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        開口鋼提桶合格難點(diǎn)因素的簡析

        2015-05-30 10:48:04于濤
        中國包裝工業(yè)(下半月) 2015年8期
        關(guān)鍵詞:桶蓋液壓結(jié)構(gòu)

        于濤

        【摘 要】開口鋼提桶俗稱花籃桶,是重要的金屬包裝容器,也是我國工業(yè)產(chǎn)品主要包裝形式之一。尤其是20升左右的開口鋼提桶由于其結(jié)構(gòu)簡單、易于生產(chǎn),廣泛用于涂料產(chǎn)品以及各種液態(tài)、固態(tài)化工品的包裝。近年來,我國鋼提桶質(zhì)量已有大幅度的提高,但就總體而言鋼提桶質(zhì)量,特別是意外跌落易導(dǎo)致泄漏和液壓試驗(yàn)時(shí)仍比較容易出問題。本文就鋼提桶的工藝對跌落和液壓的強(qiáng)度的影響進(jìn)行分析。

        【關(guān)鍵詞】鋼提桶 跌落 液壓 卷邊 桶蓋 結(jié)構(gòu)

        引言

        20升左右的開口鋼提桶生產(chǎn)簡單,但生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的的合格鋼提桶卻比較難,其主要難點(diǎn)在于兩個(gè)檢測項(xiàng)目——跌落和液壓,本文就開口鋼提桶合格的難點(diǎn)因素進(jìn)行簡單的分析,對于鋼提桶生產(chǎn)和試驗(yàn)的常見錯(cuò)誤進(jìn)行指正,希望對廣大的開口鋼提桶的生產(chǎn)企業(yè)能有所啟示。

        1 開口鋼提桶的跌落試驗(yàn)

        1.1 鋼提桶跌落部位

        根據(jù)《GB19457-2009危險(xiǎn)貨物涂料包裝檢驗(yàn)安全規(guī)范》4.2.4.5.3的要求,跌落高度如果采用擬裝物或具有基本相同的物理性質(zhì)的其他物質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)如表1所見。

        如果用水來替代進(jìn)行試驗(yàn):

        ——如擬運(yùn)輸涂料密度小于等于1.2,其跌落高度見表1。

        ——如擬運(yùn)輸涂料密度大于1.2,其跌落高度應(yīng)更具擬運(yùn)輸涂料的響度密度(d)按表2計(jì)算出,四舍五入至一位小數(shù)。

        事實(shí)上由于自身結(jié)構(gòu)的問題,開口鋼提桶一般用于不超過二類的危險(xiǎn)品包裝。

        很多鋼提桶的生產(chǎn)廠商對我們說在廠里測試1.6米、1.8米跌落不漏,到我危包所做1.2米、1.4米跌落就不合格,這往往是由于鋼提桶的跌落方法不準(zhǔn)確導(dǎo)致的。根據(jù)《GB19457-2009危險(xiǎn)貨物涂料包裝檢驗(yàn)安全規(guī)范》,很多生產(chǎn)廠商對于T子口撞擊認(rèn)為是T子口垂直在正下方進(jìn)行跌落撞擊,如圖1(a)所示,實(shí)際上在這種跌落情況下,由于T子口被鋼提桶周圍變形的鐵皮重疊,形成封口,阻止了鋼提桶的滲漏。而我們在跌落中一般會(huì)讓T子口與垂直位置偏移15°左右的角度(即所謂的8點(diǎn)鐘方向跌落),如圖1(b)所示盡量讓跌落后鋼提桶的變形位置的邊緣處于T子口附近,這樣就避免了T子口實(shí)際已經(jīng)滲漏,但由于鐵皮重疊導(dǎo)致封口,同時(shí)由于T子口位于邊緣位置,這樣T子口同時(shí)會(huì)受到鐵皮變形后的側(cè)向剪切力和垂直跌落時(shí)的沖擊力力影響,對于T子口位置的強(qiáng)度要求更高。

        其次,很多鋼提桶的生產(chǎn)廠商在跌落后未在桶蓋上打開一個(gè)小孔讓內(nèi)外壓力平衡,桶內(nèi)負(fù)壓吸住液體導(dǎo)致鋼提桶實(shí)際已經(jīng)滲漏,但看起來還不漏的假象。第三,跌落平臺(tái)未按照TDG第18版第6.1.5.3.4要求建立跌落試驗(yàn)平臺(tái),平臺(tái)本身不夠堅(jiān)硬、平坦,因此導(dǎo)致跌落試驗(yàn)時(shí)沖擊力不夠。

        1.2 鋼提桶桶底卷邊生產(chǎn)工藝對于跌落的影響

        案例1:常州某鋼提桶廠14年3月準(zhǔn)備申請危險(xiǎn)包裝生產(chǎn)許可證時(shí)進(jìn)行的型式實(shí)驗(yàn),二重(5層)卷邊的鋼提桶在實(shí)驗(yàn)中1.2米跌落出現(xiàn)泄露,經(jīng)改進(jìn)工藝,三重(7層)卷邊的鋼提桶在試驗(yàn)中1.6米跌落未滲漏,1.8米跌落時(shí)滲漏。

        很多廠商在使用三重(7層)卷邊的工藝后,可以比二重(5層)卷邊跌落高度更高,一般來說超過1.5米以上跌落的鋼提桶即(Y1.5或Z2.3以上)都會(huì)使用三重(7層)卷邊的工藝。

