吳建平

（無(wú)錫四方友信股份有限公司，無(wú)錫 214092）

鋼桶封閉器是指采用螺紋鎖緊和桶塞封閉、封閉箍等方式，配合其他金屬或合成的材料如合成橡膠零件，確保鋼桶口密封的裝置。鋼桶封閉器按結(jié)構(gòu)和用途可分為：嵌入式法蘭封閉器、非嵌入式封閉器、箍式封閉器。其中，嵌入式法蘭封閉器是指采用機(jī)械咬合鎖緊的螺紋法蘭和桶塞封閉，并由其他金屬或合成材料，如合成橡膠、塑料等零件，確保鋼桶密封的裝置。[1]

1 嵌入式法蘭封閉器使用概況

嵌入式法蘭封閉器在鋼桶上應(yīng)用最為廣泛，大多數(shù)的閉口鋼桶都是采用這種封閉器。嵌入式法蘭封閉器可分為G2、G3/4和G4三種規(guī)格，無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的鋼桶包裝上，幾乎每一只鋼桶注入口和透氣口均分別配置了G2與G3/4封閉器。嵌入式法蘭封閉器由封蓋、封蓋密封膠、法蘭、桶塞、桶頂、墊圈、襯圈、標(biāo)志環(huán)/保護(hù)環(huán)（可選用）等組成。[1]筆者主要針對(duì)G2與G3/4封閉器法蘭進(jìn)行論述，且由于雙襯圈法蘭和標(biāo)簽環(huán)使用不多，故論述的是用量最多的無(wú)標(biāo)簽環(huán)單襯圈法蘭。

2 封閉器法蘭關(guān)鍵尺寸取向

2.1 縱向高度尺寸取向

生產(chǎn)鋼桶封閉器的廠家眾多，執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中尺寸偏差的把控能力也有高低。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)工藝水平的差異等均會(huì)導(dǎo)致法蘭尺寸出現(xiàn)偏差，其中高度方向的尺寸差別最大。

2.1.1 法蘭結(jié)構(gòu)和尺寸

以公司最常用封閉器的三家制造商為例：

（1）國(guó)際供應(yīng)商A執(zhí)行的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)Packaging-Steel drums-Part 3： Inserted flange-type closure systems（BS EN ISO 15750-3：2008），封閉器法蘭結(jié)構(gòu)和規(guī)格尺寸[2]，如圖1和表1所示。

圖1 國(guó)際供應(yīng)商A的法蘭結(jié)構(gòu)示意圖

表1 國(guó)際供應(yīng)商A的法蘭規(guī)格尺寸 單位為毫米

（2）國(guó)際供應(yīng)商B產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)《TECHNOCRAFT CLOSURE SYSTEMS：2010》①產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中顯示，國(guó)際供應(yīng)商B生產(chǎn)封閉器符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 15750-3:2008。中的G2與G3/4法蘭結(jié)構(gòu)尺寸[3]，如圖2與圖3所示。

圖2 國(guó)際供應(yīng)商B的G2法蘭結(jié)構(gòu)尺寸

圖3 國(guó)際供應(yīng)商B的G3/4法蘭結(jié)構(gòu)尺寸

（3）國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C執(zhí)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018《包裝 鋼桶封閉器》，其法蘭結(jié)構(gòu)和規(guī)格尺寸[1]，如圖4和表2所示。

圖4 國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的法蘭結(jié)構(gòu)示意圖

表2 國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的法蘭規(guī)格尺寸 單位為毫米

2.1.2 鉚合高度

（1）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)BS EN ISO 15750-3：2008推薦的鉚合高度結(jié)構(gòu)尺寸如圖5和表3所示，國(guó)際供應(yīng)商A規(guī)定的具體鉚合高度[4]如表4所示。

圖5 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)BS EN ISO 15750-3:2008的嵌入式法蘭封閉器示意圖

表3 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)BS EN ISO 15750-3:2008的法蘭鉚合尺寸 單位為毫米

