第五節 試驗方法

本節對標準GB/T 325.1中有關試驗方法的內容進行解讀。

7 試驗方法

7.1 規格尺寸

規格尺寸采用通用或專用量具檢測。

 

解讀要點

鋼桶的基本尺寸采用通用量具進行檢測，本標準所規定的各種型式的鋼桶結構尺寸大小不一，很難確定具體的檢測量具。但檢驗所用量具的測量能力指數應達到有關規定的要求。企業也可以使用專用量具。

測量桶底、頂深度的量具，一般采用深度尺；測量卷邊尺寸的量具，一般采用游標卡尺；測量桶高、環筋距離、桶口位置尺寸的量具，一般采用直板尺或鋼卷尺；測量鋼桶直徑的可采用直板尺在桶底頂部測量，也可采用自制的專用卡尺來測量鋼桶的桶身外徑；環筋高度和波紋高度，可用直板尺和深度尺配合測量。

測量閉口鋼桶桶口螺紋尺寸，一般采用專用的螺紋通規和螺紋止規，在標準GB/T 13251中有詳細規定。

基本尺寸測量時，先把鋼桶放在平板上，按照圖1-18畫線后測量。內徑D的測量，可先測出鋼桶的外徑，再減去兩個板厚即為內徑。

7.2 氣密試驗

閉口鋼桶按照GB/T 17344進行試驗，試驗條件見表2，檢查樣桶有無滲漏。

 

解讀要點

標準中規定的氣密性試驗是檢驗鋼桶密封性能的一種方法。氣密性試驗是鋼桶生產過程中需要全數檢驗的項目，一般要求漏檢率不超過1%，在實際試驗中，目前常見的有標準試驗方法、常規試驗方法和氦質譜試驗方法等幾種。

1．標準的氣密性試驗方法

（1）試驗原理

本試驗是把鋼桶充氣至預定壓力，將其浸沒于水中或涂一薄層規定的液體。通過檢查有無氣泡產生而判定樣品有無滲漏。

（2）試驗設備

◎可提供10～30kPa壓縮空氣的壓力氣源。

◎壓力表其量程為0kPa～100kPa，分度值為1kPa，精度2級。

◎U型管。

◎水槽。

◎盛裝檢測溶液的器皿和刷涂工具。

（3）試驗步驟

◎試樣制備。進氣孔位置應設置在下列位置之一：①設在封閉器上；②在桶體或桶底上開孔；③設在可替代封閉器并確保密封的專門裝置上。

◎裝好鋼桶封閉器，任意放置，不得使用任何外加固裝置。

◎對鋼桶充氣至規定氣壓。

◎將鋼桶完全浸沒在水槽中，觀察有無氣泡產生或在鋼桶外表面刷涂檢測溶液觀察是否產生氣泡。

◎試驗持續時間為5min。

◎應確定氣泡是否為鋼桶外部結構攜帶空氣所產生。

標準的試驗方法一般用于對鋼桶進行型式試驗，這種試驗方法效率比較低，不適合生產過程中的試驗。一般鋼桶生產線的生產速度為6～10只/分，而標準的試驗方法要求持續5min，另外要把進氣孔設在封閉器上，試驗過程也比較費時間。如圖1-19所示為標準氣密試驗方法示意圖。

在生產過程中進行的氣密性試驗，多采用常規試驗方法來進行，而標準的試驗方法一般是作為抽樣檢驗的方法。

2．常規的氣密性試驗方法

常規的氣密性試驗方法的原理與標準的氣密性試驗方法是一致的，只是為了提高試驗效率，對標準的試驗方法進行了適當的修改。

一般制桶企業，在鋼桶生產線上都會安裝一臺試漏機，該試漏機是由兩個夾盤、支架、氣缸等組成，如圖1-20所示為常規鋼桶氣密試驗方法示意圖。

它采用氣動控制，先將鋼桶滾上試驗機兩夾盤中間，然后踩動氣壓開關使夾桶氣缸9動作，通過杠桿10推動夾桶盤頂桿11把鋼桶夾于兩盤之間。然后壓縮空氣由輸氣管1進入桶內達到預定壓力，再用皂液噴于鋼桶接縫處觀察是否冒出氣泡。試驗完后再踩動氣動開關，使夾桶氣缸9返回帶動兩盤分離，同時卸桶氣缸8動作，將鋼桶從試驗機上推下進入下道工序。調節手輪5可以改變兩盤間距，以適應不同大小的鋼桶進行試驗。在試驗過程中，鋼桶可隨盤來回旋轉半圈，能夠觀察到整個卷邊接縫。

