钢桶包装标准应用指南
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第四节 质量要求

本节对标准GB/T 325.1中有关质量要求部分进行重点解读。

6.3 质量要求

6.3.1 性能要求

性能要求应符合表2的规定。

表2 性能要求

注1:当拟装物的相对密度(ρ)不超过1.2g/cm3时,跌落高度见本表。

注2:当拟装物的相对密度(ρ)超过1.2g/cm3时,跌落高度应根据所装物质的相对密度(ρ)计算,并四舍五入,取第一位小数,见表3。

解读要点

钢桶的性能要求,即钢桶跌落、堆码、气密、液压四项性能试验。这四项性能试验充分证明钢桶作为包装容器在运输、贮存中的使用性能。四项试验的强度值是钢桶的主要技术参数。也是考核钢桶结构强度和质量的主要依据。

1.气密试验要求

闭口钢桶内装物多是液体,这些内装物要求钢桶具有良好的密封性。检验钢桶的密封性能是用气密试验方法来检验。本条对不同级别的钢桶规定了不同的气密试验气压值。本条所规定的气密试验气压值同国外、国际同类标准试验气压值是一致的,同时也符合我国国情。

标准中所示的压力值是指表压力(表压力是不包括大气压力在内的压力),它等于绝对压力与大气压力之差。压力表所表示的压力就是表压力,因为压力表的零点是从一个大气压开始计算的。

2.液压试验要求

钢桶内装物在运输、装卸、贮存过程中要承受振动、冲击和温升的影响,从而使内装物产生蒸气压力。因此钢桶要具有良好的耐压性能。一般采用液压试验方法检验钢桶耐压性能。液压试验所施加的压力(表压),应按下述方法确定其中一种压力。

◎不小于在55℃时测定的钢桶中的总表压(所装液体的蒸气压加空气或其他惰性气体的分压,减去100kPa)乘以安全系数1.5的值。

◎不小于待装液体有50℃时的蒸气压的1.75倍减去100kPa,但最小试验压力为100kPa。

◎不小于待装液体在50℃时的蒸气压的1.5倍减去100kPa,但最小试验压力为100kPa。

◎在无法获得待装液体的蒸气压时,可按标准液压试验压力进行试验。

大多数企业在进行液压试验时,不管用户盛装什么货物,一律采用标准的液压试验压力进行试验,这是不对的,标准的试验压力只是最低要保证的指标,对于一些比较特殊的货物,应该是不适用的。正确的试验压力,应该是按照上述的情况进行计算得到的。如果确实不能从用户那里了解货物的性能,最好可以查阅一下《国际海运危险货物规则》中的“危险货物一览表”或者联合国《关于危险货物运输的建议书》“危险货物品名表”或其他的相关资料,就能了解该危险货物的物理性能和化学性能。上述规定中所谓的“无法获得待装液体的蒸气压时”,是指在“危险货物一览表”中存在查不到数据的可能,这种可能多数情况下是不会出现的。

3.关于开口钢桶的压力试验

全开口钢桶一般用来盛装固体或半固态货物,对密封性要求不严,所以本标准不要求进行气密性试验和液压试验。但也有用户对全开口钢桶的密封性提出要求,这种情况下也可以做气密性试验和液压试验,但对性能的具体要求,要根据用户需要协商确定,不一定按照本标准的要求进行试验(一般不高于相同级别的闭口钢桶的性能要求)。需做气密试验和液压试验的全开口钢桶,应配备密封性较高的密封垫及强度较高的封闭箍(一般须采用螺栓型封闭箍,封闭箍的材料厚度不低于2mm)。

4.堆码试验要求

从理论上来讲,堆码试验时,钢桶内盛装拟装货物,也就是说按照钢桶使用时盛装的货物性质进行试验。因为试验可能会产生危险,所以要求试验中钢桶内装的物质应与实际盛装的货物密度相同。另外,还要满足堆码高度要求,标准规定,陆运时堆码高度为3m,海运时堆码高度为8m。但是要按以上条件进行堆码时,是非常不方便的,还可能造成很大的浪费,所以标准中采取了一种模拟试验的方法。模拟试验是将钢桶盛装货物后堆码一定高度的这种状态,换算到一只钢桶上加压的重量,这样试验能够达到理论上的试验要求,最重要的是试验成本非常低。