表4 國(guó)際供應(yīng)商A的法蘭鉚合尺寸 單位為毫米

根據(jù)表4可知，國(guó)際供應(yīng)商A生產(chǎn)的G2法蘭的鉚合高度為13.9mm±0.5mm，G3/4法蘭為11.1mm±0.5mm。

（2）國(guó)際供應(yīng)商B產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)《TECHNOCRAFT CLOSURE SYSTEMS：2010》中推薦的鉚合高度結(jié)構(gòu)尺寸如圖6和表5所示。

圖6 國(guó)際供應(yīng)商B的法蘭鉚合結(jié)構(gòu)示意圖

表5 國(guó)際供應(yīng)商B的法蘭鉚合尺寸 單位為毫米

表5中尺寸50mm指G2法蘭，20mm指G3/4法蘭。其鉚合高度在：G2法蘭為13.34mm±0.25mm，G3/4法蘭為10.80mm±0.25mm，下偏差單襯圈，上偏差雙襯圈。

（3）國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018推薦的鉚合高度結(jié)構(gòu)尺寸如圖7和表6所示。

圖7 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018的嵌入式法蘭封閉器示意圖

表6 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018的法蘭鉚合尺寸 單位為毫米

根據(jù)表6可知，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C生產(chǎn)的G2法蘭的鉚合高度為13.0mm±0.5mm，G3/4法蘭為11.0mm±0.5mm。

由以上圖表可以發(fā)現(xiàn)：對(duì)法蘭尺寸的標(biāo)注方式，國(guó)際供應(yīng)商B的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)《TECHNOCRAFT CLOSURE SYSTEMS：2010》和國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018更具可操作性，尺寸規(guī)格直觀明了，而國(guó)際供應(yīng)商A采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)BS EN ISO 15750-3：2008中尺寸需要推算；對(duì)鉚合高度的標(biāo)注圖示方法，國(guó)際供應(yīng)商B的最符合實(shí)際，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的尚可（桶頂內(nèi)平面與法蘭底面會(huì)有落差），國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)圖示尺寸則不便在實(shí)際操作中使用（推薦的鉚合高度是指法蘭鉚合后的高度）。

鋼桶封閉器法蘭鉚合時(shí)，通常把鉚合高度作為衡量鉚合質(zhì)量的第一要素，當(dāng)法蘭鉚合后的抗扭性能不足或液密試驗(yàn)出現(xiàn)滲漏時(shí)，首先會(huì)想到試著把鉚合高度再降低一點(diǎn)。法蘭縱向尺寸中的法蘭高度和螺紋高度是影響鉚合高度的兩個(gè)關(guān)鍵尺寸。

2.1.3 法蘭高度

法蘭鉚合后，能否達(dá)到規(guī)定的扭矩是衡量嵌入式法蘭封閉器裝配質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。[5]雖然鉚合后的法蘭發(fā)生松動(dòng)前做氣密（液密）試驗(yàn)無(wú)滲漏，但是一旦松動(dòng)將破壞原有的密封狀態(tài)而產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。即使襯圈有可靠的密封，法蘭在規(guī)定的扭矩內(nèi)發(fā)生松動(dòng)也是不允許的。對(duì)法蘭鉚合后的抗扭性能要求應(yīng)等同于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中桶塞焊點(diǎn)扭力，分別是：G2法蘭68N·m，G3/4法蘭27N·m。

按鋼桶材料厚度分，可分為重型桶、中型桶、次中型桶和輕型桶，主要包括0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm等幾種。那么什么樣的法蘭高度能適應(yīng)0.5mm～1.5mm各種料厚桶頂鉚法蘭的要求呢？從市場(chǎng)上主流供應(yīng)商提供的產(chǎn)品看：國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的G2法蘭高度為18.7mm～18.8mm，G3/4法蘭高度15.7mm～15.8mm，基本與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一致；國(guó)際供應(yīng)商A提供的G2法蘭高度為18.4mm～18.5mm，G3/4法蘭高度15.4mm～15.5mm，在其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的名義尺寸18.6mm和15.6mm的下偏差運(yùn)行；國(guó)際供應(yīng)商B的G2法蘭高度為18.2mm～18.3mm，G3/4法蘭高度15.2mm～15.3mm。②注：所列尺寸是三家制造商剛開(kāi)始供貨和試驗(yàn)時(shí)的實(shí)際尺寸，不代表目前尺寸，國(guó)際供應(yīng)商A和國(guó)際供應(yīng)商B已根據(jù)需求有所調(diào)整。總體而言，國(guó)際供應(yīng)商B的法蘭要比國(guó)際供應(yīng)商A的要矮0.2mm左右，國(guó)際供應(yīng)商A的法蘭要比國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的矮0.3mm左右。它們都在其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，只是取向不同。