常規性試驗方法有很多缺陷，一是不能試驗出桶底和桶頂部位、封閉器部位的滲漏，二是試驗時間較短，達不到標準試驗要求。但由于試驗效率高，能與生產線同步進行，所以在制桶企業中應用較為廣泛。

如圖1-21為氣密試驗實例圖。

3．氦質譜氣密性試驗方法

近年來國內外采用氦質譜檢漏法對鋼桶進行氣密試驗的應用越來越廣泛。在歐、美、日等發達國家和地區，制桶行業已全面將氦質譜檢漏設備作為制桶生產線的標準配置，用于鋼桶的氣密性檢測。

氦質譜檢漏法是以氦作為對漏孔的探索氣體，以氦質譜儀器檢測漏孔溢出氦氣的一種檢漏方法。它具有反應速度快、檢測精度高、可檢范圍大、無毒無污染、效率高和無放射性等優點。

全自動鋼桶氦檢漏設備是一套由自動充氦、真空箱、氦質譜檢漏儀、工件自動傳送和電氣控制等模塊組成的機電一體化裝置。它采用真空箱法對鋼桶進行氦質譜檢漏，將充好氦氣的鋼桶自動送入一個比工件稍大的真空箱中，通過真空泵組對真空箱抽真空后，檢漏儀與真空箱連通，檢測出工件的總體漏率。整個檢測過程以微電腦為平臺，采用PLC控制，并在一個彩色觸摸屏上操作顯示設定各種信息，同時將檢漏儀和真空箱部分有機地結合在一起，無須人工干預。如圖1-22所示為氦質譜檢漏機的工作原理圖。

全自動鋼桶氦檢漏設備工作流程如下。

（1）將上道工序流出的鋼桶在生產線上向鋼桶內充入規定壓力的氦氣。由于一般情況下鋼桶不能承受較高真空度和較高壓力，因此采取直接向桶內快速充入一定量氦氣（即打開桶蓋，用充氣槍定量充入），再擰緊桶蓋。此時桶內壓力為正常標準大氣壓。氦氣濃度為充入氦氣的體積與鋼桶內容積之比，一般約1%～5%左右。

（2）充入氦氣的鋼桶通過自動生產線送至真空箱內，然后抽空泵組開始對真空箱抽真空，到指定真空度后，檢漏儀連通真空箱，測量真空箱內氦信號。如果鋼桶有漏，則氦氣會通過漏孔進入真空箱，檢漏儀顯示漏率值。

（3）制桶企業可以按照不同客戶要求設置不合格漏率，檢測系統自動判斷鋼桶的氦泄漏量是否超過預設的報警值。小于設定值認定鋼桶合格。大于設定值則認定鋼桶不合格，系統自動發出報警信號。

根據檢測系統給出的結果，自動裝置將合格和不合格鋼桶自動分配到合格品區和不合格品區。

全自動氦質譜檢漏方法不僅滿足標準試驗方法的精度要求，而且能自動、快速、準確地進行試驗，并與生產線緊密地結合在一起，實現生產過程、檢測過程的自動化和連續化。

7.3 液壓試驗

此試驗僅限于小開口鋼桶。將桶內注滿水，把壓力表與加壓泵連接，并通過連通部件固定在注入口上，往桶內加壓，達到試驗壓力后，保壓，試驗條件見表2，檢查樣桶有無滲漏。

 

