما يلي: يُغمر جسم العلبة في حمام مائي ويُحرك ببطء عبر نظام ناقل. إذا كان جسم العلبة به نقطة تسريب، فسيتسرب الهواء الداخلي من تلك النقطة، مُشكلاً تيارًا مستمرًا من الفقاعات، والتي يمكن للمشغل استخدامها لتحديد المنتجات المعيبة.
تُعدّ هذه الطريقة فعّالة بشكل خاص مع علب الصفيح، إذ يتحكّم نظام التوجيه المغناطيسي بثبات في مسار حركة العلبة الفولاذية في الماء. مع ذلك، تعتمد هذه الطريقة على التقدير اليدوي، وكفاءتها في الكشف منخفضة نسبيًا، كما تتطلب خبرة عالية من المُشغّل.
2. طريقة اختبار انخفاض الضغط
يُعد اختبار انخفاض الضغط طريقةً أكثر دقةً للكشف عن التسرب، ويتضمن نوعين: اختبار التسرب تحت الضغط واختبار التسرب تحت الفراغ. وتتلخص إجراءات اختبار التسرب تحت الضغط فيما يلي: يُغلق فتحة العلبة الفارغة بسدادة مطاطية، ثم يُوصل ضاغط هواء، ويُرفع الضغط الداخلي تدريجيًا إلى 0.7 كجم/سم² ويُحافظ عليه لمدة دقيقتين. بعد ذلك، تُغمر العلبة الفارغة في خزان زجاجي مملوء بالماء، ويُلاحظ ما إذا كانت الفقاعات تتشكل باستمرار من أي جزء من جسم العلبة.
يتضمن اختبار تسرب الفراغ ملء العلبة بالماء بنسبة 80-90% من سعتها، وإغلاق فتحة العلبة بلوحة من البلكسي جلاس مع حلقة مطاطية، وتقليل الضغط الداخلي إلى 6.8 × 10⁴ باسكال (510 ملم زئبق) باستخدام مضخة تفريغ، والحفاظ على هذا الضغط لأكثر من دقيقة واحدة مع مراقبة وجود فقاعات داخل العلبة.
يمكن لكلا الطريقتين تحديد نقاط التسرب على مستوى الميكرون بشكل فعال، والنتائج بديهية وموثوقة.
3. طريقة الكشف الإلكتروني عن التسرب
يعد الكشف الإلكتروني عن التسرب تقنية اختبار أكثر تقدمًا، تم تقديمها لأول مرة بواسطة باماسول في عام 1993. تستخدم هذه التقنية أجهزة استشعار إلكترونية عالية الحساسية للكشف عن تسربات الوقود الدافعة الصغيرة التي تصل إلى 0.003 مل.
يكشف جهاز الكشف الإلكتروني عن التسرب عن وجود التسربات من خلال مراقبة التغيرات في تركيبة الغاز المحيط بجسم العلبة. يتميز بدقة وسرعة عاليتين، مما يجعله مناسبًا لمراقبة الجودة في خطوط الإنتاج عالية السرعة.
4. طريقة قياس الضغط للكشف عن التسرب
في عام ١٩٩٦، طرحت شركة باماسول جيلاً جديداً من أجهزة كشف التسربات بقياس الضغط. تُنجز هذه الطريقة ثلاث خطوات رئيسية في دورة كشف واحدة: أولاً، فحص فتحة العلبة للتأكد من عدم وجود تشوه أو خلل في إحكام إغلاقها؛ ثانياً، تفريغ الهواء بين حافة العلبة وختم الكشف لخفض الضغط إلى الصفر؛ وأخيراً، قياس الضغط لمدة ٢-٣ ثوانٍ. إذا كان الضغط في الحيز المُحكم الإغلاق ≥ ١٥٠ باسكال، يُعتبر أن العلبة بها تسرب.
تجمع هذه الطريقة بين التقنيات الميكانيكية والإلكترونية، مما يوفر الراحة والسرعة والموثوقية، وقد أصبحت واحدة من تقنيات الكشف الرئيسية في خطوط الإنتاج الحديثة.