要確定法蘭高度的最佳參數(shù)，就要先確定法蘭的鉚合高度參數(shù)。從供應(yīng)商推薦的數(shù)據(jù)來(lái)看，國(guó)際供應(yīng)商B的G3/4法蘭鉚合高度參數(shù)相對(duì)偏矮；國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的G2法蘭鉚合高度相對(duì)偏矮；國(guó)際供應(yīng)商A推薦的單襯圈無(wú)標(biāo)簽環(huán)與國(guó)際供應(yīng)商B的單襯圈鉚合高度參數(shù)相比，G3/4近乎一致，但G2偏高（相當(dāng)于國(guó)際供應(yīng)商B的雙層襯圈）。

法蘭高度的差異在同樣鉚合高度下是否都能滿足抗扭性能要求呢？由于G2法蘭尺寸大，抗扭要求容易實(shí)現(xiàn)。G3/4法蘭尺寸較小，其抗扭性能的實(shí)現(xiàn)要比G2法蘭難一些。故以料厚0.5mm無(wú)內(nèi)涂桶頂鉚G3/4法蘭，按國(guó)際供應(yīng)商B的法蘭鉚合高度要求取下偏差10.6mm進(jìn)行試驗(yàn)，模具模芯最大鉚合控制直徑φ33.8mm，密封襯圈相同，結(jié)果如圖8、圖9、圖10所示。

國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的G3/4法蘭鉚合結(jié)果是：扭矩＞32N·m，無(wú)錯(cuò)位、無(wú)跟轉(zhuǎn)。

圖8 國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的G3/4法蘭鉚合結(jié)果

國(guó)際供應(yīng)商A的 G3/4法蘭鉚合結(jié)果是：扭矩＜27N·m，較小錯(cuò)位、跟轉(zhuǎn)。

圖9 國(guó)際供應(yīng)商A的 G3/4法蘭鉚合結(jié)果

國(guó)際供應(yīng)商B的 G3/4法蘭鉚合結(jié)果是：扭矩＜27N·m，較大錯(cuò)位、跟轉(zhuǎn)。

圖10 國(guó)際供應(yīng)商B的 G3/4法蘭鉚合結(jié)果

以上試驗(yàn)使用的沖孔翻邊壓八角模具、鉚法蘭模具都是相同的，模具的閉合高度都是不變的，0.5mm料厚桶頂材料的性能都是一樣的。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著法蘭高度的下降，法蘭鉚合后的抗扭性能是相應(yīng)降低的，除國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的G3/4法蘭能有效滿足抗扭要求外，國(guó)際供應(yīng)商A和國(guó)際供應(yīng)商B的G3/4法蘭都不能滿足料厚0.5mm桶頂鉚合的抗扭要求。這可能是國(guó)際供應(yīng)商A和國(guó)際供應(yīng)商B法蘭高度的確定主要是以料厚1.0mm以上的數(shù)量巨大的大桶桶頂來(lái)考量的，0.8mm以下的小桶桶頂似乎被忽視了。

當(dāng)將法蘭鉚合在材料厚度較薄的桶頂上或法蘭高度偏矮時(shí)，法蘭與桶頂之間可能會(huì)產(chǎn)生空隙。如圖11所示，法蘭高度較高，則法蘭卷邊后與桶頂翻邊之間充分裹緊無(wú)空隙；法蘭高度較矮，則法蘭卷邊后與桶頂翻邊之間無(wú)法裹緊或存在空隙。

