集装箱液袋的技术规范和试验验证

济南兰光机电技术有限公司

集装箱液袋（Fexitank），是一种新型的集存储、包装功能于一体的适用于散装非危险液体或化学制品的运输容器。每个液袋容量为16~24m³，最多可储运24000升液体，将其铺设在20英尺标准集装箱内,灌入液体,旋紧灌装口并关闭箱门，便可采用标准且灵活的集装箱物流模式进行配送和发运。

一、起源发展

集装箱液袋的设计原型来自于飞机和坦克的油箱内胆，自1984年英国Trans Ocean Distribution公司将其从军事运输成功拓展到商业领域，该包装形式在食品/饮料类液体、工业油脂、非危险液态化工原料运输中得到了长足发展。随着集装箱液袋包装运输技术在国际层面被广泛采用，20世纪90年代，该包装经进口集装箱传入我国，经过铁道部科技司三年的试运营研究，认定集装箱液袋在适应我国铁/公路运输条件以及耐冲击、耐磨擦、耐晃动、耐候性方面均可满足运输要求，自此，我国集装箱液袋运输技术进入了高速发展期。

二、优劣分析

随着集装箱液袋的应用日渐深化，其较于传统液体运输容器（铁/公路罐车、罐式集装箱、标准集装箱+铁桶）的优势，尤其是成本优势更加凸显，主要体现运输的各个环节：

1、包装环节：

表1.传统运输容器与集装箱液袋成本比较

表1是以一个20英尺标准集装箱为单位，对比了铁桶和液袋两种形式的包装成本。其中，液袋的包装成本较铁桶降低了58.33%。同时，采用液袋运输的单位集装箱装运容积比铁桶运输容积增加了50%，因此，原需6个铁桶集装箱装运的货物仅需4个液袋集装箱即可满足，进一步降低了包装成本。

2、运输环节。集装箱液袋运输可借助集装箱物流模式，不受供需、地域和环境的影响，实现了公铁海联运方式，可根据现实情况灵活制定运输方案，避开铁路车皮紧张的时段和地区，合理降低运输成本。

3、装卸清理环节。目前集装箱液袋大多为一次性专用包装，卸货后均可进行降解处理，无需任何渡箱费或清洗成本，这无形中解决了货主长期以来对散装液体运输安全性的担忧问题。传统罐车、铁桶重复使用前必须进行彻底的清洁，倘若清洁不完全，在新货物灌装发运中，罐体内层表面残留的异物会污染货物，不可避免的对货品质量产生影响。

然而，任何事物的发展不可能十全十美。自2004年起，集装箱液袋在成本和运输方面独特的优势逐渐被广大用户所接受，开始大量的用于铁路运输。在其迅速发展的同时，也带来了一定的安全隐患。由于集装箱液袋的材质选择和制作工艺并不困难，久而久之市面上出现了各种质量参差不齐的袋子，导致了发运途中泄漏事故屡次发生，给货运方带来了一定的经济损失。

深究泄漏原因，主要是由于液袋材质、设计、质量控制缺陷引起。1998年是集装箱液袋材质变化的重要节点，之前，多为重复使用型液袋，以夹布橡胶、夹布聚氨酯PU和夹布聚氯乙烯PVC为基本材质，此类液袋结构坚固，很少发生泄漏事故，但自重较重，并且需要专业的清理，在循环使用中成本较高，安全和环保性较差，目前已较少使用。98年之后，为了降低液袋的生产和清洗成本，一次性液袋问世。这种液袋分多层和单层两种，多层结构内层一般采用4层0.125mm的聚乙烯材料，外层为聚丙烯编织布；单层为聚乙烯材料。这种以PE、PP为原料的一次性集装箱液袋，成本较低，但强度有所下降，若运输路途中发生剧烈晃动，或受到异物刮伤，将产生泄漏的风险。另外，制造商尚未建立健全专业的集装箱液袋检测工艺和设施，无法控制成品的各项物理性能，也是导致集装箱液袋泄漏的因素之一。