ثالثًا: معدات وتطبيقات الاختبار الاحترافية
1. جهاز اختبار أداء منع التسرب
توفر أجهزة الاختبار الاحترافية، مثل جهاز "MFY-02 لاختبار أداء الإحكام" الذي طورته شركة جينان سايشنغ، طريقة اختبار موحدة لعلب الصفيح. يتوافق هذا الجهاز مع معيار GB/T 15171-94 "طريقة اختبار أداء إحكام التغليف المرن" ومعيار ASTM D3078، ويستخدم وحدة إمداد هواء مدمجة، مما يُغني عن الحاجة إلى مصدر هواء خارجي؛ فهو جاهز للاستخدام بمجرد توصيله بالكهرباء. إجراء التشغيل كالتالي: ضع العينة تحت الغطاء المحكم واغمرها في الماء. بعد ضبط المعايير، شغّل الجهاز. ستقوم وحدة إمداد الهواء بسحب الهواء من حجرة التفريغ، وستدخل تلقائيًا في وضع الاختبار بعد الوصول إلى مستوى التفريغ المحدد مسبقًا. يراقب المشغل ما إذا كانت الفقاعات تتولد باستمرار خلال فترة التفريغ لتحديد أداء إحكام العينة.
2. خدمات اختبار الطرف الثالث
بالنسبة لشركات التصنيع التي تتطلب شهادات معتمدة، يمكن الاستعانة بوكالات اختبار خارجية. تستخدم هذه الوكالات، وفقًا للمعايير الوطنية مثل GB/T 14251، معدات متخصصة لإجراء اختبارات قوة الإحكام، واختبارات التسرب، واختبارات مقاومة الضغط، وفحوصات المظهر على العلب المعدنية، وتقدم تقارير تقييم موضوعية ونزيهة.
تكمن مزايا اختبار الطرف الثالث في استقلاليته واحترافيته، مما يمكن أن يساعد الشركات على تحديد المخاطر المحتملة، وتحسين عمليات الإنتاج، وتحسين جودة المنتج.
رابعاً: اقتراحات لاختيار وتنفيذ أساليب الاختبار
1. اختيار الطريقة المناسبة بناءً على احتياجات الإنتاج
ينبغي على الشركات ذات الأحجام المختلفة وبيئات الإنتاج المختلفة اختيار أساليب الاختبار المناسبة بناءً على ظروفها الخاصة: قد تكون المؤسسات الصغيرة والمتوسطة الحجم أكثر ملاءمة للأساليب منخفضة التكلفة مثل الكشف عن التسرب في حمام الماء أو اختبار انخفاض الضغط؛ في حين أن مؤسسات التصنيع الكبيرة قد تحتاج إلى الاستثمار في معدات أكثر آلية مثل الكشف الإلكتروني عن التسرب أو اختبار الضغط.
2. الاحتياطات أثناء التنفيذ
ينبغي مراعاة النقاط التالية عند تطبيق نظام الكشف عن التسرب: التأكد من أن بيئة الاختبار تفي بالمتطلبات، بما في ذلك نظافة المياه ودقة التحكم في الضغط؛ معايرة وصيانة معدات الاختبار بانتظام لضمان موثوقية نتائج الاختبار؛ وتوفير التدريب المهني للمشغلين لتحسين اتساق ودقة الكشف.
خامساً: الخاتمة
يُعدّ الكشف عن تسربات علب الصفيح عنصراً أساسياً لضمان جودة التغليف. ومع التطورات التكنولوجية، تطورت أساليب الاختبار من الطرق التقليدية باستخدام حمام الماء إلى أنظمة الكشف الإلكترونية والذكية الحديثة، مما حسّن بشكل ملحوظ كلاً من الدقة والكفاءة.
ينبغي على شركات التصنيع اختيار أساليب الاختبار المناسبة بناءً على خصائص منتجاتها ومتطلبات الجودة، وإنشاء نظام شامل لمراقبة الجودة لضمان أن كل علبة معدنية سعة 1 لتر تغادر المصنع توفر أداء إحكام موثوق به، مما يحمي سلامة وجودة المحتويات.