圖11 法蘭鉚合截面圖

從試驗(yàn)的情況來(lái)看，因沖孔鉚合都是同一付模具和同樣的桶頂，若不論法蘭高矮，鉚合后八角部位的鉚合狀況應(yīng)是一致的（就G3/4法蘭而言，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C與國(guó)際供應(yīng)商B的八角厚度都是2mm，而國(guó)際供應(yīng)商A的八角厚度是2.2mm，對(duì)滿足抗扭性能更有利），那么八角部位的抗扭性能也應(yīng)是一致的。造成抗扭性能差異的原因，最可能的就是法蘭高度不同造成卷邊程度不同這一因素了。

由此得出這樣一個(gè)結(jié)論：法蘭鉚合后的抗扭性能，單靠法蘭八角邊與同時(shí)鉚合成型的桶頂八角之間的配合是不夠的，還必須依靠法蘭卷邊對(duì)桶頂翻邊的收緊程度，只有二者同時(shí)作用才能保證法蘭鉚合后的抗扭性能。特別對(duì)于內(nèi)涂型鋼桶，這一點(diǎn)尤為重要，那種抗扭純靠八角的思維是不準(zhǔn)確的。

當(dāng)然法蘭高度也不是越高越好，過(guò)高后反而會(huì)產(chǎn)生抗扭性能的下降，國(guó)內(nèi)另一供應(yīng)商D提供的用來(lái)作防偽鋼桶鉚合的G2法蘭高度為19mm，G3/4法蘭高度16mm，如用來(lái)作普通鉚合就有可能產(chǎn)生如圖12所示的這種情況。

國(guó)內(nèi)供應(yīng)商D的G3/4法蘭鉚合結(jié)果：扭矩＜27N·m，錯(cuò)位、跟轉(zhuǎn)。

圖12 國(guó)內(nèi)供應(yīng)商D的G3/4法蘭鉚合結(jié)果

既然法蘭高度不宜過(guò)高，那我們就看看不同高矮法蘭鉚合在1.5mm料厚桶頂上的狀況。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，國(guó)際供應(yīng)商A、國(guó)際供應(yīng)商B、國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的G2法蘭均能滿足68N·m的抗扭要求且78N·m仍然滿足，G3/4法蘭均能滿足27N·m的抗扭要求且37N·m仍然滿足。這就說(shuō)明國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的法蘭高度（即國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018的要求高度）不存在高度過(guò)高的問(wèn)題。

通過(guò)以上試驗(yàn)可以得出，要使法蘭鉚合后滿足材料較厚的大桶和材料較薄的小桶的抗扭性能，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的法蘭高度是最符合要求的；國(guó)際供應(yīng)商A的法蘭如果做到其采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的名義尺寸或之上也是接近的；由于國(guó)際供應(yīng)商B的鉚合高度相對(duì)最矮，所以應(yīng)將國(guó)際供應(yīng)商B推薦的鉚合高度參數(shù)作為鋼桶廠家的工藝要求，若大于推薦值，只會(huì)使法蘭高度更顯得不足。值得一提的是，在上述鉚合高度下，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018中法蘭高度e的數(shù)值（見(jiàn)表2）是更為準(zhǔn)確的。

綜上所述，法蘭高度尺寸偏矮或偏高，是造成鉚合后抗扭性能不佳的重要原因（雖然桶頂翻邊孔根部轉(zhuǎn)角R過(guò)大，法蘭鉚合直徑過(guò)大同樣會(huì)使抗扭性能下降）。

以上是在滿足抗扭要求的條件下確定法蘭高度，接下來(lái)將在滿足鉚合高度和螺牙圈數(shù)的條件下確定螺紋高度。

2.1.4 螺紋高度

螺紋高度決定沖壓模具的閉合高度，由于沖床上的模具一旦架好，鋼桶生產(chǎn)廠家不會(huì)因?yàn)楦鞴?yīng)商的法蘭螺紋高度的差異而頻繁調(diào)節(jié)模具的閉合高度，因此必須追求螺紋高度的統(tǒng)一。

法蘭鉚合高度是受到螺紋高度的限制的。在保證法蘭鉚合后的抗扭性能的條件下，什么樣的螺紋高度尺寸才是合適的呢？因鉚合高度在下偏差的情況下，法蘭模芯最接近螺牙，故可以用模擬的方法來(lái)確定螺紋的高度，下圖13、圖14分別是G2和G3/4法蘭鉚合模擬圖（圖中使用了普通模芯和沖孔鉚合二合一模芯）。

