《金属包装容器－钢桶制造技术》
杨文亮 辛巧娟 编著
第一章 绪论
第三节 钢桶产品结构的发展趋势
我国加入WTO后，大力提倡绿色包装，钢桶包装也不例外。就国际钢桶发展趋势来看，除了在钢桶生产全过程及回收利用方面，已在环保领域有所进展外，钢桶产品在我国开始出现新的发展。
因为钢桶产品的改变是一个比较大的变革，关系到世界范围内的通用性和认同性。由于我国的钢桶标准与国际发达国家差距较大，结构也有诸多的不合理性，不利于环保。随着对外经济和贸易的发展，出口产品越来越多，我们的钢桶包装已越来越多的被洋人拒之门外。为了满足国际贸易的需要，国内已出现了多种采用国外标准生产的钢桶产品。十年前国际标准化工作组就出台了钢桶ISO标准，但直至今天，当我们的钢桶被国外用户拒绝，我们才不得不采用国际标准来生产钢桶了。只有发展，企业才能立足，产品只有改进，才能生存和沿续。所以，发展才是硬道理，停滞不前不利于钢桶包装产品的进步。
多年来，我国钢桶产品以200升闭口钢桶为主，中小型钢桶为辅，产品结构没有多大变化。其主要特点是：
1．桶型为圆柱形。这样的形状是传统的钢桶形状，当然从生产工艺上也是最简单的，而且钢桶的强度也最大。但在如今国际竞争中，从降低成本的方向来看，它对运输空间的占用太大了，桶与桶之间的空隙显然是极不经济的。
2．外凸的环筋。圆柱形桶身上外凸的环筋为钢桶增加了强度。但它也使钢桶的最大直径增加了许多，同样造成了运输空间的浪费。
3．全开口桶桶口直径过大。对于全开口桶来说，当钢桶桶口加上桶盖和封闭器后，桶口直径便成了钢桶最大的直径处，也造成了运输空间的浪费。
4．材料厚度大。在钢桶国家标准GB325-2000中，轻型桶的材料已经降低了。原先200升钢桶用1.5mm厚的钢板制造，后来变为1.25mm，再后来又变为1.2mm。现在，1.0mm厚的钢桶已经很普遍了。
5．平面型的桶顶，使闭口钢桶内容物不能排干净的缺点，造成内容物浪费和环境污染，也给钢桶重复利用带来了麻烦。
加入WTO后，商品的国际化包装和运输越来越多，相应的国家标准也越来越跟不上形势的发展，国际流行的钢桶结构形式越来越多的进入国内，而这种国际流行的钢桶结构已成为出口商品的首选包装。目前钢桶的发展趋势已日趋明朗，这对于我国传统的钢桶结构来说，无疑是最大的挑战，所以国内许多制桶企业纷纷调整产品结构，以适应市场的需要。
针对我国传统的钢桶结构来说，这些新的钢桶结构发展趋势主要表现在以下几个方面。
一、钢桶直径尺寸的国际标准化
钢桶是一种金属包装，由于它的材料较为坚固，所以在使用中并不像其它包装那样只用一次。而大多数重复使用钢桶时，常常需要对钢桶进行整形和修复，但由于我国钢桶标准与国际标准在钢桶尺寸上存在较大的差异，故在钢桶出口后再次修复就成了困难，因为大规模的钢桶修复生产线是难以对付不同尺寸钢桶的。而且国外钢桶进口我国后再要修复同样也存在一定的困难。
随着对外经济贸易的发展，不同尺寸钢桶的运输也将成为一大难题。以常用的200升钢桶为例，按照ISO668标准，欧美的标准钢桶都有着最佳的直径，如国际通用钢桶内直径标准为φ571.5mm，它能在ISO集装箱中分组并列堆放，而且放满后整个集装箱没有多余的空隙，这样在运输中可以占到最合理的堆放空间。而我们的国家标准200升钢桶的直径为φ560mm，由于尺寸的差异还不能达到最大程度地利用装箱空间，无形中浪费了运输空间，增加了运输费用。
