開口鋼桶卷邊質量的改進

摘要：200L閉口鋼桶是重要的金屬包裝容器，也是我國工業產品主要包裝形式之一。廣泛用于各種產品的包裝，尤其是對外出口商品的包裝。近年來，我國鋼桶質量已有大幅度的提高，但就總體而言鋼桶質量，特別是滲漏問題仍是老大難問題。敘述了天宇油脂公司鋼桶生產線如何通過應用三重卷邊技術來提高卷邊質量從而解決鋼桶的滲漏問題。

關鍵詞：鋼桶；卷邊質量；二重卷邊；三重卷邊；卷封輪

1 前言

從投用到現在已經使用了近20年。鋼桶的滲漏一直是生產中存在的主要問題。隨著油脂公司的發展和對外貿易市場的不斷擴大，對金屬包裝容器的質量提出的要求更高。因此，要全面提高鋼桶質量，減少鋼桶滲漏損失已經刻不容緩。鋼桶的滲漏主要是三個原因引起的: 一是桶口件; 二是焊縫; 三是環縫。前兩個方面造成的滲漏相對而言好解決些，而解決環縫的滲漏較難。天宇油脂公司制桶生產線在通過引進和應用三重卷邊技術后，卷邊質量得到明顯改善，由原來的二重五層卷邊提升為三重七層卷邊。鋼桶滲漏問題得到解決，滿足了公司的用桶需求。

2 二重卷邊與三重卷邊的性能對比

我國鋼桶行業普遍沿用二重卷邊工藝。這種老舊的卷邊形式強度差，抗沖擊能力低。尤其在裝卸、搬運、運輸等過程中，易損壞三角卷邊區，使盛裝物滲漏，造成不必要的經濟損失和其他負面影響。

2.1 抗滲漏性能對比實驗分析

以下我們通過四大型式試驗中的跌落試驗來比較兩種卷邊形式的抗滲漏性能。按照GB/T 325—2008《包裝容器鋼桶》的規定，盛裝98%水的鋼桶選其最薄弱的部位即桶底蓋三角區，如圖1所示。

閉口鋼桶

從1.5m以上高度跌落時，由于受重力的作用，鋼桶撞擊到地面時，桶對地面產生數噸的沖擊力，地面又以大小相等方向相反的力作用在桶卷邊三角區上，使卷邊部分被破壞，圖2為二重卷邊鋼桶跌落前后卷邊剖面圖，圖3 為三重卷邊鋼桶跌落前后卷邊截面圖。

從兩種卷邊形式的鋼桶跌落前后三角區截面變化的分析中，可以得出結論: 二重卷邊桶在受外力沖擊時三角區截面變化較大，五層卷邊有二層被損壞; 三重卷邊同樣只有2層被破壞，但七層中有五層是好的。因此，跌落后采用三重卷邊的鋼桶滲漏可能性大大減少，甚至在卷邊層緊密、完整，密封膠充足的情況下幾乎可以完全避免滲漏問題。

2.2 三重卷邊存在的問題分析

三重卷邊桶并不能保證不滲漏，在內部填料、桶身翻邊尺寸、桶底蓋卷邊尺寸、卷封滾輪槽形等多因素作用下，仍有可能引起滲漏，有些缺陷甚至是因為采用三重卷邊技術后才帶來的新問題。

通過生產中出現的實際問題，我們分析出三重卷邊鋼桶發生滲漏的三大原因: 一是桶身料在卷封中勾不到頭，形成桶底蓋自卷，如圖4 所示;二是桶底蓋勾不到頭，桶身自卷，如圖5 所示; 三是局部填料不充足，無法填滿縫隙，產生卷邊較大縫隙的原因是桶身板不均一頭寬一頭窄，另一個原因桶底蓋凸緣邊一邊窄，一邊寬或有局部缺口。

3 卷邊成型過程分析

3.1 卷邊的形成

卷封時，采用兩道滾輪依次進行滾壓作業。開始時，頭道輪首先靠攏并接近桶蓋，接著壓迫桶蓋與桶身的周邊逐漸卷曲并開始壓緊互相卷合。當沿徑向進給到卷封所需值時，頭道輪便立即退出。接著二道輪繼續沿著桶頂底邊緣移動，二道輪能使桶頂底與桶身的咬合部分進一步受壓整形緊密封合。

3.2 卷邊成型中的變形過程分析

3.2.1 二重卷邊的過程分析

在二重卷邊中，由第一道滾輪來完成卷邊過程中的大部分彎曲變形，而把剩余的彎曲變形及全部的整形過程由第二道滾輪來完成。

在卷邊起始段，鋼桶卷封部位進入頭道輪的輪槽中。材料受到滾輪擠壓，開始出現彈性變形。在此之后，頭道輪繼續下壓，材料與過渡圓弧段的接觸面將持續增加，材料在滾壓作用下，發生較大的彎曲變形。在經過過渡圓弧工作段后，卷邊部位進入了鋼桶的卷邊工作段，在此段內，卷邊部位按預先設計的曲線完成卷邊的大部分工作。鋼桶卷封工序經過頭道輪作用后，雖然獲得了大致的卷封形狀，但其卷封部位是松散不嚴密的，并不能滿足金屬包裝容器的性能要求。必須要通過二道輪的進一步滾壓和整形，使卷封部位發生進一步的塑性變形成為一個致密的，具有足夠強度和剛性的并具有防滲漏性的卷邊。如圖6所示。

3.2.2 三重卷邊的過程分析

對于三重卷邊，由于桶身和桶頂底材料在卷邊成型中需要更多的彎曲變形，卷邊部位的尺寸較二重卷邊更大，我們采用了增加一道預卷圓工序，對桶底蓋邊緣進行預卷圓使其獲得一個曲率較大的形狀，再通過頭道輪的滾壓變形和二道輪

的成型整形來完成三重卷邊。

從二重卷邊和三重卷邊兩種技術形成的卷邊層形成過程分析，我們可以看出，三重卷邊和二重卷邊其形成過程并沒有根本上的差異。最大的不同點有以下兩點: 第一，三重卷邊在卷邊成型中需要在卷封開始前有預先的彎曲變形，以形成7層卷邊，其桶底蓋必須先預卷; 第二，三重卷邊要形成完美的七層，對卷邊部位的零件尺寸精度及滾輪輪槽曲線形狀的要求更為嚴格。

4 結論

改進卷邊質量是提高鋼桶抗滲漏性能最關鍵的環節，而采用三重卷邊工藝是提高卷邊質量最有效的途徑。引進三重卷邊技術后，我公司生產的鋼桶在性能上有顯著的改善。事實證明，運用三重卷邊技術生產出的7 層卷邊形狀的鋼桶完全滿足《國際危規》公路運輸和海路運輸的I類性能要求。我公司制桶生產線運用三重七層卷邊的技術，于2013年4月公司的金屬鋼桶危化品包裝許可證到期換證時，申請了I類危化品包裝檢驗，送檢的15只樣品桶在型式試驗中全數過關，成功取得了I類危化品包裝許可證。以上的成果僅僅是鋼桶生產工藝升級的開始，我們距離國內先進鋼桶生產企業還有一定的差距，而三重卷邊技術帶來的新問題還需要解決，我們要在鞏固已取得成果的基礎上，加強鋼桶行業之間的合作，不斷地提高卷邊技術。