解讀要點

本試驗僅限于小開口鋼桶，即指閉口鋼桶中的小開口鋼桶。有的用戶對閉口鋼桶中的中開口桶進行試驗時，也可以參考。

液壓試驗是向鋼桶內連續均勻地施以液壓，評定鋼桶所能承受的液壓和對鋼桶內裝物保護能力的試驗。標準的試驗方法如下。

1．試驗設備

（1）鋼桶液壓試驗機或達到相同試驗效果的其他設備。

（2）計時器。

2．試驗步驟

（1）將鋼桶液壓試驗機與試驗鋼桶樣品相連。

（2）啟動液壓鋼桶試驗機，同時打開排氣閥，排除試驗鋼桶內殘留氣體，然后關閉排氣閥。

（3）向鋼桶內連續均勻地施以液壓，緩慢地升至標準規定的試驗壓力。

（4）鋼桶包括它們的封閉器，應承受恒液壓（表壓）5min。

3．判定方法

試驗樣品桶均無滲漏，判定該項試驗合格。

圖1-23所示為液壓試驗實例圖。

7.4 堆碼試驗

按照GB/T 4857.3的規定進行，試驗時間為24h，經檢查鋼桶不應有降低其強度或引起堆碼不穩定的任何變形和嚴重破損。堆碼負載按式（1）計算

式中

P —鋼桶容器上施加的堆碼負載，N；

H —堆碼高度，m；

h —單件鋼桶高度，m；

M—單件鋼桶盛裝相應物品后的質量，kg；

K—劣變系數為1。

注：堆碼高度陸運為3m、海運為8m。

 

解讀要點

標準的堆碼試驗應按下述規定進行。

1．試驗原理

采用標準的試驗方法之一進行試驗時，將試驗用鋼桶樣品放在一個平整的水平平面上，并在其上面均勻施加載荷。施加的載荷、大氣條件、承載時間以及試驗用鋼桶樣品的放置狀態等是預先設定的。如可行，可對鋼桶樣品在試驗中的上下偏斜或左右偏斜進行測定。

2．試驗設備

（1）水平平面。

水平平面應平整堅硬（最高點與最低點之間的高度差不超過2mm）。如為混凝土地面，其厚度應不少于150mm。

（2）加載方法。

◎方法1：試驗樣品組。該組試驗樣品的每一件應與待檢驗產品完全相同，鋼桶樣品的數目應以其總質量（裝滿貨物）達到合適的載荷量而定。

◎方法2：自由加載平板。該平板應能連同適當的載荷一起，在試驗樣品上自由地調整達到平衡。載荷與加載平板可以是一個整體。此類載荷有時稱為“自由載荷”。加載平板的中心置于試驗樣品頂部的中心，其尺寸至少應比試驗鋼桶的頂面各邊大出100mm。該板應足夠堅硬，且在完全承受載荷下不變形。

◎方法3：導向加載平板。采用導向措施使該平板的下表面能連同適當的載荷一起始終保持水平。此類載荷有時稱為“導向載荷”。加載平板居中置于鋼桶樣品的頂部時，其各邊尺寸至少應比鋼桶樣品的頂面各邊大出100mm。該板應足夠堅硬，且在完全承受載荷下不變形。

（3）安全設施。

試驗中所加載荷的穩定性和安全性除了取決于鋼桶樣品的抗變形能力，還取決于其頂面和加載平板件底面之間的摩擦力。為此，應提供一套穩妥的試驗設施，并能在一旦發生危險的情況下，保證載荷受到控制，以便防止對附近人員造成傷害。

3．試驗樣品的準備

將預裝物裝入試驗樣品中，并按發貨時的正常封裝程序對鋼桶進行封裝。如果使用的是模擬內裝物，其質量和物理性質應盡可能接近于預裝物的質量和物理性質。同樣，封裝方法應和發貨時使用的方法相同。

4．試驗程序

（1）將試驗樣品按預定狀態置于水平平面上，使加載用鋼桶樣品組（見方法1）、自由加載平板（見方法2）或導向加載平板（見方法3）居中置于試驗樣品的頂面。

如果使用“方法2”或“方法3”，在不造成沖擊的情況下將作為載荷的重物放在加載平板上，并使它均勻地和加載平板接觸，使載荷的重心處于試驗樣品頂面中心的上方。重物與加載平板的總質量與標準值的誤差應在±2%之內。載荷重心與加載平板上面的距離，不應超過試驗樣品高度的50%。