三、技术规范及试验验证

针对集装箱液袋运输泄漏事件的频发，我国铁路局及相关科研院所、企业对集装箱液袋进行适载性和抗冲击性能的全面试验，于2007年发布了《20吨级液体集装袋技术条件（试行）》，对集装箱液袋的各项技术条件和试验方法做出明确规定，接下来，笔者根据该《技术条件》，借助兰光实验室，利用XLW(PC)智能电子拉力试验机对各类型液袋进行测试，拟从试验的角度对集装箱液袋最重要的物理性能——抗拉强度和伸长率指标及其测试方法进行说明。

（一）PE单层液袋袋体最大抗拉强度及伸长率

《技术条件》要求，单层液袋袋体抗拉强度和伸长率测试按照GB/T1040-1992进行。首先根据图1，裁取试样15个试样，分为3组。一组用于常温下试验，另外两组分别置于-20℃和+60℃的温度下预处理5个小时。取试样两端紧紧夹持于拉力机的上下夹具，如图2，使试样的长轴线与试验机的轴线成一条直线，并保持夹具间L的距离。启动试验机，使之以200±10mm/min的速度分离上下夹具，测出试样的最大抗拉强度和伸长率分别为164N和651%，符合《技术条件》中最大抗拉强度≥150N,伸长率≥600%。

b（宽度）：10~25；h（厚度）：≤1；L（夹具间的初始距离）：100±5；L1（总长度）：≥150

图1、PE单层液袋袋体试样

图2、试样装夹

（二）多层液袋内袋袋体最大抗拉强度及伸长率

《技术条件》要求，多层液袋内袋袋体抗拉强度和伸长率测试按照GB/T13022-1991进行。依照图3所示制取3组共15个试样，按照与单层袋相同的方法对试样进行预处理，逐个取试样夹紧与拉力机的上下夹具，200±20mm/min的速度启动试验机，测出试样的最大抗拉强度和伸长率分别为27N和591%，符合《技术条件》中最大抗拉强度≥20N,伸长率≥550%。

L1—平行部分长度33±2；L2—夹具间初始距离80±5；L3—总长115；R—大半径25±2；r—小半径14±1；b—平行部分宽度6±0.4；b1—端部宽度25±1；d—厚度

图3、多层液袋内袋袋体试样尺寸

（三）多层液袋的外袋袋体及缝制部分拉断力和断裂伸长率

多层集装箱液袋外袋一般由聚丙烯编织布缝制而成，是保护液袋免受外界硬物刺穿的首道屏障，因此，该部分的拉断力和断裂伸长率指标显得尤为重要。

1、外袋袋体部分拉断力和断裂伸长率测试

首先，从外袋试样的经向和纬向分别取宽60mm、长30mm的试样15块，再精确到50mm宽，依次编码。将试样平均分成三组，一组置于常温下试验，另两组分别在-20℃和+60℃的温度下预处理5小时。将试样装夹在拉力机夹具上，上下夹具保持200mm间距，以200±20mm/min的速度拉伸，测出断裂时的拉力和伸长率，最终取5个试样的算术平均数为结果，见表2。

2、缝制部分拉断力测试

从缝制试样上取缝向宽60mm，垂直缝向长300mm，耳部宽25mm，耳部长100mm的试样5块，如图4。将试样装夹在拉力机的夹具上，上下夹具间距为200mm，以200±20mm/min的速度拉伸，测出断裂时的拉力和伸长率，最终取5个试样的算术平均数为结果，见表2。

L—垂直缝长度300；b—缝向宽60；b1/b2—耳部宽25；L1—耳部长100

图4、缝制部分试样

表2、拉断力和断裂伸长率试验结果

总结

集装箱液袋作为新兴的散装非危险液体运输容器，灵活、安全、经济，可大大提高企业的供应链运作效率，增强企业的综合竞争力。但泄露问题的发生，在一定程度上阻挡了集装箱液袋规模化应用的进程，应从液袋材质、设计、质量控制方面加强控制力度，实现进一步的推广。