книги из ГПНТБ / Чупахин, В. М. Производство жестяной консервной тары учебник

Для полосовой жести, поставляемой в рулонах, внутренний диаметр (с допуском +10 мм), размеры рулонов и их масса должны соответствовать указанным в табл. 6.

Ж е с т ь б е л а я л и с т о в а я г о р я ч е к а т а н а я по не­ которым показателям имеет худшее качество, чем холоднока­ таная. Поэтому она в меньшем количестве применяется для производства консервной тары, чем холоднокатаная. Ее приме­ нение допускается до 1975 г. (см. ГОСТ 5981—71 п. 2.1).

Требования к горячекатаной белой жести определены ГОСТ

рон на 100 см2 листа, горячекатаную жесть делят на два класса: I класс 0,30—0,39 г; II класс 0,25—0,29 г.

Горячекатаная жесть должна выдерживать пробу на вытяж­ ку лунки (до появления первых трещин); глубина лунки в зави­ симости от толщины жести составляет: для № 25—5,5 мм; № 28—5,7 мм; № 32—6,0 мм; № 36—6,5 мм. Кроме того, горяче­ катаная жесть должна выдерживать семикратный перегиб на 90° в условиях, указанных для холоднокатаной жести.

При испытаниях на пористость полуды горячекатаной жести допускается не более 5 пор для I класса покрытия и не более восьми для II класса.

Требования к наружному осмотру и обмеру горячекатаной жести аналогичны требованиям, предъявляемым к холодноката­ ной жести.

Ж е с т ь ч е р н а я л а к и р о в а н н а я и х р о м и р о в а н ­ ная . Черная рулонная жесть должна соответствовать времен­ ным техническим условиям ЧМТУ 3418—53. Она представляет собой тонкую ленту малоуглеродистой стали 08 кп, которую с двух сторон покрывают пищевыми лаками. Эта жесть исполь­ зуется для производства крышек СКО и СКК для стеклянных банок и бутылок.

Ширина рулонной жести 93 мм, 120, 175, 180, 220, 239, 314 и 321 мм с отклонениями 0,25—0,5 мм. Масса рулона 50—80 кг. Толщина жести и необходимая глубина лунки, полученной при испытаниях по методу Эриксена, приведены в табл. 7.

Общая толщина лаковой пленки при внутреннем двукратном покрытии банки должна составлять 12—15 мкм, для наружного покрытия допускается толщина пленки лака 9—10 мкм. Лаковая пленка должна быть равномерной, с блеском, обладать химиче­ ской стойкостью (что определяется кипячением в соответствую­ щих растворах), твердостью, эластичностью и хорошо прилипать к поверхности металла.

После испытания на прессе Эриксена эластичность и сцепляемость лаковой пленки с металлом должны быть не ниже, чем для контрольных образцов, а прочность на удар — не ниже 40 кгс-см/см2. Пленка лака должна хорошо выдерживать штам­ повку.

Для тех же целей, что й черная лакированная жесть, приме­ няют жесть хромированную лакированную в рулонах

(ЧМТУ-1-705—69).

Поверхность черной жести после подготовительных операций хромируют электролитическим способом. Для консервной же­ сти (ХЖК) толщина осажденного слоя хрома 0,02—0,05 мкм, а для остальных видов жести (ХЖР) — до 0,08 мкм. После хро­ мирования жесть с обеих сторон покрывают одним слоем пище­ вого лака. Внутренняя поверхность штампованных консервных банок после изготовления должна дополнительно покрываться лаком. Толщина однослойного покрытия лаком 3—5 мкм (для лака ЭП-527).

Хромированную жесть поставляют в рулонах массой 50— 80 кг с внутренним диаметром 180+10 мм. Возможна поставка рулонов массой до 500 кг. Длина отдельных полос в рулоне не менее 10 м.

При испытании на вытяжку сферической лунки минимальная глубина лунки такая же, как при испытании жести белой хо­ лоднокатаной. Кроме того, для жести, используемой на изготов­ ление крышек стеклянных банок СКО, предусматривается испы­ тание штампуемости таких крышек. Перед штамповкой образец жести нужно смазывать хлопковым или подсолнечным маслом, смешанным с авиационным бензином Б-70 в соотношении 1 : 10.