由于钢桶不能重复使用，从而使能源和资源没有得到充分的利用，产生了不必要的浪费，而废弃的钢桶又对我们赖以生存的环境造成不良的影响，当前，随着环境保护的进一步深入，改变钢桶结构尺寸是势在必行的，是未相当重要的一项任务。而这一尺寸的改变，主要是钢桶的直径国际统一化。目前在国内出现的208升集装箱专用钢桶、国际标准化钢桶等都是这一趋势的表现。
二、钢桶薄型化趋势越来越明朗
随着经济的发展和科学技术的进步、钢板材质的提高、生产工艺地不断更新，钢桶的材料厚度也由厚向薄发展。从国内外钢桶标准的发展中我们可以看到差异。我国200升钢桶目前普遍采用1.20mm厚的薄钢板，这比原来的1.5mm已经薄了些，而国外，大多采用厚0.8mm左右的钢板，而且桶身、桶底、桶顶采用不同厚度的薄钢板。
几年前，国内就有一些企业做过薄型钢桶的试验，其各项质量检测结果均能达到国家标准要求。但由于等效包装的概念还不为许多人们所接受，所以受到了很多用户的阻碍，认为这是偷工减料，担心产品质量受影响。其实，钢桶薄型化不是偷工减料，不是伪劣产品，是在保证产品功能的前提下，改进结构和工艺，进行深加工的结果。钢桶薄型化是技术发展的象征。
现在，随着原材料的涨价，降低成本成了钢桶薄型化的最大理由，于是薄型钢桶越来越有市场，用户也喜欢接受这一点，看来钢桶薄型化已成为不可阻当的趋势。
三、200升全开口缩径钢桶受到外商欢迎
近年来200升全开口桶的市场越来越大，多数用于包装出口果酱、蕃茄酱以及固体（半固体）化工产品等。全开口钢桶的封闭器为螺栓型封闭器和杠杆型封闭器两种。普通全开口桶有一个共同的特点，就是当封闭器安装后，桶顶上部的外直径大大超过了同容量闭口桶的最大外径，这使得钢桶在货物运输中占用了更大的体积。在实用中，常会造成集装箱内放五排不够、放四排空余的情况，使用户大感头痛。
在国外，为了解决这个问题，把桶顶部的桶口处进行了缩口，减小了桶口直径，使得桶口封闭器安装后最大外径小于桶环筋处的直径。这样，就解决桶口直径过大引起的运输空间的浪费问题。
近年来，国内也有少数企业应用户的需要制造了200升缩径桶，钢桶内径依然为国家标准φ560mm，桶口缩径处内径为φ530mm。此种钢桶受到了外商的极大欢迎，它解决了普通全开口钢桶解决不了的运输空间浪费问题，正逐步走向普及和流行。如图1-1所示为开口缩径桶示意图。
四、集装箱专用钢桶（“W”筋桶）国内落户
集装箱专用钢桶是由欧洲引入的，首先由意大利GMI公司在我国推广，由于它的结构型式改善了国标钢桶在运输中空间占用不合理的问题，所以得到了大多数用户的肯定。
集装箱专用钢桶的主要特点是桶身上的环筋被整体向桶内陷入，即在桶身环筋高度不减少的情况下，在环筋与桶身相连的部位制造了向内凹进的环形槽，使环筋顶部的最大直径比原标准小了5mm，原国标钢桶的环筋外径为φ585mm，而集装箱钢桶的环筋外径为φ575mm。从而使钢桶的最大直径比国标钢桶小了10mm，不要小看这10mm，在集装箱运输中，这种钢桶能够最大限度的使空间得到应用，达到最经济的运输成本。如图1-2所示。
图1-2 “W”筋桶桶身环筋波纹示意图
由于该环筋的形状截面像“W”，所以国内制桶行业中常叫它为W型环筋桶。该环筋不仅减少了钢桶最大直径，而且增强了桶身的强度，也使桶身的形状更加美观了。在国外，多数集装箱钢桶都免去了桶身上的波纹，使桶形更加漂亮。
五、200升柱锥形开口桶市场发展迅猛
近年来，我国西部地区的蕃茄酱，由于日照时间长、品质好，从而在欧美地区名声大噪。现在，西北地区每年出口蕃茄酱、果酱600万桶，并全部使用意大利标准的锥形桶，新疆昌德公司还不惜代价从意大利引进锥形桶生产线，开创了中国生产200升锥形桶产品的先例。目前，200升锥形桶在西部地区的新疆、甘肃、内蒙、陕西、宁夏等地销售非常好，大有供不应求之势。
