开口钢桶卷边质量的改进

摘要：200L闭口钢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。广泛用于各种产品的包装，尤其是对外出口商品的包装。近年来，我国钢桶质量已有大幅度的提高，但就总体而言钢桶质量，特别是渗漏问题仍是老大难问题。叙述了天宇油脂公司钢桶生产线如何通过应用三重卷边技术来提高卷边质量从而解决钢桶的渗漏问题。

关键词：钢桶；卷边质量；二重卷边；三重卷边；卷封轮

1 前言

从投用到现在已经使用了近20年。钢桶的渗漏一直是生产中存在的主要问题。随着油脂公司的发展和对外贸易市场的不断扩大，对金属包装容器的质量提出的要求更高。因此，要全面提高钢桶质量，减少钢桶渗漏损失已经刻不容缓。钢桶的渗漏主要是三个原因引起的: 一是桶口件; 二是焊缝; 三是环缝。前两个方面造成的渗漏相对而言好解决些，而解决环缝的渗漏较难。天宇油脂公司制桶生产线在通过引进和应用三重卷边技术后，卷边质量得到明显改善，由原来的二重五层卷边提升为三重七层卷边。钢桶渗漏问题得到解决，满足了公司的用桶需求。

2 二重卷边与三重卷边的性能对比

我国钢桶行业普遍沿用二重卷边工艺。这种老旧的卷边形式强度差，抗冲击能力低。尤其在装卸、搬运、运输等过程中，易损坏三角卷边区，使盛装物渗漏，造成不必要的经济损失和其他负面影响。

2.1 抗渗漏性能对比实验分析

以下我们通过四大型式试验中的跌落试验来比较两种卷边形式的抗渗漏性能。按照GB/T 325—2008《包装容器钢桶》的规定，盛装98%水的钢桶选其最薄弱的部位即桶底盖三角区，如图1所示。

闭口钢桶

从1.5m以上高度跌落时，由于受重力的作用，钢桶撞击到地面时，桶对地面产生数吨的冲击力，地面又以大小相等方向相反的力作用在桶卷边三角区上，使卷边部分被破坏，图2为二重卷边钢桶跌落前后卷边剖面图，图3 为三重卷边钢桶跌落前后卷边截面图。

从两种卷边形式的钢桶跌落前后三角区截面变化的分析中，可以得出结论: 二重卷边桶在受外力冲击时三角区截面变化较大，五层卷边有二层被损坏; 三重卷边同样只有2层被破坏，但七层中有五层是好的。因此，跌落后采用三重卷边的钢桶渗漏可能性大大减少，甚至在卷边层紧密、完整，密封胶充足的情况下几乎可以完全避免渗漏问题。

2.2 三重卷边存在的问题分析

三重卷边桶并不能保证不渗漏，在内部填料、桶身翻边尺寸、桶底盖卷边尺寸、卷封滚轮槽形等多因素作用下，仍有可能引起渗漏，有些缺陷甚至是因为采用三重卷边技术后才带来的新问题。

通过生产中出现的实际问题，我们分析出三重卷边钢桶发生渗漏的三大原因: 一是桶身料在卷封中勾不到头，形成桶底盖自卷，如图4 所示;二是桶底盖勾不到头，桶身自卷，如图5 所示; 三是局部填料不充足，无法填满缝隙，产生卷边较大缝隙的原因是桶身板不均一头宽一头窄，另一个原因桶底盖凸缘边一边窄，一边宽或有局部缺口。

3 卷边成型过程分析

3.1 卷边的形成

卷封时，采用两道滚轮依次进行滚压作业。开始时，头道轮首先靠拢并接近桶盖，接着压迫桶盖与桶身的周边逐渐卷曲并开始压紧互相卷合。当沿径向进给到卷封所需值时，头道轮便立即退出。接着二道轮继续沿着桶顶底边缘移动，二道轮能使桶顶底与桶身的咬合部分进一步受压整形紧密封合。

3.2 卷边成型中的变形过程分析

3.2.1 二重卷边的过程分析

在二重卷边中，由第一道滚轮来完成卷边过程中的大部分弯曲变形，而把剩余的弯曲变形及全部的整形过程由第二道滚轮来完成。

在卷边起始段，钢桶卷封部位进入头道轮的轮槽中。材料受到滚轮挤压，开始出现弹性变形。在此之后，头道轮继续下压，材料与过渡圆弧段的接触面将持续增加，材料在滚压作用下，发生较大的弯曲变形。在经过过渡圆弧工作段后，卷边部位进入了钢桶的卷边工作段，在此段内，卷边部位按预先设计的曲线完成卷边的大部分工作。钢桶卷封工序经过头道轮作用后，虽然获得了大致的卷封形状，但其卷封部位是松散不严密的，并不能满足金属包装容器的性能要求。必须要通过二道轮的进一步滚压和整形，使卷封部位发生进一步的塑性变形成为一个致密的，具有足够强度和刚性的并具有防渗漏性的卷边。如图6所示。

3.2.2 三重卷边的过程分析

对于三重卷边，由于桶身和桶顶底材料在卷边成型中需要更多的弯曲变形，卷边部位的尺寸较二重卷边更大，我们采用了增加一道预卷圆工序，对桶底盖边缘进行预卷圆使其获得一个曲率较大的形状，再通过头道轮的滚压变形和二道轮

的成型整形来完成三重卷边。

从二重卷边和三重卷边两种技术形成的卷边层形成过程分析，我们可以看出，三重卷边和二重卷边其形成过程并没有根本上的差异。最大的不同点有以下两点: 第一，三重卷边在卷边成型中需要在卷封开始前有预先的弯曲变形，以形成7层卷边，其桶底盖必须先预卷; 第二，三重卷边要形成完美的七层，对卷边部位的零件尺寸精度及滚轮轮槽曲线形状的要求更为严格。

4 结论

改进卷边质量是提高钢桶抗渗漏性能最关键的环节，而采用三重卷边工艺是提高卷边质量最有效的途径。引进三重卷边技术后，我公司生产的钢桶在性能上有显著的改善。事实证明，运用三重卷边技术生产出的7 层卷边形状的钢桶完全满足《国际危规》公路运输和海路运输的I类性能要求。我公司制桶生产线运用三重七层卷边的技术，于2013年4月公司的金属钢桶危化品包装许可证到期换证时，申请了I类危化品包装检验，送检的15只样品桶在型式试验中全数过关，成功取得了I类危化品包装许可证。以上的成果仅仅是钢桶生产工艺升级的开始，我们距离国内先进钢桶生产企业还有一定的差距，而三重卷边技术带来的新问题还需要解决，我们要在巩固已取得成果的基础上，加强钢桶行业之间的合作，不断地提高卷边技术。