第五节 试验方法

本节对标准GB/T 325.1中有关试验方法的内容进行解读。

7 试验方法

7.1 规格尺寸

规格尺寸采用通用或专用量具检测。

 

解读要点

钢桶的基本尺寸采用通用量具进行检测，本标准所规定的各种型式的钢桶结构尺寸大小不一，很难确定具体的检测量具。但检验所用量具的测量能力指数应达到有关规定的要求。企业也可以使用专用量具。

测量桶底、顶深度的量具，一般采用深度尺；测量卷边尺寸的量具，一般采用游标卡尺；测量桶高、环筋距离、桶口位置尺寸的量具，一般采用直板尺或钢卷尺；测量钢桶直径的可采用直板尺在桶底顶部测量，也可采用自制的专用卡尺来测量钢桶的桶身外径；环筋高度和波纹高度，可用直板尺和深度尺配合测量。

测量闭口钢桶桶口螺纹尺寸，一般采用专用的螺纹通规和螺纹止规，在标准GB/T 13251中有详细规定。

基本尺寸测量时，先把钢桶放在平板上，按照图1-18画线后测量。内径D的测量，可先测出钢桶的外径，再减去两个板厚即为内径。

7.2 气密试验

闭口钢桶按照GB/T 17344进行试验，试验条件见表2，检查样桶有无渗漏。

 

解读要点

标准中规定的气密性试验是检验钢桶密封性能的一种方法。气密性试验是钢桶生产过程中需要全数检验的项目，一般要求漏检率不超过1%，在实际试验中，目前常见的有标准试验方法、常规试验方法和氦质谱试验方法等几种。

1．标准的气密性试验方法

（1）试验原理

本试验是把钢桶充气至预定压力，将其浸没于水中或涂一薄层规定的液体。通过检查有无气泡产生而判定样品有无渗漏。

（2）试验设备

◎可提供10～30kPa压缩空气的压力气源。

◎压力表其量程为0kPa～100kPa，分度值为1kPa，精度2级。

◎U型管。

◎水槽。

◎盛装检测溶液的器皿和刷涂工具。

（3）试验步骤

◎试样制备。进气孔位置应设置在下列位置之一：①设在封闭器上；②在桶体或桶底上开孔；③设在可替代封闭器并确保密封的专门装置上。

◎装好钢桶封闭器，任意放置，不得使用任何外加固装置。

◎对钢桶充气至规定气压。

◎将钢桶完全浸没在水槽中，观察有无气泡产生或在钢桶外表面刷涂检测溶液观察是否产生气泡。

◎试验持续时间为5min。

◎应确定气泡是否为钢桶外部结构携带空气所产生。

标准的试验方法一般用于对钢桶进行型式试验，这种试验方法效率比较低，不适合生产过程中的试验。一般钢桶生产线的生产速度为6～10只/分，而标准的试验方法要求持续5min，另外要把进气孔设在封闭器上，试验过程也比较费时间。如图1-19所示为标准气密试验方法示意图。

在生产过程中进行的气密性试验，多采用常规试验方法来进行，而标准的试验方法一般是作为抽样检验的方法。

2．常规的气密性试验方法

常规的气密性试验方法的原理与标准的气密性试验方法是一致的，只是为了提高试验效率，对标准的试验方法进行了适当的修改。

一般制桶企业，在钢桶生产线上都会安装一台试漏机，该试漏机是由两个夹盘、支架、气缸等组成，如图1-20所示为常规钢桶气密试验方法示意图。

它采用气动控制，先将钢桶滚上试验机两夹盘中间，然后踩动气压开关使夹桶气缸9动作，通过杠杆10推动夹桶盘顶杆11把钢桶夹于两盘之间。然后压缩空气由输气管1进入桶内达到预定压力，再用皂液喷于钢桶接缝处观察是否冒出气泡。试验完后再踩动气动开关，使夹桶气缸9返回带动两盘分离，同时卸桶气缸8动作，将钢桶从试验机上推下进入下道工序。调节手轮5可以改变两盘间距，以适应不同大小的钢桶进行试验。在试验过程中，钢桶可随盘来回旋转半圈，能够观察到整个卷边接缝。

常规性试验方法有很多缺陷，一是不能试验出桶底和桶顶部位、封闭器部位的渗漏，二是试验时间较短，达不到标准试验要求。但由于试验效率高，能与生产线同步进行，所以在制桶企业中应用较为广泛。