200升锥形桶属于全开口桶，它的桶口内径为φ553mm，桶底内径为φ516mm，桶高有970mm和990mm两种。桶身上在距桶口100mm处有一环筋，桶底上有4条圆周筋和6条径向筋，并在筋上有24个φ4mm的小孔。桶底小孔的作用是当装卸货物时排气的，因为在桶壁与货物之间还有一层塑料袋。桶身环筋的作用是当空桶储运时进行套装的层次限制。锥形桶的封闭器是杠杆型封闭器，桶身和桶底一般采用0.7～0.8mm的冷轧薄钢板制造，内外均涂以氨基烤漆，外部为绿色，内部为防锈红色。锥形桶的最大特点是空桶运输方便、成本低，在运输时，每摞桶14个，每个托盘4摞，一辆汽车可装10托盘，一车能装空桶560只，而普通钢桶一车只能装不超过100只钢桶，可见其运输费用大大地降低了，这就为空桶的远距离销售运输提供了有利的条件。如图1-3为锥形桶示意图。
锥形桶的另一大好处是其尺寸的国际标准化，在远洋运输中占用的集装箱空间最为合理，是目前国际最流行的钢桶之一。
六、特种类型钢桶倍受青睐
1．钢塑复合桶
近年来钢塑复合桶发展较快，它是在普通的钢桶内部封闭一个塑料桶作为内胆，既具有钢桶的强度，又具有塑料桶的耐腐蚀性能。多用于盛装强腐蚀性化工产品、易燃易爆危险品等，在我国的南方各地应用较广。
该桶生产时，先将塑料桶装入钢桶桶身内，再在两端用钢桶的桶顶和桶底进行卷封，使之成为一体。一般钢塑复合桶的钢桶桶口只有一个大孔，将塑料桶口露于桶外，桶口和桶盖都是塑料桶配件。
2．“ODD”型钢桶
我国目前的闭口钢桶，桶底和桶顶均为平面型，桶口离桶边和垂直拐角处尚有75mm的距离，不论把钢桶怎样倾斜，桶内的液体总是倒不干净。实践证明，桶内总有0.5～1升的残余物。不仅造成内容物的浪费，而且给再次使用或回收利用造成了麻烦，并且污染环境。而且这种平顶平口结构，使钢桶在露天立放时，常因积雨水而通过密封不好的桶口内渗造成钢桶内锈或导致内容物污染，从而也造成了环境的污染和资源的浪费。
为了解决这一问题，欧洲钢桶制造行业设计了一种特殊的桶顶结构，他们称作“ODD”桶，该桶结构在五年前的一次国际钢桶技术研讨会上出现，在欧美国家较为流行。该桶的结构是，当钢桶桶口向上直放时，注入口和透气口均高于桶顶平面，而注入口比透气口更高些，它们是通过在桶顶中央压制的引流槽实现的，当钢桶倾倒液体时，液体沿着桶顶引流槽流向较低处的注入口，从而将桶内的液体排净。如图1-4为“ODD”桶盖示意图。
图1-4 “ODD”桶盖示意图
对于我国标准钢桶的残余内容物问题，采用“ODD”桶的结构来解决是最经济的，因为要是采用ISO标准钢桶的话，要改变的结构和尺寸毕竟要多得多。
七、封闭器型式逐步多样化
我们原先的钢桶，口型以闭口钢桶为主，多少年来没有大的变化。实际应用中，还有全开口桶、中开口桶、小开口桶等；按封闭器类型分，有螺栓型、封闭箍型、三爪固定型、卷封型等。从国际经济发展形势看，我国目前还是没有脱离旧的模式。随着经济的发展，假冒伪劣商品也日益增多，随之而来的是防伪技术也日益高超，于是，使用包装钢桶的厂商们便希望有一种更方便和安全的钢桶，所以，口型上的发展将成为一大变革。目前国际上已出现了许多可适用于钢桶防伪防盗的封闭器专利技术，不仅开启方便，而且技术也较为成熟。目前我国尚没有采用，只是在一些高档小桶包装上不同程度地采用了。
由于目前使用最多的闭口钢桶封闭器的桶口部件是螺圈与桶顶压合结构，故常因此处渗漏而使内容物污染环境。为了解决这个问题，国外有人将桶顶注入口和透气口采用一体化封闭器，即直接在桶顶盖上冲孔、翻边滚螺纹。当然这种结构的制造工艺比较复杂，还没有形成大批量生产。