20

консервной характеризуются двумя видами испытаний: пробой па вытяжку сферических лунок и многократным перегибом на 90° от среднего вертикального положения. Практика показыва­

сти и ее способность к технологическим деформациям общепри­ нятые для всех металлов показатели: временное сопротивление о'в и предел текучести сгт в МПа и относительное удлинение б образца при испытании на растяжение. Эти показатели можно использовать для расчета нагрузок.

В то же время для практических целей желательно знать один обобщающий показатель механических свойств жести. В качестве такового в США, Англии, Японии и других странах часто используют твердость жести, определяемую прибором ти­ па «Супер-Роквелл». Например,'японская фирма «Тойо-Сейкан» применяет для этой цели прибор HRS-3, с помощью которого твердость определяется по глубине вдавливания стального ша­

21

Особенностями отечественной холоднокатаной жести по ряду имеющихся данных являются невысокие временное сопротивле­ ние и предел текучести, соответствующие группам твердости Т2—ТЗ, и пониженное относительное удлинение, соответствую­ щее в среднем группам Т4—Т5, причем для разных образцов жести относительное удлинение колеблется в широких пределах.

Например, по данным испытаний, проводившихся ВНИЭКИпродмашем, для холоднокатаной белой жести Магнитогорского металлургического комбината имели место следующие механи­ ческие показатели при разрыве образцов: временное сопротивле­ ние 294—358 МПа, в среднем 326 МПа; предел текучести 251— 312 МПа, в среднем 287 МПа; относительное удлинение 12,8— 28,7%, в среднем 19,3%.

При расчете нагрузок жестянобаночного оборудования, по­ мимо этих средних наиболее вероятных величин, желательно учитывать максимально возможные (м) механические показа­ тели. В качестве таковых могут быть использованы данные для зарубежной жести Т4: ствм= 412 МПа (42 кгс/мм2); атм =

=373 МПа (38 кгс/мм2); 6ВМ=20% .

Сопротивление резанию аср—0,85 ав = 350 МПа ( ~ 36 кгс/мм2) .

Для учета степени упрочнения материала при деформирова­ нии расчет технологических нагрузок полезно основывать на следующем выражении:

Между истинным напряжением а+ и условным напряжением а, получаемым из диаграммы растяжения образца, существует следующая зависимость:

где е = 2,718 — основание натуральных логарифмов.

Подставим в уравнение (I—5) истинное временное сопротив­ ление а+ и истинную деформацию при разрыве ев и произведем

логарифмирование. Затем в это же уравнение подставим

22

и снова прологарифмируем его. Вычитая из первого лога­ рифмического уравнения второе, найдем, что

т +

!g‘ 7+

J 0,2

(1- 8)

lg- b0,2

а+в

(1-9)

е90,2П

Пользуясь формулами (I—6) — (I—9), можно подсчитать ве­ личины п и К для средних и максимальных значений механиче­ ских показателей жести.

Использование данной методики, заимствованной из теории обработки металлов давлением, позволяет в ряде случаев бо­ лее точно вычислить технологические нагрузки, возникающие при обработке жести.

Листы и ленты из алюминия. Алюминий обладает удовлетво­ рительными антикоррозионными и механическими свойствами и производится в достаточном количестве, поэтому он получает все более широкое применение для производства крышек к стек­ лянным банкам СКО, штампованных банок, туб и других видов специальной тары.

При производстве консервной тары используют листы из алюминия (ГОСТ 13722—68) и алюминиевые ленты (ГОСТ

13726—68).

Т а б л и ц а 9

23

Химический состав алюминия (ГОСТ 11069—64), который Используется для пищевой тары, приведен в табл. 9.

При производстве пищевой тары могут также найти примене­ ние деформируемые алюминиевые сплавы (ГОСТ 4784—65) ти­ па АДО, АДОО, АМц и АМг2.

Механические свойства алюминиевых листов и лент опреде­ ляются условиями прокатки и термической обработки. Отож­ женные (М) имеют временное сопротивление при растяжении Оп^59 МПа, относительное удлинение 6^20% , нагартованные

(Н) имеют 0В^>15О МПа, 6> 3 % .

Предельные отклонения по ширине лент зависят от их шири­ ны (в мм): 40—175 (±0,5), 175—300 (±1,0); 300—600 (±3,0); 600—1000 (±5,0).