        (1)兩種卷邊在跌落過程中的分析

        在跌落中,由于受到重力作用,鋼提桶撞擊到地面,產(chǎn)生數(shù)百公斤甚至數(shù)噸的沖擊力,地面以相同大小的反作用力作用于鋼提桶的跌落區(qū),使卷邊部位破壞。在相同的高度進(jìn)行跌落,二者沖擊力一致,從而保證兩者變形程度近似。二重卷邊與三重卷邊在受到?jīng)_擊力后同樣嚴(yán)重破壞2層的情況下,二重卷邊邊緣上只有1層交界面閉合完好。如果沖擊力再增加的情況下,就有可能滲漏,而三重卷邊同樣破壞2層的情況下,邊緣上依然有3層交界面閉合完好,這三層交界面完好,密封膠封住的情況下,滲漏的可能性就大大降低了。

        (2)三重卷邊和二重卷邊在工藝上的區(qū)別

        二者在卷邊的設(shè)備上沒有太大的區(qū)別,主要差別在于三重卷邊比二重卷邊來說增加了一道預(yù)卷工藝,使桶底在卷邊之前獲得一個(gè)曲率較大的一個(gè)金屬半圓,然后二者都由頭道輪完成一個(gè)大致而松散的卷邊形狀,再由二道輪進(jìn)一步的卷滾和整形,形成一個(gè)致密的,具有足夠強(qiáng)度和剛性的防滲漏的卷邊。

        1.3 兩種卷邊工藝優(yōu)劣的比較

        三重卷邊在工藝精度較高的情況下,可以在材料成本不增加太多的情況下,大幅度地提升鋼提桶在跌落時(shí)的強(qiáng)度。但三重卷邊在生產(chǎn)中需對桶底蓋進(jìn)行預(yù)卷,由于對于卷邊尺寸和曲率要求更高,所以對于設(shè)備的加工精度和滾輪的曲線形狀要求更加嚴(yán)格。如果沒有達(dá)到三層卷邊所需要的加工精度,極有可能出現(xiàn)鋼提桶桶底和桶身的自卷,同時(shí)由于卷邊層數(shù)的增加,密封膠由于受到的擠壓不均,可能會(huì)出現(xiàn)局部的密封膠填料不足,無法填滿卷邊層之間的縫隙,尤其是在桶身的焊縫和桶底的接觸位置的卷邊層上更容易出現(xiàn)填料不均和密封不嚴(yán)的情況,從而使產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)較大。

        2 開口鋼提桶的液壓試驗(yàn)

        2.1 開口鋼提桶液壓合格的關(guān)鍵因素

        開口鋼提桶液壓合格的關(guān)鍵因素在于開口鋼提桶的桶蓋設(shè)計(jì)和桶身上口卷邊。桶身上口的卷邊厚度不宜過薄也不宜過厚,過薄容易出現(xiàn)開口鋼提桶桶蓋密封不嚴(yán),過厚一是造成物料的浪費(fèi),二是加工難度比較大。開口鋼提桶的桶蓋結(jié)構(gòu)對于液壓合格起到?jīng)Q定性的影響。

        2.2 三種開口鋼提桶實(shí)際樣品測試結(jié)果

        三種桶蓋均以杭州某鋼提桶廠樣品為例,材質(zhì)均為馬口鐵。三種桶蓋按照《GB19457-2009危險(xiǎn)貨物涂料包裝檢驗(yàn)安全規(guī)范》的要求只有第三種桶蓋達(dá)到要求。

        2.3 三種桶蓋受力結(jié)果的分析

        第一種桶蓋如圖2(a)所示,在受力時(shí),由于其受力不均勻,極易在桶蓋的脆弱部位形成應(yīng)力集中點(diǎn),故而第一種測試效果最差。

        第二種桶蓋易在桶蓋的加強(qiáng)筋周圍形成應(yīng)力集中點(diǎn),導(dǎo)致桶蓋在加強(qiáng)筋周圍變形較大,導(dǎo)致不合格。但相比于第一種,由于加強(qiáng)筋的存在,使得應(yīng)力優(yōu)先集中于加強(qiáng)筋附近,使桶蓋整體變形均勻程度比第一種要好,故而能承受更多的壓力,如圖2(b)所示。

        第三種桶蓋,由于數(shù)道加強(qiáng)環(huán)的存在,在施加壓力時(shí),加強(qiáng)環(huán)會(huì)把壓力均勻地傳導(dǎo)到加強(qiáng)環(huán)周圍,每一道加強(qiáng)環(huán)都會(huì)分散應(yīng)力,使桶蓋整體變形均勻,受力更大,如圖2(c)所示。

        結(jié)語

        卷邊工藝是鋼提桶生產(chǎn)中的關(guān)鍵和難點(diǎn)工藝,卷邊的好壞直接影響鋼提桶的跌落性能,在基本不增加材料消耗和重量的情況下,采用三重卷邊工藝能明顯提升跌落的性能指標(biāo)。但三重卷邊設(shè)計(jì)要求精確,難度高,對于加工設(shè)備的要求較高,對于設(shè)備成本會(huì)有明顯增加。

        如果是使用二重卷邊就可以達(dá)到要求的產(chǎn)品,使用二重卷邊可以使產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)較小,也降低設(shè)備成本。而桶蓋工藝則是鋼提桶液壓性能的關(guān)鍵因素,鋼提桶的耐壓性能主要取決于鋼提桶桶蓋的構(gòu)造和厚度。在相同厚度下,帶有加強(qiáng)環(huán)的桶蓋耐壓效果最好,但此種桶蓋模具相比其他兩種桶蓋來說也更為復(fù)雜,生產(chǎn)成本更高。

        綜上所述,企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身要求在質(zhì)量和成本之間取得最好的平衡點(diǎn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]《GB19457-2009 危險(xiǎn)貨物涂料包裝檢驗(yàn)安全規(guī)范》[S].全國危險(xiǎn)化學(xué)品管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),2009.

        [2]徐志偉.淺談鋼桶卷邊質(zhì)量的改進(jìn)[J].滬天化科技,2013第二期,154-156.

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