如图1-21为气密试验实例图。

3．氦质谱气密性试验方法

近年来国内外采用氦质谱检漏法对钢桶进行气密试验的应用越来越广泛。在欧、美、日等发达国家和地区，制桶行业已全面将氦质谱检漏设备作为制桶生产线的标准配置，用于钢桶的气密性检测。

氦质谱检漏法是以氦作为对漏孔的探索气体，以氦质谱仪器检测漏孔溢出氦气的一种检漏方法。它具有反应速度快、检测精度高、可检范围大、无毒无污染、效率高和无放射性等优点。

全自动钢桶氦检漏设备是一套由自动充氦、真空箱、氦质谱检漏仪、工件自动传送和电气控制等模块组成的机电一体化装置。它采用真空箱法对钢桶进行氦质谱检漏，将充好氦气的钢桶自动送入一个比工件稍大的真空箱中，通过真空泵组对真空箱抽真空后，检漏仪与真空箱连通，检测出工件的总体漏率。整个检测过程以微电脑为平台，采用PLC控制，并在一个彩色触摸屏上操作显示设定各种信息，同时将检漏仪和真空箱部分有机地结合在一起，无须人工干预。如图1-22所示为氦质谱检漏机的工作原理图。

全自动钢桶氦检漏设备工作流程如下。

（1）将上道工序流出的钢桶在生产线上向钢桶内充入规定压力的氦气。由于一般情况下钢桶不能承受较高真空度和较高压力，因此采取直接向桶内快速充入一定量氦气（即打开桶盖，用充气枪定量充入），再拧紧桶盖。此时桶内压力为正常标准大气压。氦气浓度为充入氦气的体积与钢桶内容积之比，一般约1%～5%左右。

（2）充入氦气的钢桶通过自动生产线送至真空箱内，然后抽空泵组开始对真空箱抽真空，到指定真空度后，检漏仪连通真空箱，测量真空箱内氦信号。如果钢桶有漏，则氦气会通过漏孔进入真空箱，检漏仪显示漏率值。

（3）制桶企业可以按照不同客户要求设置不合格漏率，检测系统自动判断钢桶的氦泄漏量是否超过预设的报警值。小于设定值认定钢桶合格。大于设定值则认定钢桶不合格，系统自动发出报警信号。

根据检测系统给出的结果，自动装置将合格和不合格钢桶自动分配到合格品区和不合格品区。

全自动氦质谱检漏方法不仅满足标准试验方法的精度要求，而且能自动、快速、准确地进行试验，并与生产线紧密地结合在一起，实现生产过程、检测过程的自动化和连续化。

7.3 液压试验

此试验仅限于小开口钢桶。将桶内注满水，把压力表与加压泵连接，并通过连通部件固定在注入口上，往桶内加压，达到试验压力后，保压，试验条件见表2，检查样桶有无渗漏。

 

解读要点

本试验仅限于小开口钢桶，即指闭口钢桶中的小开口钢桶。有的用户对闭口钢桶中的中开口桶进行试验时，也可以参考。

液压试验是向钢桶内连续均匀地施以液压，评定钢桶所能承受的液压和对钢桶内装物保护能力的试验。标准的试验方法如下。

1．试验设备

（1）钢桶液压试验机或达到相同试验效果的其他设备。

（2）计时器。

2．试验步骤

（1）将钢桶液压试验机与试验钢桶样品相连。

（2）启动液压钢桶试验机，同时打开排气阀，排除试验钢桶内残留气体，然后关闭排气阀。

（3）向钢桶内连续均匀地施以液压，缓慢地升至标准规定的试验压力。

（4）钢桶包括它们的封闭器，应承受恒液压（表压）5min。

3．判定方法

试验样品桶均无渗漏，判定该项试验合格。

图1-23所示为液压试验实例图。

7.4 堆码试验

按照GB/T 4857.3的规定进行，试验时间为24h，经检查钢桶不应有降低其强度或引起堆码不稳定的任何变形和严重破损。堆码负载按式（1）计算

式中

P —钢桶容器上施加的堆码负载，N；

H —堆码高度，m；

h —单件钢桶高度，m；

M—单件钢桶盛装相应物品后的质量，kg；

K—劣变系数为1。

注：堆码高度陆运为3m、海运为8m。

 

解读要点

标准的堆码试验应按下述规定进行。

1．试验原理

采用标准的试验方法之一进行试验时，将试验用钢桶样品放在一个平整的水平平面上，并在其上面均匀施加载荷。施加的载荷、大气条件、承载时间以及试验用钢桶样品的放置状态等是预先设定的。如可行，可对钢桶样品在试验中的上下偏斜或左右偏斜进行测定。