Длина листов алюминия составляет 2000 мм, предельные от­ клонения составляют по длине листов ±25 мм, по ширине

±10 мм.

Допускаемые отклонения по толщине лент и листов для алю­ миния и его сплавов приведены в табл. 10.

За рубежом в настоящее время достаточно широко применя­ ется тара, изготовленная из алюминиевой фольги толщиной 0,05—0,15 мм. Такая тара бывает круглой, овальной и прямо­ угольной, со складчатыми или гладкими стенками.

Для этой цели подходит фольга алюминиевая для упаковки

ляться в мягком (отожженном) или твердом (неотожженном) состоянии. Диаметр рулонов фольги гладкой 135—200 мм, диа­ метр втулки 34—36 мм. Высокие требования предъявляются к чистоте и качеству поверхности.

24

Можно также использовать фольгу алюминиевую рулонную для технических целей ГОСТ 618—62, изготовленную из марок алюминия, допущенных для упаковки пищевых продуктов.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Для получения герметического соединения корпуса с дном и крышкой жестяной банки применяют уплотняющие материалы — тонкие пленки высушенной пасты и резиновые кольца. Резино­ вые кольца используют главным образом при выработке фигур­ ных жестяных банок и крышек для стеклянных банок СКО, а при производстве цилиндрических банок уплотняющим мате­ риалом является пленка высушенной пасты.

Герметизация закаточного шва с помощью пасты может быть применена также и для фигурной тары. Однако специаль­ ные машины для наложения пасты на фигурные крышки пока еще не получили распространения.

В о д н о-a м м и а ч н а я п а с т а . Для герметизации двойного закаточного шва цилиндрической консервной тары применяют водно-аммиачную пасту, которая не должна содержать вредных примесей.

Перед наложением на крышки паста представляет собой гу­ стую вязкую жидкость. Плотный остаток пасты должен состав­

однородные, она должна быть ярко окрашена безвредной пище­ вой краской.

Пасту разливают по полю крышки равномерным слоем. Пос­ ле высушивания при 80—90° С, продолжающегося в туннельной или вертикальной роторной сушилке 12—18 мин, пленка должна быть однородной, без пузырьков и пробелов. Перед закатывани­ ем банок содержание влаги в уплотняющей пленке должно быть не более 2%.

Паста должна хорошо растекаться по жести и прилипать к ней. При хранении в жидком виде при температуре не ниже 10° С она сохраняет первоначальные свойства в течение года. Высушенная пленка пасты должна быть прочно связана с же­ стью, не изменяясь выдерживать в течение 2 ч температуру сте­ рилизации 120° С. Она должна быть стойкой в течение длитель­

банок обычно применяют прокладочные кольца прямоугольного

25

сечения, изготовленные из каучука без вулканизации. В мате­ риалах, используемых для их производства, не должно содер­ жаться вредных примесей.

Длина полуокружности колец 83 мм, 109, 125, 130, 135, 147, 172, 200, 228 и 340 мм, поперечное сечение колец 1X1 мм, допу­

длины. Кроме того, они должны быть пластичными и не разры­ ваться при сплющивании при температуре 70—100° С. При на­ гревании до 120° С в течение 30 мин с последующим охлаждени­ ем на воздухе форма их сечения и другие свойства не должны изменяться.

Кольца не должны растворяться в жире и масле, при кипя­ чении колец в течение 30 мин в растворах кислот, сахара или поваренной соли они не должны придавать им запах, вкус или окрашивать их.

Кольца хранят в темном помещении или в укупоренной таре при температуре 0—20° С. Их нельзя хранить в таре, подвержен­ ной ржавлению. Срок хранения колец один год с момента изго­

вредных примесей. Все резиновые кольца имеют прямоугольное сечение высотой 2,5+0,3 мм и шириной 2,2+0,2 мм. Внутренний диаметр кольца составляет: для крышек СК083 85,5+1 мм;

СКО70 72,3+1; СК058 60,5+1 мм.

