开口钢提桶合格难点因素的简析

于涛

【摘 要】开口钢提桶俗称花篮桶，是重要的金属包装容器，也是我国工业产品主要包装形式之一。尤其是20升左右的开口钢提桶由于其结构简单、易于生产，广泛用于涂料产品以及各种液态、固态化工品的包装。近年来，我国钢提桶质量已有大幅度的提高，但就总体而言钢提桶质量，特别是意外跌落易导致泄漏和液压试验时仍比较容易出问题。本文就钢提桶的工艺对跌落和液压的强度的影响进行分析。

【关键词】钢提桶 跌落 液压 卷边 桶盖 结构

引言

20升左右的开口钢提桶生产简单，但生产出符合标准要求的的合格钢提桶却比较难，其主要难点在于两个检测项目——跌落和液压，本文就开口钢提桶合格的难点因素进行简单的分析，对于钢提桶生产和试验的常见错误进行指正，希望对广大的开口钢提桶的生产企业能有所启示。

1 开口钢提桶的跌落试验

1.1 钢提桶跌落部位

根据《GB19457-2009危险货物涂料包装检验安全规范》4.2.4.5.3的要求，跌落高度如果采用拟装物或具有基本相同的物理性质的其他物质进行试验时如表1所见。

如果用水来替代进行试验：

——如拟运输涂料密度小于等于1.2，其跌落高度见表1。

——如拟运输涂料密度大于1.2，其跌落高度应更具拟运输涂料的响度密度（d）按表2计算出，四舍五入至一位小数。

事实上由于自身结构的问题，开口钢提桶一般用于不超过二类的危险品包装。

很多钢提桶的生产厂商对我们说在厂里测试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，这往往是由于钢提桶的跌落方法不准确导致的。根据《GB19457-2009危险货物涂料包装检验安全规范》，很多生产厂商对于T子口撞击认为是T子口垂直在正下方进行跌落撞击，如图1（a）所示，实际上在这种跌落情况下，由于T子口被钢提桶周围变形的铁皮重叠，形成封口，阻止了钢提桶的渗漏。而我们在跌落中一般会让T子口与垂直位置偏移15°左右的角度（即所谓的8点钟方向跌落），如图1（b）所示尽量让跌落后钢提桶的变形位置的边缘处于T子口附近，这样就避免了T子口实际已经渗漏，但由于铁皮重叠导致封口，同时由于T子口位于边缘位置，这样T子口同时会受到铁皮变形后的侧向剪切力和垂直跌落时的冲击力力影响，对于T子口位置的强度要求更高。

其次，很多钢提桶的生产厂商在跌落后未在桶盖上打开一个小孔让内外压力平衡，桶内负压吸住液体导致钢提桶实际已经渗漏，但看起来还不漏的假象。第三，跌落平台未按照TDG第18版第6.1.5.3.4要求建立跌落试验平台，平台本身不够坚硬、平坦，因此导致跌落试验时冲击力不够。

1.2 钢提桶桶底卷边生产工艺对于跌落的影响

案例1：常州某钢提桶厂14年3月准备申请危险包装生产许可证时进行的型式实验，二重（5层）卷边的钢提桶在实验中1.2米跌落出现泄露，经改进工艺，三重（7层）卷边的钢提桶在试验中1.6米跌落未渗漏，1.8米跌落时渗漏。

很多厂商在使用三重（7层）卷边的工艺后，可以比二重（5层）卷边跌落高度更高，一般来说超过1.5米以上跌落的钢提桶即（Y1.5或Z2.3以上）都会使用三重（7层）卷边的工艺。

（1）两种卷边在跌落过程中的分析

在跌落中，由于受到重力作用，钢提桶撞击到地面，产生数百公斤甚至数吨的冲击力，地面以相同大小的反作用力作用于钢提桶的跌落区，使卷边部位破坏。在相同的高度进行跌落，二者冲击力一致，从而保证两者变形程度近似。二重卷边与三重卷边在受到冲击力后同样严重破坏2层的情况下，二重卷边边缘上只有1层交界面闭合完好。如果冲击力再增加的情况下，就有可能渗漏，而三重卷边同样破坏2层的情况下，边缘上依然有3层交界面闭合完好，这三层交界面完好，密封胶封住的情况下，渗漏的可能性就大大降低了。