2．试验设备

（1）水平平面。

水平平面应平整坚硬（最高点与最低点之间的高度差不超过2mm）。如为混凝土地面，其厚度应不少于150mm。

（2）加载方法。

◎方法1：试验样品组。该组试验样品的每一件应与待检验产品完全相同，钢桶样品的数目应以其总质量（装满货物）达到合适的载荷量而定。

◎方法2：自由加载平板。该平板应能连同适当的载荷一起，在试验样品上自由地调整达到平衡。载荷与加载平板可以是一个整体。此类载荷有时称为“自由载荷”。加载平板的中心置于试验样品顶部的中心，其尺寸至少应比试验钢桶的顶面各边大出100mm。该板应足够坚硬，且在完全承受载荷下不变形。

◎方法3：导向加载平板。采用导向措施使该平板的下表面能连同适当的载荷一起始终保持水平。此类载荷有时称为“导向载荷”。加载平板居中置于钢桶样品的顶部时，其各边尺寸至少应比钢桶样品的顶面各边大出100mm。该板应足够坚硬，且在完全承受载荷下不变形。

（3）安全设施。

试验中所加载荷的稳定性和安全性除了取决于钢桶样品的抗变形能力，还取决于其顶面和加载平板件底面之间的摩擦力。为此，应提供一套稳妥的试验设施，并能在一旦发生危险的情况下，保证载荷受到控制，以便防止对附近人员造成伤害。

3．试验样品的准备

将预装物装入试验样品中，并按发货时的正常封装程序对钢桶进行封装。如果使用的是模拟内装物，其质量和物理性质应尽可能接近于预装物的质量和物理性质。同样，封装方法应和发货时使用的方法相同。

4．试验程序

（1）将试验样品按预定状态置于水平平面上，使加载用钢桶样品组（见方法1）、自由加载平板（见方法2）或导向加载平板（见方法3）居中置于试验样品的顶面。

如果使用“方法2”或“方法3”，在不造成冲击的情况下将作为载荷的重物放在加载平板上，并使它均匀地和加载平板接触，使载荷的重心处于试验样品顶面中心的上方。重物与加载平板的总质量与标准值的误差应在±2%之内。载荷重心与加载平板上面的距离，不应超过试验样品高度的50%。

如果使用“方法2”或“方法3”，对试验样品进行测量。试验样品应在充分预加载后施加压力，以保证加载平板和试验样品完全接触。

（2）载荷应保持预定的持续时间，标准为24h。

（3）去除载荷，对试验样品进行检查。试验期间，必要时随时可对试验样品的尺寸进行测定。

图1-24所示为堆码试验实例图。

7.5 跌落试验

按GB/T 4857.5的规定进行，跌落高度见表2、表3，并满足下列条件：

（a）小开口钢桶内灌装98%的清水，选钢桶边缘最薄弱部位跌落，跌落后在钢桶最高部位钻孔；

（b）中开口和全开口钢桶内盛装95%、密度为1.2g/cm3的沙子和木屑混合物，选钢桶边缘最薄弱的部位跌落。

 

解读要点

在GB/T4857.5的试验中规定，试验样品要进行温湿度处理。钢桶系薄壁金属包装容器，温湿度处理与否对钢桶性能影响不大。所以，本试验规定钢桶做跌落试验时不进行温湿度处理。

在试验中，所选钢桶边缘最薄弱的部位，是指以下四个部位：a．桶顶与桶身焊缝相交处；b．桶底与桶身焊缝相交处；c．桶身焊缝；d．注入口位置。

试验时，a和b两点跌落是棱跌（焊缝卷边相交点），要求跌落时跌落点处于最低位置，并且钢桶的重力线应通过这个点；c部位跌落是跌线平面，要求跌落时焊缝处于最低位置，并与冲击台平面平行（即水平状态）; d部位跌落应选注入口附近卷边位置进行角跌（一般选注入口八点钟位置）。