圖13 G2法蘭鉚合模擬圖

圖14 G3/4法蘭鉚合模擬圖

由模擬圖可以看出：當(dāng)G2法蘭鉚合高度為偏差下限13.1mm時(shí)，合適的螺紋高度應(yīng)為10mm；G3/4法蘭鉚合高度為偏差下限10.6mm時(shí)，適合的螺紋高度為8mm。此時(shí)模芯與法蘭螺牙之間的空隙，不管是G2法蘭還是G3/4法蘭都是相等的，這個(gè)空隙是克服鉚合中的彈性變形所必須的，沒(méi)有這個(gè)空間或鉚合高度數(shù)值在下偏差以下占用這個(gè)空隙，就有可能產(chǎn)生桶塞不好旋和旋不上的問(wèn)題。由于G2管螺紋的螺距是2.309mm，G3/4管螺紋的螺距是1.814mm，故螺紋高度在其負(fù)偏差內(nèi)都足夠符合標(biāo)準(zhǔn)中嚙合不少于3個(gè)整牙的要求。此鉚合高度若再降低會(huì)影響螺牙數(shù)量，若再提高會(huì)影響法蘭鉚合后的抗扭性能。由此可以看出，國(guó)際供應(yīng)商B推薦的鉚合高度，可以說(shuō)既是法蘭鉚合的最高要求，又是法蘭鉚合的最矮要求，是被實(shí)際證明確實(shí)可行的高度。

螺紋高度直接制約著鉚合高度，當(dāng)螺紋高度過(guò)高時(shí)，鉚合會(huì)壓壞螺紋，使孔徑收縮，導(dǎo)致桶塞不好旋或旋不上。此外，過(guò)高的螺紋高度侵占了螺塞密封圈的壓縮空間，會(huì)使密封圈由于過(guò)壓縮而外泄或斷裂。在國(guó)際供應(yīng)商B推薦的鉚合高度（即G2法蘭為13.34mm±0.25mm，G3/4法蘭為10.80mm±0.25mm）條件下，G2法蘭螺紋高度大于10.0mm或G3/4法蘭螺紋高度大于8.0mm，是造成螺塞不好旋或旋不上現(xiàn)象的主要因素。可見(jiàn)，即使G2法蘭螺紋高度在10.0mm或下偏差，若鉚合高度是13.0mm±0.5mm的下偏差，都可能會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象。因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中G2法蘭13.0±0.5mm的鉚合高度不夠準(zhǔn)確。

綜上所述，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018中螺紋高度c（即G2法蘭螺紋高度10.2mm±0.4mm，G3/4法蘭螺紋高度8.6mm±0.4mm，詳見(jiàn)表2）尺寸偏高，應(yīng)選擇名義尺寸10.0mm和8.0mm及其下偏差。

2.2 橫向八角邊距取向

通過(guò)測(cè)量三家供應(yīng)商提供的法蘭八角邊距，發(fā)現(xiàn)國(guó)際供應(yīng)商A和國(guó)際供應(yīng)商B的G3/4法蘭八角邊距是一樣的，都是43.7mm，符合供應(yīng)商執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)要求（43.7mm±0.3mm）。而國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的G3/4法蘭八角邊距是43.5mm，同樣符合供應(yīng)商采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求（43.5mm±0.2mm）。雖然都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，但這種差異還是可能會(huì)給鋼桶廠家鉚合模具的八角定位精度造成影響，比如因定位間隙變大，使得鉚合后法蘭八角與桶頂八角產(chǎn)生錯(cuò)位的機(jī)率增加。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)中公差的取向

在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，封閉器制造單位對(duì)尺寸公差的取向是不同的。國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的法蘭尺寸基本在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的名義尺寸上，而國(guó)際供應(yīng)商A和國(guó)際供應(yīng)商B在法蘭高度尺寸上往往都取了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的下偏差，未達(dá)到名義尺寸或中間尺寸。對(duì)法蘭高度而言，考慮到法蘭要有足夠的高度才能滿足抗扭的要求，故應(yīng)取公差的上偏差；對(duì)法蘭螺紋高度而言，為避免產(chǎn)生螺塞不好旋或旋不上，應(yīng)取公差的下偏差；對(duì)法蘭八角邊距而言，考慮到要放置在模具的八角定位框里，也應(yīng)取公差的下偏差。實(shí)際上，為了防止尺寸上下偏差造成過(guò)寬的尺寸范圍，給用戶使用造成困擾，實(shí)際尺寸應(yīng)往名義尺寸靠攏，從而使各供應(yīng)商提供的法蘭尺寸盡可能一致。