如果使用“方法2”或“方法3”，對試驗樣品進行測量。試驗樣品應在充分預加載后施加壓力，以保證加載平板和試驗樣品完全接觸。

（2）載荷應保持預定的持續時間，標準為24h。

（3）去除載荷，對試驗樣品進行檢查。試驗期間，必要時隨時可對試驗樣品的尺寸進行測定。

圖1-24所示為堆碼試驗實例圖。

7.5 跌落試驗

按GB/T 4857.5的規定進行，跌落高度見表2、表3，并滿足下列條件：

（a）小開口鋼桶內灌裝98%的清水，選鋼桶邊緣最薄弱部位跌落，跌落后在鋼桶最高部位鉆孔；

（b）中開口和全開口鋼桶內盛裝95%、密度為1.2g/cm3的沙子和木屑混合物，選鋼桶邊緣最薄弱的部位跌落。

 

解讀要點

在GB/T4857.5的試驗中規定，試驗樣品要進行溫濕度處理。鋼桶系薄壁金屬包裝容器，溫濕度處理與否對鋼桶性能影響不大。所以，本試驗規定鋼桶做跌落試驗時不進行溫濕度處理。

在試驗中，所選鋼桶邊緣最薄弱的部位，是指以下四個部位：a．桶頂與桶身焊縫相交處；b．桶底與桶身焊縫相交處；c．桶身焊縫；d．注入口位置。

試驗時，a和b兩點跌落是棱跌（焊縫卷邊相交點），要求跌落時跌落點處于最低位置，并且鋼桶的重力線應通過這個點；c部位跌落是跌線平面，要求跌落時焊縫處于最低位置，并與沖擊臺平面平行（即水平狀態）; d部位跌落應選注入口附近卷邊位置進行角跌（一般選注入口八點鐘位置）。

跌落后，在鋼桶最高部位鉆孔的目的，就是要消除鋼桶內部與外部的壓力差，達到內外壓力平衡，這樣才不會因為壓力差的原因影響對跌落試驗結果的判斷。

如圖1-25為跌落試驗實例圖。

1．試驗原理

提起試驗樣品至預定高度，然后使其按預定狀態自由落下，與沖擊臺面相撞。

2．試驗設備

（1）沖擊臺

沖擊臺面為水平平面，試驗時不移動，不變形，并滿足下列要求。

◎為整塊物體，質量至少為試驗樣品質量的50倍。

◎要有足夠大的面積，以保證試驗樣品完全落在沖擊臺面上。

◎在沖擊臺面上任意兩點的水平高度差不得超過2mm。

◎沖擊臺面上任何100mm2的面積上承受10kg的靜負荷時，其變形量不得超過0.1mm。

（2）提升裝置

在提升或下降過程中，不應損壞試驗樣品。

（3）支撐裝置

支撐試驗樣品的裝置在釋放前應能使試驗樣品處于所要求的預定狀態。

（4）釋放裝置

在釋放試驗樣品的跌落過程中，應使試驗樣品不碰到裝置的任何部件，保證其自由跌落。

3．試驗步驟

（1）提起試驗樣品至所需的跌落高度位置，并按預定狀態將其支撐住。其提起高度與預定高度之差不得超過預定高度的±2%。跌落高度是指準備釋放時試驗樣品的最低點與沖擊臺之間的距離。

（2）按下列預定狀態，釋放試驗樣品。

◎面跌落時，使試驗樣品的跌落面與水平面之間的夾角最大不超過2°。

◎棱跌落時，使試驗樣品的重力線通過被跌落的與焊縫交叉的卷邊棱部位。

◎角跌落時，使試驗樣品的重力線通過被跌落的注入口附近的卷邊部位。

◎無論什么類型的鋼桶試驗樣品，都應使試驗品的重力線通過被跌落的面、線、點。

（3）實際沖擊速度與自由跌落時的沖擊速度之差不超過自由跌落時的±1%。

（4）試驗后按標準要求檢查鋼桶及內裝物的損壞情況。并分析試驗結果。

7.6 封閉器裝配質量檢驗

按GB/T 13251的規定進行。

 