跌落后，在钢桶最高部位钻孔的目的，就是要消除钢桶内部与外部的压力差，达到内外压力平衡，这样才不会因为压力差的原因影响对跌落试验结果的判断。

如图1-25为跌落试验实例图。

1．试验原理

提起试验样品至预定高度，然后使其按预定状态自由落下，与冲击台面相撞。

2．试验设备

（1）冲击台

冲击台面为水平平面，试验时不移动，不变形，并满足下列要求。

◎为整块物体，质量至少为试验样品质量的50倍。

◎要有足够大的面积，以保证试验样品完全落在冲击台面上。

◎在冲击台面上任意两点的水平高度差不得超过2mm。

◎冲击台面上任何100mm2的面积上承受10kg的静负荷时，其变形量不得超过0.1mm。

（2）提升装置

在提升或下降过程中，不应损坏试验样品。

（3）支撑装置

支撑试验样品的装置在释放前应能使试验样品处于所要求的预定状态。

（4）释放装置

在释放试验样品的跌落过程中，应使试验样品不碰到装置的任何部件，保证其自由跌落。

3．试验步骤

（1）提起试验样品至所需的跌落高度位置，并按预定状态将其支撑住。其提起高度与预定高度之差不得超过预定高度的±2%。跌落高度是指准备释放时试验样品的最低点与冲击台之间的距离。

（2）按下列预定状态，释放试验样品。

◎面跌落时，使试验样品的跌落面与水平面之间的夹角最大不超过2°。

◎棱跌落时，使试验样品的重力线通过被跌落的与焊缝交叉的卷边棱部位。

◎角跌落时，使试验样品的重力线通过被跌落的注入口附近的卷边部位。

◎无论什么类型的钢桶试验样品，都应使试验品的重力线通过被跌落的面、线、点。

（3）实际冲击速度与自由跌落时的冲击速度之差不超过自由跌落时的±1%。

（4）试验后按标准要求检查钢桶及内装物的损坏情况。并分析试验结果。

7.6 封闭器装配质量检验

按GB/T 13251的规定进行。

 

解读要点

其实在钢桶进行整体的气密试验、液压试验、堆码试验和跌落试验时，封闭器的装配质量也同时得到了检验。因为在试验中，如果封闭器装配存在质量问题时，试验结果就会显示出来。比如变形、损坏、失效、渗漏等。

除了钢桶整体试验能检验出封闭器装配质量的一些问题外，封闭器的装配质量还有一项非常重要的检验项目，那就是扭力试验。旋塞型封闭器桶塞扭力检验一般可按规定值用扭力计测定。

当然，对于封闭器本身来说，如果作为单独产品进行检验的话，项目是比较多的，这在国家标准GB/T 13251中有详细的规定，我们将在第三章进行详细解读，在此不再多述。

7.7 表面保护层质量检验

7.7.1 涂膜附着力按GB/T 9286进行。

 

解读要点

涂膜附着力试验适用于钢桶内外表面的油漆和特种涂料的涂膜。不适用于粉末涂装的涂膜及覆膜钢板。

1．试验设备

（1）切割工具

确保切割刀具有规定的形状和刀刃情况良好是特别重要的。

◎下面列出一些适宜的切割工具，如图1-26中的（a）和（b）所示。单刃切割的刀刃为20°～30°，以及其他尺寸，如图1-26（a）规定；六个切割刀的多刃切割刀具，刀刃间隔为1mm，如图1-26（b）规定；在所有情况下，单刃切割切具都是优先选用的刀具，即适用于各种涂层。多刃刀具不适用于厚涂层或坚硬涂层。

◎上述规定的刀具适用于手工操作，这是较常用的方法。刀具也可以安装在获得更均匀切割的马达驱动的仪器上，应用仪器的操作程序应由有关双方商定。如图1-27所示为常用的漆膜划格仪（百格刀）。

（2）导向和刀刃间隔装置

为了把间隔切割得正确，当用单刃切割刀具时，需要一系列导向和刀刃间隔装置，一个适用的装置如图1-28所示。

（3）软毛刷

（4）透明的压敏胶黏带

采用的胶黏带，宽25mm，黏着力（10±1）N/25mm或双方商定。

（5）目视放大镜

手把式的，放大倍数为2倍或3倍。

2．操作步骤

（1）基本规则

◎试验条件和试验的次数。在试验样品桶上至少进行三个不同位置试验。如果三次结果不一致，差值超过一个单位等级，在三个以上不同位置重复上述试验，必要的话，则另用样品，并记下所有的试验结果。

◎样品的状态调节。另有规定，在试验前，样品桶应在干澡环境中至少放置16h。

◎切割数。切割图形每个方向的切割数应是6。

◎切割的间距。每个方向切割的间距应相等，且切割的间距为1mm。

（2）用手工法切割涂层

◎将样品桶放置在水平稳定的地面上，以防在试验过程中样品桶产生晃动。

◎按下述规定的程序完成手工切割。试验前，检查刀具的切割刀刃，并通过磨刃或更换刀片使其保持良好的状态。

◎握住切割刀具，使刀垂直于样品桶表面，对切割刀具均匀施力，并采用适宜的间距导向装置，用均匀的切割速率在涂层上形成规定的切割数。所有切割都应划透至钢板表面。如果不可能做到切透至钢板表面是由于涂层太硬而造成的，则表明试验无效，并如实记录。

