集裝箱液袋（Fexitank），是一種新型的集存儲(chǔ)、包裝功能于一體的適用于散裝非危險(xiǎn)液體或化學(xué)制品的運(yùn)輸容器。每個(gè)液袋容量為16~24m3，最多可儲(chǔ)運(yùn)24000升液體，將其鋪設(shè)在20英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi),灌入液體,旋緊灌裝口并關(guān)閉箱門(mén)，便可采用標(biāo)準(zhǔn)且靈活的集裝箱物流模式進(jìn)行配送和發(fā)運(yùn)。
一、起源發(fā)展
集裝箱液袋的設(shè)計(jì)原型來(lái)自于飛機(jī)和坦克的油箱內(nèi)膽，自1984年英國(guó)Trans Ocean Distribution公司將其從軍事運(yùn)輸成功拓展到商業(yè)領(lǐng)域，該包裝形式在食品/飲料類液體、工業(yè)油脂、非危險(xiǎn)液態(tài)化工原料運(yùn)輸中得到了長(zhǎng)足發(fā)展。隨著集裝箱液袋包裝運(yùn)輸技術(shù)在國(guó)際層面被廣泛采用，20世紀(jì)90年代，該包裝經(jīng)進(jìn)口集裝箱傳入我國(guó)，經(jīng)過(guò)鐵道部科技司三年的試運(yùn)營(yíng)研究，認(rèn)定集裝箱液袋在適應(yīng)我國(guó)鐵/公路運(yùn)輸條件以及耐沖擊、耐磨擦、耐晃動(dòng)、耐候性方面均可滿足運(yùn)輸要求，自此，我國(guó)集裝箱液袋運(yùn)輸技術(shù)進(jìn)入了高速發(fā)展期。
二、優(yōu)劣分析
隨著集裝箱液袋的應(yīng)用日漸深化，其較于傳統(tǒng)液體運(yùn)輸容器（鐵/公路罐車、罐式集裝箱、標(biāo)準(zhǔn)集裝箱+鐵桶）的優(yōu)勢(shì)，尤其是成本優(yōu)勢(shì)更加凸顯，主要體現(xiàn)運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)：
1、包裝環(huán)節(jié)：
表1.傳統(tǒng)運(yùn)輸容器與集裝箱液袋成本比較
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鐵桶 |
集裝箱液袋 |
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單位容積（升） |
200 |
24000 |
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裝運(yùn)數(shù)量（個(gè)） |
80 |
1 |
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裝運(yùn)容積（升） |
16000 |
24000 |
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價(jià)格（元） |
150 |
5000 |
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總包裝成本（元） |
12000 |
5000 |
表1是以一個(gè)20英尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱為單位，對(duì)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(shí)，采用液袋運(yùn)輸?shù)膯挝患b箱裝運(yùn)容積比鐵桶運(yùn)輸容積增加了50%，因此，原需6個(gè)鐵桶集裝箱裝運(yùn)的貨物僅需4個(gè)液袋集裝箱即可滿足，進(jìn)一步降低了包裝成本。
2、運(yùn)輸環(huán)節(jié)。集裝箱液袋運(yùn)輸可借助集裝箱物流模式，不受供需、地域和環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)了公鐵海聯(lián)運(yùn)方式，可根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況靈活制定運(yùn)輸方案，避開(kāi)鐵路車皮緊張的時(shí)段和地區(qū)，合理降低運(yùn)輸成本。
3、裝卸清理環(huán)節(jié)。目前集裝箱液袋大多為一次性專用包裝，卸貨后均可進(jìn)行降解處理，無(wú)需任何渡箱費(fèi)或清洗成本，這無(wú)形中解決了貨主長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)散裝液體運(yùn)輸安全性的擔(dān)憂問(wèn)題。傳統(tǒng)罐車、鐵桶重復(fù)使用前必須進(jìn)行徹底的清潔，倘若清潔不完全，在新貨物灌裝發(fā)運(yùn)中，罐體內(nèi)層表面殘留的異物會(huì)污染貨物，不可避免的對(duì)貨品質(zhì)量產(chǎn)生影響。
然而，任何事物的發(fā)展不可能十全十美。自2004年起，集裝箱液袋在成本和運(yùn)輸方面獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)逐漸被廣大用戶所接受，開(kāi)始大量的用于鐵路運(yùn)輸。在其迅速發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了一定的安全隱患。由于集裝箱液袋的材質(zhì)選擇和制作工藝并不困難，久而久之市面上出現(xiàn)了各種質(zhì)量參差不齊的袋子，導(dǎo)致了發(fā)運(yùn)途中泄漏事故屢次發(fā)生，給貨運(yùn)方帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)損失。
深究泄漏原因，主要是由于液袋材質(zhì)、設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制缺陷引起。1998年是集裝箱液袋材質(zhì)變化的重要節(jié)點(diǎn)，之前，多為重復(fù)使用型液袋，以?shī)A布橡膠、夾布聚氨酯PU和夾布聚氯乙烯PVC為基本材質(zhì)，此類液袋結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，很少發(fā)生泄漏事故，但自重較重，并且需要專業(yè)的清理，在循環(huán)使用中成本較高，安全和環(huán)保性較差，目前已較少使用。98年之后，為了降低液袋的生產(chǎn)和清洗成本，一次性液袋問(wèn)世。這種液袋分多層和單層兩種，多層結(jié)構(gòu)內(nèi)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(qiáng)度有所下降，若運(yùn)輸路途中發(fā)生劇烈晃動(dòng)，或受到異物刮傷，將產(chǎn)生泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。另外，制造商尚未建立健全專業(yè)的集裝箱液袋檢測(cè)工藝和設(shè)施，無(wú)法控制成品的各項(xiàng)物理性能，也是導(dǎo)致集裝箱液袋泄漏的因素之一。
三、技術(shù)規(guī)范及試驗(yàn)驗(yàn)證