Кольца должны свободно входить в завиток фланца крышек и располагаться в них без складок и выпучивания. Не допуска-

26

ется выпадения колец из крышек во время транспортировки и надевания их на банки. По окончании стерилизации и после выдержки в термостате при температуре 70° С в течение трех суток кольца должны оставаться эластичными и упругими. Они должны быть стойкими к воздействию кислот, растительных и животных жиров. Стойкость колец к воздействию агрессивных сред выявляют, помещая их на 1 ч в кипящий 6%-ный раствор уксусной кислоты. Объем раствора определяют из расчета 300 см3 на два кольца. Сопротивление колец на разрыв не менее 1 Н/мм2 (0,1 кгс/мм2), остаточное удлинение — не более 3%. Поверхность колец должна быть ровной, без швов, пор

искладок.

Пр и п о й. Для пропайки продольного шва сборных банок применяют оловянно-свинцовый сплав (припой). При изготов­

лении банок из белой жести употребляют следующие припои: Г1ОС-40 (бессурьмянистый), ПОССу 40-0,5 (малосурьмяни­ стый), ПОССу 40-2 (сурьмянистый) по ГОСТ 1499—70 или другие припои, допущенные к применению Главным санитарноэпидемиологическим управлением Минздрава СССР.

Ввиду дефицитности и высокой стоимости олова разрабаты­ ваются способы применения новых видов припоев с низким со­ держанием олова и обладающих достаточно высокими физико­ механическими свойствами. Такими припоями являются, напри­ мер, припои ПОССу 5-1 и ПОССу 4-6. При этом возникают трудности, связанные с повышенной тугоплавкостью малооловянистых припоев. Перечисленные оловянно-свинцовые припои по химическому составу и другим данным должны отвечать требо­ ваниям, указанным в табл. 12.

Т а б л и ц а 12

27

Припои могут поставляться в виде чушек, прутков, прово­ локи, ленты, трубок или порошка. Для жестянобаночного произ­ водства более удобно использовать припои в виде прутков и ленты. Припои должны быть однородны по составу.

Так как проникновение жидкого припоя внутрь продольного шва определяется капиллярными свойствами последнего, при­ пой в расплавленном состоянии должен хорошо смачивать белую жесть и растекаться по ее поверхности. В данном случае величина угла смачивания близка к нулю. Температура припоя во время пайки корпусов должна быть значительно выше темпе­ ратуры полного расплавления. Для припоя ПОССу 40-2 темпе­ ратура, при которой он полностью расплавляется, составляет 229° С, а температура пайки корпусов из горячелуженой жести 300° С. Для жести электролитического лужения температура пайки составляет 315° С. Такая разница между температурами объясняется особенностями используемого способа автоматиче­ ской пайки с помощью вращающегося паяльного вала.

После пайки корпус подвергается отбортовке, при которой в месте нахлестки продольного шва края жести стремятся сдви­ нуться один относительно другого. Припой обладает временным сопротивлением разрыву, которое в 7—8 раз меньше сопротив­ ления, оказываемого белой жестью. Разрыва в нахлестке не происходит потому, что относительное удлинение припоя в 2— 2,5 раза больше удлинения основного металла.

П а я л ь н а я ж и д к о с т ь ( фл о к с ) . Она применяется для очистки поверхности жести. При изготовлении корпусов сборных банок ею перед пайкой смазывают продольный шов.

Паяльная жидкость должна удовлетворять следующим тре­ бованиям: улучшать смачивание поверхности жести жидким припоем; удалять с поверхности жировые вещества, другие за­ грязнения и окислы металлов; не оказывать корродирующего действия на жесть и припой; не загрязнять поверхность консерв­ ных банок; не оказывать вредного влияния на содержимое банок.

Имеется несколько видов паяльных жидкостей. В жестяно­ баночном производстве применяют главным образом канифоль­ ную и олеиновую паяльные жидкости. Канифольная жидкость представляет собой раствор канифоли в денатурированном эти­ ловом спирте в пропорции Д : 8,33.

Олеиновую жидкость готовят путем тщательного смешивания 50—100 г олеиновой кислоты с 1 л спирта. В некоторых случаях этиловый спирт заменяют очень чистым бензином (например, марки Б-70). Для жести электролитического лужения рекомен­ дуется флокс, состоящий из 95% этилового спирта и 5% янтар­ ной кислоты.

Паяльные жидкости, не содержащие канифоли, сильнее дей­ ствуют на металл консервных банок, чем канифольная жид­ кость. Однако последняя плохо смывается с банок и загрязняет механизмы корпусообразующёй машины.

28