液體運輸包裝新形式——集裝箱液袋

濟南蘭光機電技術有限公司

　　集裝箱液袋（Fexitank），是一種新型的集存儲、包裝功能於一體的適用於散裝非危險液體或化學制品的運輸容器。每個液袋容量為16~24m³，最多可儲運24000昇液體，將其鋪設在20英尺標准集裝箱內,灌入液體,旋緊灌裝口並關閉箱門，便可采用標准且靈活的集裝箱物流模式進行配送和發運。

一、起源發展

　　集裝箱液袋的設計原型來自於飛機和坦克的油箱內膽，自1984年英國Trans Ocean Distribution公司將其從軍事運輸成功拓展到商業領域，該包裝形式在食品/飲料類液體、工業油脂、非危險液態化工原料運輸中得到了長足發展。隨著集裝箱液袋包裝運輸技術在國際層面被廣泛采用，20世紀90年代，該包裝經進口集裝箱傳入我國，經過鐵道部科技司三年的試運營研究，認定集裝箱液袋在適應我國鐵/公路運輸條件以及耐沖擊、耐磨擦、耐晃動、耐候性方面均可滿足運輸要求，自此，我國集裝箱液袋運輸技術進入了高速發展期。

二、優劣分析

　　隨著集裝箱液袋的應用日漸深化，其較於傳統液體運輸容器（鐵/公路罐車、罐式集裝箱、標准集裝箱+鐵桶）的優勢，尤其是成本優勢更加凸顯，主要體現運輸的各個環節：

1、包裝環節：

表1.傳統運輸容器與集裝箱液袋成本比較

　　表1是以一個20英尺標准集裝箱為單位，對比了鐵桶和液袋兩種形式的包裝成本。其中，液袋的包裝成本較鐵桶降低了58.33%。同時，采用液袋運輸的單位集裝箱裝運容積比鐵桶運輸容積增加了50%，因此，原需6個鐵桶集裝箱裝運的貨物僅需4個液袋集裝箱即可滿足，進一步降低了包裝成本。

2、運輸環節。集裝箱液袋運輸可借助集裝箱物流模式，不受供需、地域和環境的影響，實現了公鐵海聯運方式，可根據現實情況靈活制定運輸方案，避開鐵路車皮緊張的時段和地區，合理降低運輸成本。

3、裝卸清理環節。目前集裝箱液袋大多為一次性專用包裝，卸貨後均可進行降解處理，無需任何渡箱費或清洗成本，這無形中解決了貨主長期以來對散裝液體運輸安全性的擔懮問題。傳統罐車、鐵桶重復使用前必須進行徹底的清潔，倘若清潔不完全，在新貨物灌裝發運中，罐體內層表面殘留的異物會污染貨物，不可避免的對貨品質量產生影響。

　　然而，任何事物的發展不可能十全十美。自2004年起，集裝箱液袋在成本和運輸方面獨特的優勢逐漸被廣大用戶所接受，開始大量的用於鐵路運輸。在其迅速發展的同時，也帶來了一定的安全隱患。由於集裝箱液袋的材質選擇和制作工藝並不困難，久而久之市面上出現了各種質量參差不齊的袋子，導致了發運途中泄漏事故屢次發生，給貨運方帶來了一定的經濟損失。

　　深究泄漏原因，主要是由於液袋材質、設計、質量控制缺陷引起。1998年是集裝箱液袋材質變化的重要節點，之前，多為重復使用型液袋，以夾布橡膠、夾布聚氨酯PU和夾布聚氯乙烯PVC為基本材質，此類液袋結構堅固，很少發生泄漏事故，但自重較重，並且需要專業的清理，在循環使用中成本較高，安全和環保性較差，目前已較少使用。98年之後，為了降低液袋的生產和清洗成本，一次性液袋問世。這種液袋分多層和單層兩種，多層結構內層一般采用4層0.125mm的聚乙烯材料，外層為聚丙烯編織布；單層為聚乙烯材料。這種以PE、PP為原料的一次性集裝箱液袋，成本較低，但強度有所下降，若運輸路途中發生劇烈晃動，或受到異物刮傷，將產生泄漏的風險。另外，制造商尚未建立健全專業的集裝箱液袋檢測工藝和設施，無法控制成品的各項物理性能，也是導致集裝箱液袋泄漏的因素之一。