印度一家公司设计出一种被称为“S”型桶口压合结构的技术，是目前国际上最为先进的桶口锁合技术，它采用缩口技术把螺圈包在中间，即使在桶口处跌落试验后也不会渗漏，再加上该公司的GRT螺圈技术的采用，使传统的闭口钢桶封闭器具有了新的生命。这项技术曾在去年上海国际钢桶技术研讨会上展出，国内目前尚无企业生产和使用。
八、钢桶的外表涂装色彩更加丰富多彩
目前我国钢桶的色彩已经大大地丰富了，以前常见的单调色彩已不多见了，而今人们崇尚的自然色已取代了它，如天蓝色、海蓝色、森林绿、桔红色等等，令人耳目一新，它使我们的钢桶家族更加五彩缤纷。这还不算，近年来越来越多的套色桶是一大新趋势，为了生产套色桶，许多企业把原先的静电涂装设备淘汰了，换成了高压无气喷涂，从而实现了多色桶的生产。
最近，喷塑桶也将成为一种新时尚，它是采用静电喷涂技术把塑料粉末喷到桶表面上，再经过高温熔化后凝固在桶表面的技术，喷塑桶不仅美观漂亮，而且附着力强，且具有较好的耐腐蚀和耐候性，是高档钢桶表面涂装技术的发展方向。
目前，我国采用马口铁生产的小包装桶，彩色印铁已经普及。国外已有了大容量钢桶材料的印铁，在不久的将来我们也会有的。新型预涂装卷材在国外已发展多年了，在我国目前才刚刚开始，而且多用于建筑和装潢。将来用于钢桶生产时，不仅免去了钢桶生产涂装工序，更重要的是减少了涂装带来的环境污染，而且也使钢桶的涂装质量美观程度提高了。
九、钢桶容量的两极分化趋势已现
由于钢桶包装不可比拟的优点，使它越来越受到人们的青睐，它那强烈的金属质感、坚固的结构和可重复多次使用的特点，以及易于实现高档化的包装形式，使人们赋予了它更大的希望。所以人们希望它体积小一些，直接面对最终用户，既免去了分装的麻烦，而且装卸使用都比较方便。例如近年来越来越普及的四升矩形桶、20升方便桶等，就为人们提供了越来越多的方便。今后，这个发展趋势会更加明确，而且由于用途的不同还将出现更多的种类。
由于钢桶的价格相对于其它一些常规包装来说，是稍微高了些。为了降低包装和运输成本，便于回收多次使用，近来国外出现了大型集装钢桶，如500升和1000升集装桶。由于在装卸中这些桶常用叉车等操作，所以包装损伤的程度比起常规钢桶来讲要小得多，回收复用的价值更高。相对于盛装同样容量的货物来说，包装费用更低。这种大型化的包装桶在将来的发展中也会占一席之地。因为它更利于国际间的远距离运输。
十、国际标准钢桶是未来钢桶发展的主要趋势
近年来国际标准化组织（ISO）出台了第一部钢桶标准，这预示着钢桶的发展必须与国际接轨。
钢桶国家标准多年来没有什么突破性的发展，也因此限制了我国钢桶包装业的发展步伐，因此势必被淘汰。无论从技术的先进性，还是从结构的合理性上来讲，国际标准都是国家标准无法比拟的。国标尺寸的钢桶在国际集装箱等运输中常常因浪费空间而受到指责和限制，而ISO国际标准钢桶尺寸却是最佳的，因为它最大限度的利用了标准集装箱空间，因而最为合理，受到世界范围的欢迎和推广。
国际标准钢桶不仅是桶体尺寸具有合理性，更重要是的其桶顶和桶底的结构具有国标钢桶不可比拟的优点。它的桶顶和桶底并不像国标钢桶那样是平的，而是向外鼓出的，形成一个类似球面的桶顶，它在承受内外部压力方面达到了最佳的效果，而且当钢桶向外倾倒内容物时，是很容易排空的，这对于环境保护来讲至关重要，因为我们的闭口钢桶是不可能排空的，这不仅浪费了内容物的全部使用，而且给钢桶重复使用带来了麻烦。
所以，谁第一个采用国际标准，谁就最先拿到了迈向国际大门的钥匙，所以采用国际钢桶标准来生产钢桶，已成为国内钢桶企业发展和立足的根本和发展趋势。