針對(duì)集裝箱液袋運(yùn)輸泄漏事件的頻發(fā)，我國(guó)鐵路局及相關(guān)科研院所、企業(yè)對(duì)集裝箱液袋進(jìn)行適載性和抗沖擊性能的全面試驗(yàn)，于2007年發(fā)布了《20噸級(jí)液體集裝袋技術(shù)條件（試行）》，對(duì)集裝箱液袋的各項(xiàng)技術(shù)條件和試驗(yàn)方法做出明確規(guī)定，接下來(lái)，筆者根據(jù)該《技術(shù)條件》，借助蘭光實(shí)驗(yàn)室，利用XLW(PC)智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)對(duì)各類型液袋進(jìn)行測(cè)試，擬從試驗(yàn)的角度對(duì)集裝箱液袋最重要的物理性能——抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率指標(biāo)及其測(cè)試方法進(jìn)行說(shuō)明。
（一）PE單層液袋袋體最大抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率
《技術(shù)條件》要求，單層液袋袋體抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率測(cè)試按照GB/T1040-1992進(jìn)行。首先根據(jù)圖1，裁取試樣15個(gè)試樣，分為3組。一組用于常溫下試驗(yàn)，另外兩組分別置于-20℃和+60℃的溫度下預(yù)處理5個(gè)小時(shí)。取試樣兩端緊緊夾持于拉力機(jī)的上下夾具，如圖2，使試樣的長(zhǎng)軸線與試驗(yàn)機(jī)的軸線成一條直線，并保持夾具間L的距離。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使之以200±10mm/min的速度分離上下夾具，測(cè)出試樣的最大抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別為164N和651%，符合《技術(shù)條件》中最大抗拉強(qiáng)度≥150N,伸長(zhǎng)率≥600%。
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b（寬度）：10~25；h（厚度）：≤1；L（夾具間的初始距離）：100±5；L1（總長(zhǎng)度）：≥150
圖1、PE單層液袋袋體試樣
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圖2、試樣裝夾
（二）多層液袋內(nèi)袋袋體最大抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率
《技術(shù)條件》要求，多層液袋內(nèi)袋袋體抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率測(cè)試按照GB/T13022-1991進(jìn)行。依照?qǐng)D3所示制取3組共15個(gè)試樣，按照與單層袋相同的方法對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理，逐個(gè)取試樣夾緊與拉力機(jī)的上下夾具，200±20mm/min的速度啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，測(cè)出試樣的最大抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別為27N和591%，符合《技術(shù)條件》中最大抗拉強(qiáng)度≥20N,伸長(zhǎng)率≥550%。
L1—平行部分長(zhǎng)度33±2；L2—夾具間初始距離80±5；L3—總長(zhǎng)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(nèi)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(zhǎng)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(hù)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(zhǎng)率指標(biāo)顯得尤為重要。
1、外袋袋體部分拉斷力和斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試
首先，從外袋試樣的經(jīng)向和緯向分別取寬60mm、長(zhǎng)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，一組置于常溫下試驗(yàn)，另兩組分別在-20℃和+60℃的溫度下預(yù)處理5小時(shí)。將試樣裝夾在拉力機(jī)夾具上，上下夾具保持200mm間距，以200±20mm/min的速度拉伸，測(cè)出斷裂時(shí)的拉力和伸長(zhǎng)率，最終取5個(gè)試樣的算術(shù)平均數(shù)為結(jié)果，見(jiàn)表2。
2、縫制部分拉斷力測(cè)試
從縫制試樣上取縫向?qū)?0mm，垂直縫向長(zhǎng)300mm，耳部寬25mm，耳部長(zhǎng)100mm的試樣5塊，如圖4。將試樣裝夾在拉力機(jī)的夾具上，上下夾具間距為200mm，以200±20mm/min的速度拉伸，測(cè)出斷裂時(shí)的拉力和伸長(zhǎng)率，最終取5個(gè)試樣的算術(shù)平均數(shù)為結(jié)果，見(jiàn)表2。
L—垂直縫長(zhǎng)度300；b—縫向?qū)?0；b1/b2—耳部寬25；L1—耳部長(zhǎng)100
圖4、縫制部分試樣
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指標(biāo) |
測(cè)試結(jié)果 |
指標(biāo)要求 |
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拉斷力 |
外袋經(jīng)向 |
1665 N/50mm |
≥1500 N/50mm |
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外袋緯向 |
1750 N/50mm |
≥l500 N/50mm |
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縫制部分 |
1159N |
≥l000 N |
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斷裂伸長(zhǎng)率 |
外袋經(jīng)向 |
23.6% |
≤25% |
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外袋緯向 |
24.1% |
≤25% |
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表2、拉斷力和斷裂伸長(zhǎng)率試驗(yàn)結(jié)果
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總結(jié)
集裝箱液袋作為新興的散裝非危險(xiǎn)液體運(yùn)輸容器，靈活、安全、經(jīng)濟(jì)，可大大提高企業(yè)的供應(yīng)鏈運(yùn)作效率，增強(qiáng)企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。但泄露問(wèn)題的發(fā)生，在一定程度上阻擋了集裝箱液袋規(guī)模化應(yīng)用的進(jìn)程，應(yīng)從液袋材質(zhì)、設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制方面加強(qiáng)控制力度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的推廣。