（2）三重卷边和二重卷边在工艺上的区别

二者在卷边的设备上没有太大的区别，主要差别在于三重卷边比二重卷边来说增加了一道预卷工艺，使桶底在卷边之前获得一个曲率较大的一个金属半圆，然后二者都由头道轮完成一个大致而松散的卷边形状，再由二道轮进一步的卷滚和整形，形成一个致密的，具有足够强度和刚性的防渗漏的卷边。

1.3 两种卷边工艺优劣的比较

三重卷边在工艺精度较高的情况下，可以在材料成本不增加太多的情況下，大幅度地提升钢提桶在跌落时的强度。但三重卷边在生产中需对桶底盖进行预卷，由于对于卷边尺寸和曲率要求更高，所以对于设备的加工精度和滚轮的曲线形状要求更加严格。如果没有达到三层卷边所需要的加工精度，极有可能出现钢提桶桶底和桶身的自卷，同时由于卷边层数的增加，密封胶由于受到的挤压不均，可能会出现局部的密封胶填料不足，无法填满卷边层之间的缝隙，尤其是在桶身的焊缝和桶底的接触位置的卷边层上更容易出现填料不均和密封不严的情况，从而使产品的质量波动较大。

2 开口钢提桶的液压试验

2.1 开口钢提桶液压合格的关键因素

开口钢提桶液压合格的关键因素在于开口钢提桶的桶盖设计和桶身上口卷边。桶身上口的卷边厚度不宜过薄也不宜过厚，过薄容易出现开口钢提桶桶盖密封不严，过厚一是造成物料的浪费，二是加工难度比较大。开口钢提桶的桶盖结构对于液压合格起到决定性的影响。

2.2 三种开口钢提桶实际样品测试结果

三种桶盖均以杭州某钢提桶厂样品为例，材质均为马口铁。三种桶盖按照《GB19457-2009危险货物涂料包装检验安全规范》的要求只有第三种桶盖达到要求。

2.3 三种桶盖受力结果的分析

第一种桶盖如图2（a）所示，在受力时，由于其受力不均匀，极易在桶盖的脆弱部位形成应力集中点，故而第一种测试效果最差。

第二种桶盖易在桶盖的加强筋周围形成应力集中点，导致桶盖在加强筋周围变形较大，导致不合格。但相比于第一种，由于加强筋的存在，使得应力优先集中于加强筋附近，使桶盖整体变形均匀程度比第一种要好，故而能承受更多的压力，如图2（b）所示。

第三种桶盖，由于数道加强环的存在，在施加压力时，加强环会把压力均匀地传导到加强环周围，每一道加强环都会分散应力，使桶盖整体变形均匀，受力更大，如图2（c）所示。

结语

卷边工艺是钢提桶生产中的关键和难点工艺，卷边的好坏直接影响钢提桶的跌落性能，在基本不增加材料消耗和重量的情况下，采用三重卷边工艺能明显提升跌落的性能指标。但三重卷边设计要求精确，难度高，对于加工设备的要求较高，对于设备成本会有明显增加。

如果是使用二重卷边就可以达到要求的产品，使用二重卷边可以使产品质量的波动较小，也降低设备成本。而桶盖工艺则是钢提桶液压性能的关键因素，钢提桶的耐压性能主要取决于钢提桶桶盖的构造和厚度。在相同厚度下，带有加强环的桶盖耐压效果最好，但此种桶盖模具相比其他两种桶盖来说也更为复杂，生产成本更高。

综上所述，企业应根据自身要求在质量和成本之间取得最好的平衡点。

参考文献

[1]《GB19457-2009 危险货物涂料包装检验安全规范》[S].全国危险化学品管理标准化技术委员会，2009.

[2]徐志伟.浅谈钢桶卷边质量的改进[J].沪天化科技，2013第二期，154-156.