但是在实施过程中,问题也非常多,我曾见过有的在空桶上加载做试验,这是完全不符合标准要求的。还有的在计算加载的载荷时,m值只用空钢桶的重量来计算。所以说,在做堆码试验时,一定要注意两件事:一是桶内必须装满与待运货物密度相同的物质;二是计算加载的载荷时,一定要用装满货物的钢桶毛重来计算。至于用什么东西做载荷来压到桶上,各企业可以根据自己的条件来确定,多数企业就是先给钢桶上放一个托盘,然后用铲车铲几箱钢板原材料来压在桶上,当然重量是要严格称过的。

5.跌落试验要求

从理论上讲,跌落高度的标准值也是不能够改变的。试验时,钢桶内必须盛装与拟装货物密度一样的物质,只有这样,才能使试验结果真实可靠。但是实际试验中,有时候要找到与拟装物密度一样的试验物不太容易,所以,标准中也采用了模拟试验的方法。即在试验的钢桶里装满密度为1.2g/cm3的试验物质不变,但将跌落高度换算成相应的高度,能够达到在标准高度下盛装原货物进行试验的实际效果,这就有了如表3所示的跌落高度换算表。这样的话,当货物密度大于1.2g/cm3时,根据这个换算表就能算出相应的跌落高度。例如拟装货物的密度为1.4g/cm3,那么当选用Ⅰ级钢桶盛装时,其跌落高度按表3计算为:ρ×1.5=1.4×1.5=2.1m。

表3 跌落高度

一般情况下,闭口钢桶试验装液体(水等物质),开口钢桶装固体(沙子和木屑的混合物)。有的人只重视内装货物的重量,比如拟装货物的重量是200kg,试验时就装200kg的沙子,这样试验是不行的,因为200kg的沙子可能只装了半桶,因为它的比重与货物不同。还有的企业,不论用户装什么货物,闭口桶试验一律用水,开口桶试验一律用木屑,这也是严重的错误。所以跌落试验时,内装物质一定要配合装填,必要时可以用沙子与木屑混合,使装入的体积与拟装货物基本相同,否则,试验结果是无效的。

6.3.2 封闭器装配质量

6.3.2.1 封闭器配套齐全,装配后密封良好,并保证配合件的互换性。

6.3.2.2 闭口钢桶封闭器装配后的高度低于卷边沿口。

 

解读要点

1.基本要求

封闭器装配后要有良好密封性,以保证钢桶的使用性能,封闭器的配合件应能互换,若不能互换,在使用过程中保证不了封闭器具有良好的密封性,给用户的使用带来极大的困难。在实际生产中,常常遇到闭口钢桶嵌入式法兰封闭器的桶塞与法兰螺纹配合互换性不好,有的松有的紧,配合紧的可能装配不上去,配合松的可能很容易滑丝,从而封闭性和安全性都得不到保障。开口钢桶的封闭箍,也常常遇到直径(长度)不一致的缺陷,有的箍子装配时较紧,甚至安装不上,而有的箍子装配时很松,可能导致桶盖脱落,密封性更是难以保证。所以封闭器的互换性是非常重要的。

闭口钢桶封闭器装配后的高度低于卷边沿口,其目的在于保证钢桶盛装产品后在堆码时,封闭器不承受堆码载荷,否则可能使封闭器与桶顶密封结合处发生变形,使封闭器的密封效果下降,甚至造成渗漏。所以要求闭口钢桶封闭器装配后的高度低于卷边沿口。

在实际应用中,封闭器低于卷边沿口又带来了新的问题。由于有的用户或钢桶生产商把桶塞与法兰装配不紧(螺纹拧不到位),当钢桶桶口向上置于露天遇雨时,桶顶会积水,雨水可能从装配不紧的桶塞处流进桶内,造成桶内污染。所以,不论是空桶还是实桶,桶顶上封闭器必须装配紧密。