解讀要點

其實在鋼桶進行整體的氣密試驗、液壓試驗、堆碼試驗和跌落試驗時，封閉器的裝配質量也同時得到了檢驗。因為在試驗中，如果封閉器裝配存在質量問題時，試驗結果就會顯示出來。比如變形、損壞、失效、滲漏等。

除了鋼桶整體試驗能檢驗出封閉器裝配質量的一些問題外，封閉器的裝配質量還有一項非常重要的檢驗項目，那就是扭力試驗。旋塞型封閉器桶塞扭力檢驗一般可按規定值用扭力計測定。

當然，對于封閉器本身來說，如果作為單獨產品進行檢驗的話，項目是比較多的，這在國家標準GB/T 13251中有詳細的規定，我們將在第三章進行詳細解讀，在此不再多述。

7.7 表面保護層質量檢驗

7.7.1 涂膜附著力按GB/T 9286進行。

 

解讀要點

涂膜附著力試驗適用于鋼桶內外表面的油漆和特種涂料的涂膜。不適用于粉末涂裝的涂膜及覆膜鋼板。

1．試驗設備

（1）切割工具

確保切割刀具有規定的形狀和刀刃情況良好是特別重要的。

◎下面列出一些適宜的切割工具，如圖1-26中的（a）和（b）所示。單刃切割的刀刃為20°～30°，以及其他尺寸，如圖1-26（a）規定；六個切割刀的多刃切割刀具，刀刃間隔為1mm，如圖1-26（b）規定；在所有情況下，單刃切割切具都是優先選用的刀具，即適用于各種涂層。多刃刀具不適用于厚涂層或堅硬涂層。

◎上述規定的刀具適用于手工操作，這是較常用的方法。刀具也可以安裝在獲得更均勻切割的馬達驅動的儀器上，應用儀器的操作程序應由有關雙方商定。如圖1-27所示為常用的漆膜劃格儀（百格刀）。

（2）導向和刀刃間隔裝置

為了把間隔切割得正確，當用單刃切割刀具時，需要一系列導向和刀刃間隔裝置，一個適用的裝置如圖1-28所示。

（3）軟毛刷

（4）透明的壓敏膠黏帶

采用的膠黏帶，寬25mm，黏著力（10±1）N/25mm或雙方商定。

（5）目視放大鏡

手把式的，放大倍數為2倍或3倍。

2．操作步驟

（1）基本規則

◎試驗條件和試驗的次數。在試驗樣品桶上至少進行三個不同位置試驗。如果三次結果不一致，差值超過一個單位等級，在三個以上不同位置重復上述試驗，必要的話，則另用樣品，并記下所有的試驗結果。

◎樣品的狀態調節。另有規定，在試驗前，樣品桶應在干澡環境中至少放置16h。

◎切割數。切割圖形每個方向的切割數應是6。

◎切割的間距。每個方向切割的間距應相等，且切割的間距為1mm。

（2）用手工法切割涂層

◎將樣品桶放置在水平穩定的地面上，以防在試驗過程中樣品桶產生晃動。

◎按下述規定的程序完成手工切割。試驗前，檢查刀具的切割刀刃，并通過磨刃或更換刀片使其保持良好的狀態。

◎握住切割刀具，使刀垂直于樣品桶表面，對切割刀具均勻施力，并采用適宜的間距導向裝置，用均勻的切割速率在涂層上形成規定的切割數。所有切割都應劃透至鋼板表面。如果不可能做到切透至鋼板表面是由于涂層太硬而造成的，則表明試驗無效，并如實記錄。

