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.