三、技術規范及試驗驗證

　　針對集裝箱液袋運輸泄漏事件的頻發，我國鐵路局及相關科研院所、企業對集裝箱液袋進行適載性和抗沖擊性能的全面試驗，於2007年發布了《20噸級液體集裝袋技術條件（試行）》，對集裝箱液袋的各項技術條件和試驗方法做出明確規定，接下來，筆者根據該《技術條件》，借助蘭光實驗室，利用XLW(PC)智能電子拉力試驗機對各類型液袋進行測試，擬從試驗的角度對集裝箱液袋最重要的物理性能——抗拉強度和伸長率指標及其測試方法進行說明。

（一）PE單層液袋袋體最大抗拉強度及伸長率

　　《技術條件》要求，單層液袋袋體抗拉強度和伸長率測試按照GB/T1040-1992進行。首先根據圖1，裁取試樣15個試樣，分為3組。一組用於常溫下試驗，另外兩組分別置於-20℃和+60℃的溫度下預處理5個小時。取試樣兩端緊緊夾持於拉力機的上下夾具，如圖2，使試樣的長軸線與試驗機的軸線成一條直線，並保持夾具間L的距離。啟動試驗機，使之以200±10mm/min的速度分離上下夾具，測出試樣的最大抗拉強度和伸長率分別為164N和651%，符合《技術條件》中最大抗拉強度≥150N,伸長率≥600%。

b（寬度）：10~25；h（厚度）：≤1；L（夾具間的初始距離）：100±5；L1（總長度）：≥150

圖1、PE單層液袋袋體試樣

圖2、試樣裝夾

（二）多層液袋內袋袋體最大抗拉強度及伸長率

　　《技術條件》要求，多層液袋內袋袋體抗拉強度和伸長率測試按照GB/T13022-1991進行。依照圖3所示制取3組共15個試樣，按照與單層袋相同的方法對試樣進行預處理，逐個取試樣夾緊與拉力機的上下夾具，200±20mm/min的速度啟動試驗機，測出試樣的最大抗拉強度和伸長率分別為27N和591%，符合《技術條件》中最大抗拉強度≥20N,伸長率≥550%。

L1—平行部分長度33±2；L2—夾具間初始距離80±5；L3—總長115；R—大半徑25±2；r—小半徑14±1；b—平行部分寬度6±0.4；b1—端部寬度25±1；d—厚度

 圖3、多層液袋內袋袋體試樣尺寸

（三）多層液袋的外袋袋體及縫制部分拉斷力和斷裂伸長率

　　多層集裝箱液袋外袋一般由聚丙烯編織布縫制而成，是保護液袋免受外界硬物刺穿的首道屏障，因此，該部分的拉斷力和斷裂伸長率指標顯得尤為重要。

1、外袋袋體部分拉斷力和斷裂伸長率測試

　　首先，從外袋試樣的經向和緯向分別取寬60mm、長30mm的試樣15塊，再精確到50mm寬，依次編碼。將試樣平均分成三組，一組置於常溫下試驗，另兩組分別在-20℃和+60℃的溫度下預處理5小時。將試樣裝夾在拉力機夾具上，上下夾具保持200mm間距，以200±20mm/min的速度拉伸，測出斷裂時的拉力和伸長率，最終取5個試樣的算術平均數為結果，見表2。

2、縫制部分拉斷力測試

　　從縫制試樣上取縫向寬60mm，垂直縫向長300mm，耳部寬25mm，耳部長100mm的試樣5塊，如圖4。將試樣裝夾在拉力機的夾具上，上下夾具間距為200mm，以200±20mm/min的速度拉伸，測出斷裂時的拉力和伸長率，最終取5個試樣的算術平均數為結果，見表2。

L—垂直縫長度300；b—縫向寬60；b1/b2—耳部寬25；L1—耳部長100

圖4、縫制部分試樣

表2、拉斷力和斷裂伸長率試驗結果

總結

　　集裝箱液袋作為新興的散裝非危險液體運輸容器，靈活、安全、經濟，可大大提高企業的供應鏈運作效率，增強企業的綜合競爭力。但泄露問題的發生，在一定程度上阻擋了集裝箱液袋規模化應用的進程，應從液袋材質、設計、質量控制方面加強控制力度，實現進一步的推廣。