◎重復上述操作，再做相同數量的平行切割線，與原先切割線成90°角相交，以形成網格圖形。

◎用毛刷沿網格圖形每一條對角線，輕輕地向后掃幾次，再向前掃幾次。

◎按均勻的速度拉出一段膠黏帶，除去最前面的一段，然后剪下長約75mm的膠黏帶。把該膠黏帶的中心點放在網格上方，方向與一組切割線平行，如圖1-29所示，然后用手指把膠黏帶在網格區上方的部位壓平，膠黏帶長度至少超過網格20mm。為了確保膠黏帶與涂層接觸良好，用手指尖用力蹭膠黏帶。透過膠黏帶看到的涂層顏色全面接觸是有效的顯示。在貼上膠黏帶5min內，拿住膠黏帶懸空的一端，并在盡可能接近60°的角度，在0.5～1.0s內平穩地撕離膠黏帶（見圖1-29）。

3．結果的表示

（1）撕離膠黏帶后立即進行結果評定。

（2）在良好的照明環境中，用正常的或校正過的視力，或經有關雙方商定，用目視放大鏡仔細檢查試驗涂層的切割區。在觀察過程中，轉動樣品桶，以使試驗面的觀察和照明不局限在一個方向。以類似方式檢查膠黏帶也是有效的。

（3）按表1-20通過與圖示比較，將試驗面進行分級。

表中給出了六個級別的分級。對于鋼桶的涂層要求，標準規定為不低于2級。

7.7.2 鋅層厚度按GB/T 4956的規定進行。

 

解讀要點

本標準試驗采用磁性測厚的方法測量鋼桶表面的鋅層厚度。

1．試驗原理

磁性測厚儀測量永久磁鐵和基體金屬之間的磁引力，該磁引力受到覆蓋層的影響；或者測量穿過覆蓋層與基體金屬的磁通路的磁阻。

2．儀器的校準

每臺儀器在使用前，都應按制造商說明用一些適當的校準片進行校準，或采用比較法進行校準，即從這些標準片中選出一種對其進行磁性法測厚，同時對其采用涉及該特定覆蓋層的有關國家標準所規定的方法測厚，然后將測得的數據進行比較。對于不能校準的儀器，其與名義值的偏差應通過與校準標準片的比較來確定，而且所有的測量都要將這個偏差考慮進去。

標準片一般采用有覆蓋層的標準片，它是由基體金屬以及基體金屬牢固結合的厚度已知而且均勻的覆蓋層組成。標準片的校準，可將從無覆蓋層的校準標準片的基體金屬上得到的讀數與從無覆蓋層的試樣上得到的讀數做比較，以確認校準標準片的適用性。

3．測量程序

遵照制造商的說明去操作每臺儀器。在每次儀器投入使用時，以及在使用中每隔一定時間，都要在測量現場對儀器的校準進行核對，以保證儀器的性能正常。測量時，不要在靠近焊縫、卷邊邊緣、彎曲的波紋和環筋等處進行測量；也盡量不要在圓弧形的桶身上進行測量。由于儀器存在正常波動性，因而有必要在每一測量面內取多個讀數。覆蓋層厚度的局部差異可能也要求在參比面內進行多次測量。

在測量前，應除去試樣表面上的任何外來物質，如灰塵、油脂和腐蝕產物等，但不能除去任何覆蓋層材料（鋅層）。在測量時，應避開存在難于除去的明顯缺陷部位，如焊接縫、氧化物等部位。

測量的結果可能取決于操作者的技巧。例如，施加在測頭上的壓力或在磁體上施加平衡力的速率將會因人而異。應由實施測量的同一操作者來對儀器進行校準，或使用恒定壓力測頭，這些措施能減少或最大限度地降低這類影響。在某些場合，若不采用恒定壓力測頭，則極力推薦使用測量架。

如圖1-30為涂層厚度測量實例。

7.8 外觀質量

采用手感、目測和通用或專用量具檢驗。

 

解讀要點

本標準規定了7條外觀質量要求，不同的外觀質量要求，可用不同的手段進行檢驗。有的外觀質量用目測即可達到檢驗目的，如桶內潔凈、無銹、無渣等要求。也有的外觀質量用手的感覺作為檢驗手段即可判定質量好壞，如漆膜平整、光滑等。但也有的外觀質量要求，只有用計量器具才能達到檢驗目的，如鋼桶凹癟大小、焊縫補焊長度等。本條規定對不同的外觀質量要求，可采用不同的手段達到檢驗的目的。