◎重复上述操作，再做相同数量的平行切割线，与原先切割线成90°角相交，以形成网格图形。

◎用毛刷沿网格图形每一条对角线，轻轻地向后扫几次，再向前扫几次。

◎按均匀的速度拉出一段胶黏带，除去最前面的一段，然后剪下长约75mm的胶黏带。把该胶黏带的中心点放在网格上方，方向与一组切割线平行，如图1-29所示，然后用手指把胶黏带在网格区上方的部位压平，胶黏带长度至少超过网格20mm。为了确保胶黏带与涂层接触良好，用手指尖用力蹭胶黏带。透过胶黏带看到的涂层颜色全面接触是有效的显示。在贴上胶黏带5min内，拿住胶黏带悬空的一端，并在尽可能接近60°的角度，在0.5～1.0s内平稳地撕离胶黏带（见图1-29）。

3．结果的表示

（1）撕离胶黏带后立即进行结果评定。

（2）在良好的照明环境中，用正常的或校正过的视力，或经有关双方商定，用目视放大镜仔细检查试验涂层的切割区。在观察过程中，转动样品桶，以使试验面的观察和照明不局限在一个方向。以类似方式检查胶黏带也是有效的。

（3）按表1-20通过与图示比较，将试验面进行分级。

表中给出了六个级别的分级。对于钢桶的涂层要求，标准规定为不低于2级。

7.7.2 锌层厚度按GB/T 4956的规定进行。

 

解读要点

本标准试验采用磁性测厚的方法测量钢桶表面的锌层厚度。

1．试验原理

磁性测厚仪测量永久磁铁和基体金属之间的磁引力，该磁引力受到覆盖层的影响；或者测量穿过覆盖层与基体金属的磁通路的磁阻。

2．仪器的校准

每台仪器在使用前，都应按制造商说明用一些适当的校准片进行校准，或采用比较法进行校准，即从这些标准片中选出一种对其进行磁性法测厚，同时对其采用涉及该特定覆盖层的有关国家标准所规定的方法测厚，然后将测得的数据进行比较。对于不能校准的仪器，其与名义值的偏差应通过与校准标准片的比较来确定，而且所有的测量都要将这个偏差考虑进去。

标准片一般采用有覆盖层的标准片，它是由基体金属以及基体金属牢固结合的厚度已知而且均匀的覆盖层组成。标准片的校准，可将从无覆盖层的校准标准片的基体金属上得到的读数与从无覆盖层的试样上得到的读数做比较，以确认校准标准片的适用性。

3．测量程序

遵照制造商的说明去操作每台仪器。在每次仪器投入使用时，以及在使用中每隔一定时间，都要在测量现场对仪器的校准进行核对，以保证仪器的性能正常。测量时，不要在靠近焊缝、卷边边缘、弯曲的波纹和环筋等处进行测量；也尽量不要在圆弧形的桶身上进行测量。由于仪器存在正常波动性，因而有必要在每一测量面内取多个读数。覆盖层厚度的局部差异可能也要求在参比面内进行多次测量。

在测量前，应除去试样表面上的任何外来物质，如灰尘、油脂和腐蚀产物等，但不能除去任何覆盖层材料（锌层）。在测量时，应避开存在难于除去的明显缺陷部位，如焊接缝、氧化物等部位。

测量的结果可能取决于操作者的技巧。例如，施加在测头上的压力或在磁体上施加平衡力的速率将会因人而异。应由实施测量的同一操作者来对仪器进行校准，或使用恒定压力测头，这些措施能减少或最大限度地降低这类影响。在某些场合，若不采用恒定压力测头，则极力推荐使用测量架。

如图1-30为涂层厚度测量实例。

7.8 外观质量

采用手感、目测和通用或专用量具检验。

 

解读要点

本标准规定了7条外观质量要求，不同的外观质量要求，可用不同的手段进行检验。有的外观质量用目测即可达到检验目的，如桶内洁净、无锈、无渣等要求。也有的外观质量用手的感觉作为检验手段即可判定质量好坏，如漆膜平整、光滑等。但也有的外观质量要求，只有用计量器具才能达到检验目的，如钢桶凹瘪大小、焊缝补焊长度等。本条规定对不同的外观质量要求，可采用不同的手段达到检验的目的。