2.闭口钢桶封闭器配合的松紧度要求

闭口桶的大小封闭器法兰与桶塞应紧密配合,并配以适当的密封圈。桶塞拧紧程度应达到密封要求。如表1-17所示为桶塞装配扭力值及扭力试验值。

表1-17 桶塞装配扭力值及扭力试验值

我们都知道,桶盖拧太紧了,可能会损伤垫圈;桶盖拧太松了,又会产生渗漏,那么拧多紧才算合适呢?最正确的方法,是采用扭力扳手来拧桶盖,当拧到上述扭力时,就停下来,这时候的桶盖松紧程度就是最合适的。但是我们很少在企业看到这样的扳手,即使是做试验的时候,也很少见过采用扭力扳手拧紧桶盖的。大家都是凭着自己手上的感觉来拧,但是每个人的力气是不一样大的,感觉也相差甚远。凭感觉拧桶盖,难免影响钢桶的密封性能。

可能有这种情况,因为我们生产的是空桶,用户拿去还要装货物,装完货物才会真正地拧紧桶盖,要用扭力扳手,也应该是用户自己去用。但是实际情况是,多数用户灌装货物时,只打开注入孔,而不打开透气孔桶盖,这样做的结果是,生产钢桶的企业把透气孔拧成什么状态,灌装后它还是什么状态。这就产生了渗漏的隐患。另外,即便是用户应该做的,我们在进行钢桶试验的时候,总该可以用扭力扳手吧。扭力扳手种类很多,有手动的,有电动的,有气动的等,如图1-15为比较常用的扭力扳手,扳手的头部工作部件可以更换,用于钢桶封闭器时,一般应自行制作扳手头。

图1-15 扭力扳手

3.开口钢桶封闭箍的自锁要求

开口桶应配以适当的密封圈,无论采用何种形式封口,均应达到紧箍、密封要求。扳手箍还需用销子锁住扳手。螺栓锁紧箍也应在螺栓上打孔穿销子锁紧。

扳手箍需用销子锁住扳手,虽然有些企业没有做到,但我相信大多数企业还是做到了,最起码配备销子这个备件,用户装完货物会不会用销子锁上,那是用户的事。但是对于螺栓锁紧箍这种钢桶产品来说,多数企业是不会在螺栓上打孔的,原因有很多,其中主要原因是国家标准上就没有这么规定。但是实际情况是,当拧紧螺栓后,在运输过程中,螺母可能会松动并且窜出螺栓,为了固定螺母,不让它窜动,在螺栓上打个孔,穿一个销子,也是最人性化的改进。

如图1-16为常见的封闭器扳手的锁定销,为塑料制成。

图1-16 封闭器扳手锁定销

钢桶封闭箍也应配套齐全,保证能互换;装配后配合紧密无松动。封闭箍式封闭器紧固后,密封垫圈应充满桶顶盖凸缘,不得外溢,箍的首尾间距不小于10mm。现在还有一种封闭器首尾是重合搭接在一起的。

4.钢塑复合桶封闭器装配要求

钢塑复合桶内胆的封闭装置应使用带螺纹的塑料封闭器。该封闭装置还应使用衬垫或其他材料将内胆牢牢地紧固在外钢桶中。

钢塑复合桶的封闭器不应该是独立的,而应该是先用一个较大的法兰,把桶口固定在外钢桶的桶口上,然后再用桶盖封闭内胆的桶口。如果没有固定法兰,当钢桶装完货物后,或者遇到高温,内胆变形下塌,内胆桶口就会陷进外钢桶内部。钢塑复合桶封闭器的装配结构如图1-17所示。

图1-17 钢塑复合桶封闭器装配结构

5.海运危规中钢桶的三种封闭要求

一般来说,危险货物的包装桶封口应严密,特别是易挥发、剧毒、腐蚀性强的各种货物。但是,对有些危险货物而言,封口不仅要求严密,而且要求有通气孔。因此,危险货物包装桶的封口要根据所装货物的性质来决定,海运危规中包装桶的封口类型包括以下三种。