下圖15是按尺寸取向繪制的法蘭產(chǎn)品圖。

圖15 法蘭產(chǎn)品圖

圖15中名義尺寸除G3/4法蘭螺紋高度低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018規(guī)定外，其余名義尺寸都在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。也可以這樣說(shuō)，一部分名義尺寸就是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的名義尺寸，另一部分名義尺寸在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的公差范圍內(nèi)。此圖也是我公司作為封閉器使用單位要求國(guó)際供應(yīng)商A、國(guó)際供應(yīng)商B和國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C執(zhí)行的產(chǎn)品圖。從目前的供貨狀況來(lái)看，法蘭高度仍有差別，但螺紋高度已趨于一致。此圖也可供國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)參考。

3 法蘭卷邊口部?jī)?nèi)圓的加工工藝取向

國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C是國(guó)內(nèi)主要的封閉器供應(yīng)商，用其提供的法蘭鉚合一直很正常，但隨著國(guó)際供應(yīng)商A和國(guó)際供應(yīng)商B的法蘭投入使用，卻出現(xiàn)了國(guó)際供應(yīng)商A和國(guó)際供應(yīng)商B法蘭鉚合后反卷問(wèn)題，盡管使用的是同一副模具及相同的鉚合參數(shù)。

為解決G2法蘭反卷問(wèn)題，國(guó)際供應(yīng)商A專門提供了G2鉚法蘭模模芯，之后法蘭鉚合才恢復(fù)正常。經(jīng)測(cè)量，模芯尺寸為φ69.2mm、R2.25mm，比我公司多年使用的φ68.6mm、R2mm模芯的鉚合直徑要大。

為解決G3/4法蘭反卷問(wèn)題，國(guó)際供應(yīng)商B提供了G3/4鉚法蘭模模芯圖紙，尺寸為φ34.5mm、R1.9mm，大于我公司原來(lái)正常使用的φ33.8mm、R1.7mm模芯的鉚合直徑。按圖加工后，雖然解決了反卷問(wèn)題，但卻產(chǎn)生了抗扭性能不足的新問(wèn)題。

從國(guó)際供應(yīng)商A和國(guó)際供應(yīng)商B提供的模芯工藝尺寸來(lái)看，都是從增大模芯卷邊槽R半徑和鉚合直徑的途徑來(lái)解決鉚合反卷問(wèn)題的，通過(guò)扭力試驗(yàn)，G2法蘭能達(dá)到68N·m的抗扭要求，G3/4法蘭則達(dá)不到27N·m的抗扭要求。

那究竟為什么國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的法蘭不發(fā)生反卷，而國(guó)際供應(yīng)商A和國(guó)際供應(yīng)商B的法蘭會(huì)產(chǎn)生反卷呢？且為什么國(guó)際供應(yīng)商B是G3/4法蘭發(fā)生反卷，G2法蘭不發(fā)生反卷，而國(guó)際供應(yīng)商A的G2和G3/4法蘭均發(fā)生反卷？通過(guò)國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C和國(guó)際供應(yīng)商A、國(guó)際供應(yīng)商B的法蘭外觀的比較，發(fā)現(xiàn)最大的不同點(diǎn)在于：國(guó)內(nèi)供應(yīng)商C的大小法蘭卷邊內(nèi)徑均是擠壓成型；國(guó)際供應(yīng)商B的大法蘭是擠壓成型，小法蘭是車削成型；國(guó)際供應(yīng)商A的大小法蘭均是車削成型。