(1)有效封口:不透液体的封口。

(2)气密封口:不透蒸气的封口。这类封口,除非“危险货物一览表”中另有规定,适用于盛装具有以下特性物质的包装物。

◎ 产生易燃气体或蒸气。

◎ 在干燥情况下可能有爆炸性。

◎ 产生有毒气体或蒸气。

◎ 产生腐蚀性气体或蒸气。

◎ 可能与空气发生危险性反应。

(3)牢固封口:所装的干燥物质在正常操作中不致漏出的封口,这是对任何封口的最低要求。通常情况下,下列危险货物的运输需要采取此类封口。

◎ 油浸的纸、棉、绸、麻等及其制品。

◎ 碳化钙(电石)。因为碳化钙吸收水分后会发生反应产生乙炔气体,如果乙炔气体发生积聚会在碰到火星的情况下发生爆炸。

◎ 双氧水。因为双氧水受热或经振动会分解释放氧原子,导致爆炸危险。

◎ 液态氮。由于液态氮的临界温度为-147.1℃。很容易汽化,如果发生积聚,有爆炸危险。

6.3.3 表面保护层质量

6.3.3.1 涂膜附着力等于或优于2级。

6.3.3.2 锌层厚度不小于0.010mm。

 

解读要点

钢桶表面保护层质量关系到钢桶的外观质量和耐用性能,钢桶内表面保护层关系到内装物的质量。本条对钢桶所采用不同材料而形成的保护层规定了不同的质量要求,漆膜附着力应不低于2级,若低于2级漆膜会产生脱落现象。起不到保护钢桶的作用,并影响钢桶的外观质量。

根据制桶行业的多年经验,镀锌钢桶的锌层厚度一般为0.10~0.15mm,即可满足使用要求。若镀锌层过厚会增加钢桶的成本。钢桶内外保护层采用其他涂料时,其涂层附着力要求与漆膜相同。

涂层的厚度分级是根据国家标准《色漆和清漆 漆膜的划格试验》(GB/T 9286)的规定划分的。锌层厚度的规定则是根据制桶行业的经验制定的。

在“国际海运危险货物规则”中,要求“因安全原因需要有的内层处理或涂层,应在进行试验后仍保持其保护性能”。也就是说,如果钢桶的内涂层是防止货物与钢桶内壁反应,防止因反应而发生不安全的事故,这样的情况,当进行钢桶的各项性能试验后,一定要检查钢桶内部的涂层是否还完好,如果不完好,说明其内涂层达不到保护性能要求。这一点应引起广泛的重视。

6.3.4 外观质量

6.3.4.1 钢桶圆整,无毛刺、机械损伤和卷边无铁舌。

 

解读要点

一个产品只具有良好的内在质量,而外观质量不好,这不是一个好的产品。一个产品既具有良好的内在质量,同时又具有良好的外观质量才是好的产品。为保证钢桶质量,本条根据国家标准GB 1.7中有关“包装容器有外观要求时,要做出规定,如表面缺陷值、颜色均匀程度以及其他需要确定的指标”的规定,提出钢桶的外观质量要求。

钢桶出现不圆整、毛刺、机械损伤、卷边处出现铁舌等缺陷,不仅外观质量不好,而且不安全,容易伤人。钢桶出现机械损伤会降低钢桶的耐用度。

钢桶的不圆整,多因生产、周转或装卸、运输过程中的挤压、磕碰等影响。钢桶属薄壁容器,很容易受外力而变形,所以在整个生产、搬运和使用过程中,要小心轻放和采取有效的防护措施。

6.3.4.2 钢桶的凹瘪不多于2处,每处面积不大于桶身面积的0.7%。

 

解读要点

在生产过程中钢桶因碰撞使桶身出现凹瘪,钢桶的凹瘪影响外观质量,凹瘪的面积多大为合格,可根据桶身面积按本条规定的百分比换算成具体尺寸。比如200L钢桶,其桶身表面积为:

S=πD×h=3.14×56cm×89cm=15650cm2

这样,凹瘪的最大面积为:

s=S×0.7%=100cm2

假如凹瘪处为圆形,则其圆形的直径则为:

式中,S为桶身表面积,cm2; D为钢桶直径,cm; h为钢桶外高度,cm; s为凹瘪处最大面积,cm2; d—为凹瘪处最大直径,cm。

6.3.4.3 桶身直缝补焊不多于2处,焊疤表面平整,宽度不大于原焊缝的一倍,总长度不大于直缝长度的10%。环筋顶部不允许补焊。

 

解读要点

桶身焊缝出现渗漏允许补焊,补焊的宽度、长度、焊疤是否平整直接影响钢桶外观质量。补焊总长度可根据钢桶直缝长度按本条规定的百分比换算成具体尺寸。

钢桶属于薄壁容器,补焊方法很重要,因为热影响区较大时,补焊区域极易产生变形,严重影响表面质量。以前常用的补焊方法是气焊,热影响区太大,目前多采用氩弧焊,焊接效果好,补焊区表面变形小。也有的企业采用锡焊方法,一般在镀锌桶上用得比较多。

直缝补焊长度规定不超过直缝总长度的10%。以200L钢桶为例,总直缝长度为890cm,那么10%就是89cm,很容易测量。

环筋部位不允许补焊,其原因显而易见。很多用户在使用中,常常将钢桶倒放在地面上进行滚动,这时,环筋部位就会接触地面,当环筋上有补焊时,补焊处极易受到损坏,因而产生渗漏。另外,钢桶在运输过程中,钢桶的环筋部位最为凸出,与相邻钢桶的环筋相互摩擦和碰撞,也容易损坏。所以,环筋顶部不允许有补焊。

6.3.4.4 钢桶卷边允许整圈补焊,焊缝平整均匀。

 

解读要点

钢桶的卷边处是钢桶上强度最高的部位,所以,在运输和使用时,最不易产生变形和渗漏。但是如果产生了渗漏,就一定要补焊。标准规定卷边处可以整圈补焊,就强度来说,整圈补焊后的卷边,强度会加强很多,而对外观影响并不大。但如果采用气焊等方法补焊,可能会造成一些变形,所以推荐采用氩弧焊进行补焊。

从生产经验来说,卷边处发生渗漏时,只补焊渗漏部位,往往效果不佳,由于热影响的关系,补焊过程中破坏了密封填料的密封性,补焊周边的卷边也会相继发生渗漏,所以一旦卷边渗漏,整圈补焊是最保险的方法。一般来说,发生整圈渗漏的钢桶,卷边工艺或装备肯定有问题,应通过调整设备或工艺来解决。补焊只能是补救措施。

关于补焊,虽然标准规定是允许的,但有的用户不接收补焊的钢桶,制桶企业还是不能把补焊的钢桶作为正品出厂。只能降价或另行出售。

6.3.4.5 桶内干净,无锈、无渣及其他杂质。

 

解读要点

钢桶作为包装容器,必须保证钢桶的洁净,无锈、无渣和其他杂质,使内装物不受污染,从而保证内装物的质量。

这条规定其实是对钢桶的最低要求。这条标准没有量化桶内的洁净度,所以在实际生产经营中,很难进行检验,只能根据用户对桶内洁净度的具体要求来生产。

根据用户盛装产品的特性不同,对桶身洁净度的要求也不同。如盛装高级化工产品、高级润滑油或化妆白油等产品,用户对桶身洁净度的要求会比较苛刻,通常制桶企业要通过除油、除锈、清洗、磷化等方法来达到。对于盛装如沥青、电石等对内部洁净度要求不高的产品,桶身可以不进行清洗,有的轻微擦拭即可。

目前,根据用户需求,国内很多企业开始制造“高清洁度钢桶(简称高清桶)”,对钢桶内部清洁度要求极为苛刻。企业一般除了采用常规的除油磷化等工艺外,还要采用诸如纯水喷淋、风刀干燥、充氮防锈等新技术才能保证桶内的清洁度。

这条规定,其实是由用户的要求来决定的。用户不指定洁净度或内装产品时,通常桶内只要达到无锈、无渣即可。

6.3.4.6 涂膜平整光滑,颜色均匀,无起皱和流淌等缺陷。

 

解读要点

将涂料涂敷在钢桶内外表面形成保护层即为涂膜。涂膜质量既要具有牢固的附着力(6.3.3.1的规定),又要符合本条规定。本条规定主要是针对涂膜的各种外观缺陷,常见缺陷、产生原因和解决方法如表1-18所示。

表1-18 涂膜常见质量缺陷、产生原因及其解决方法

6.3.4.7 锌层完整,组织紧密,不得有起层和起泡等缺陷。

 

解读要点

对镀锌钢桶除要求镀锌层的厚度(6.3.3.2的规定)外,还要求其镀锌层完整。锌层的组织要紧密,不允许有起层起泡的现象,镀层要有良好的附着力,否则镀层就起不到保护内装物的作用。表1-19为常见氯化物镀锌质量缺陷及原因分析。

表1-19 氯化物镀锌常见缺陷及解决方法