目前，法蘭卷邊口部?jī)?nèi)圓的加工分為擠壓和車削兩種加工方法，如圖16所示。

圖16 無(wú)倒角車削工藝與有R角的擠壓工藝

擠壓加工比車削加工的工藝更為復(fù)雜，投入更大。對(duì)法蘭質(zhì)量而言，擠壓的特點(diǎn)是內(nèi)壁光潔，圓周上壁厚均勻一致，法蘭整體強(qiáng)度增強(qiáng)，更能克服卷邊阻力。擠壓工藝還能在卷邊口部形成保護(hù)性倒角或R角，不光降低法蘭對(duì)鉚合模芯的磨損，延長(zhǎng)模具使用壽命，還能降低模芯磨損產(chǎn)生的溝槽對(duì)法蘭卷邊的阻礙。車削的特點(diǎn)是內(nèi)壁留有刀痕，不夠光潔，以致對(duì)鉚合模芯的磨損嚴(yán)重，法蘭的翻邊口部無(wú)倒角（即清角），鉚合時(shí)就同刃口一樣頻繁作用于模芯，使模芯容易產(chǎn)生溝槽，溝槽不斷擴(kuò)大造成卷邊不暢，加上卷邊部位圓周上壁厚不均勻（國(guó)際供應(yīng)商A的G3/4法蘭壁厚相差0.2mm），導(dǎo)致圓周上各點(diǎn)卷邊程度不同，法蘭整體強(qiáng)度不如擠壓型，螺紋部分、卷邊部分易受力變形，綜合起來(lái)容易產(chǎn)生局部反卷或卷邊不到位。實(shí)際使用中，車削型法蘭在鉚合前的沾油頻率（起潤(rùn)滑作用）要高于擠壓型法蘭，這一點(diǎn)也足以證明車削型法蘭對(duì)鉚合模芯的磨損要比擠壓型法蘭大。鉚合力對(duì)法蘭的壓迫很大，擠壓加工可以提高法蘭的抗壓強(qiáng)度，這正是車削加工無(wú)法達(dá)到的。從鉚合車削型法蘭出現(xiàn)反卷后還能繼續(xù)鉚合擠壓型法蘭，就可看出擠壓工藝的優(yōu)越性。另外，由于上述擠壓和車削兩種方法加工成型的法蘭的不同形狀特性和使用效果，決定著擠壓型法蘭鉚合直徑可以比車削型法蘭更小，也就是說(shuō)，擠壓型法蘭鉚合模芯的R槽尺寸可以比車削型的小，且不易發(fā)生反卷或卷邊不到位，對(duì)提高法蘭鉚合后的抗扭性能更有利。

總而言之，法蘭卷邊部位內(nèi)徑不光潔，壁厚不均勻，缺乏保護(hù)性倒角，整體強(qiáng)度偏弱是除缺少潤(rùn)滑和模具磨損外造成法蘭鉚合反卷或卷邊不到位的主要原因。關(guān)于法蘭卷邊口部倒角（或R角），在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)BS EN ISO 15750-3：2008和產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)《TECHNOCRAFT CLOSURE SYSTEMS：2010》的圖示中均無(wú)顯示，而在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13251—2018的圖示中卻有顯示，并在說(shuō)明中給定了具體尺寸，這是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的地方。

4 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂的看法

我國(guó)是鋼桶生產(chǎn)大國(guó)，在鋼桶的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定中要掌握話語(yǔ)權(quán)。使用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不僅要優(yōu)于現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，而且要取長(zhǎng)補(bǔ)短，改進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和其他企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的不足。標(biāo)準(zhǔn)的制修訂，要從模擬、實(shí)驗(yàn)和用戶實(shí)際使用中獲取數(shù)據(jù)，避免相互矛盾相互干涉。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于鋼桶封閉器的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都是推薦性而非強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，且標(biāo)準(zhǔn)中部分指標(biāo)參數(shù)不盡相同，存在雖細(xì)微但確有影響的差異，造成制造商在公差范圍內(nèi)規(guī)格尺寸的不同，給鋼桶封閉器生產(chǎn)效率和質(zhì)量帶來(lái)不良影響。本文的觀點(diǎn)供鋼桶封閉器制造商參考，期待眾廠家能生產(chǎn)出通用性更高、適應(yīng)性更廣、互換性更強(qiáng)的滿足使用性能要求的封閉器產(chǎn)品。