集裝箱液袋（Fexitank），是一種新型的集存儲、包裝功能于一體的適用于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升液體，將其鋪設(shè)在20英尺標準集裝箱內(nèi),灌入液體,旋緊灌裝口并關(guān)閉箱門，便可采用標準且靈活的集裝箱物流模式進行配送和發(fā)運。
一、起源發(fā)展
集裝箱液袋的設(shè)計原型來自于飛機和坦克的油箱內(nèi)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(yè)領(lǐng)域，該包裝形式在食品/飲料類液體、工業(yè)油脂、非危險液態(tài)化工原料運輸中得到了長足發(fā)展。隨著集裝箱液袋包裝運輸技術(shù)在國際層面被廣泛采用，20世紀90年代，該包裝經(jīng)進口集裝箱傳入我國，經(jīng)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(yīng)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(shù)進入了高速發(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)液體運輸容器（鐵/公路罐車、罐式集裝箱、標準集裝箱+鐵桶）的優(yōu)勢，尤其是成本優(yōu)勢更加凸顯，主要體現(xiàn)運輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)：
1、包裝環(huán)節(jié)：
表1.傳統(tǒng)運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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裝運數(shù)量（個） |
80 |
1 |
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裝運容積（升） |
16000 |
24000 |
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價格（元） |
150 |
5000 |
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總包裝成本（元） |
12000 |
5000 |
表1是以一個20英尺標準集裝箱為單位，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?shù)膯挝患b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(huán)節(jié)。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(huán)境的影響，實現(xiàn)了公鐵海聯(lián)運方式，可根據(jù)現(xiàn)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(qū)，合理降低運輸成本。
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憂問題。傳統(tǒng)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(fā)運中，罐體內(nèi)層表面殘留的異物會污染貨物，不可避免的對貨品質(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輸方面獨特的優(yōu)勢逐漸被廣大用戶所接受，開始大量的用于鐵路運輸。在其迅速發(fā)展的同時，也帶來了一定的安全隱患。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，導致了發(fā)運途中泄漏事故屢次發(fā)生，給貨運方帶來了一定的經(jīng)濟損失。
深究泄漏原因，主要是由于液袋材質(zhì)、設(shè)計、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，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(zhì)，此類液袋結(jié)構(gòu)堅固，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，但強度有所下降，若運輸路途中發(fā)生劇烈晃動，或受到異物刮傷，將產(chǎn)生泄漏的風險。另外，制造商尚未建立健全專業(yè)的集裝箱液袋檢測工藝和設(shè)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(shù)規(guī)范及試驗驗證
針對集裝箱液袋運輸泄漏事件的頻發(fā)，我國鐵路局及相關(guān)科研院所、企業(yè)對集裝箱液袋進行適載性和抗沖擊性能的全面試驗，于2007年發(fā)布了《20噸級液體集裝袋技術(shù)條件（試行）》，對集裝箱液袋的各項技術(shù)條件和試驗方法做出明確規(guī)定，接下來，筆者根據(jù)該《技術(shù)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(shù)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(jù)圖1，裁取試樣15個試樣，分為3組。一組用于常溫下試驗，另外兩組分別置于-20℃和+60℃的溫度下預(yù)處理5個小時。取試樣兩端緊緊夾持于拉力機的上下夾具，如圖2，使試樣的長軸線與試驗機的軸線成一條直線，并保持夾具間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(shù)條件》中最大抗拉強度≥150N,伸長率≥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)袋袋體最大抗拉強度及伸長率
《技術(shù)條件》要求，多層液袋內(nèi)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(yù)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(shù)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(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(jīng)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，一組置于常溫下試驗，另兩組分別在-20℃和+60℃的溫度下預(yù)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(shù)平均數(shù)為結(jié)果，見表2。
2、縫制部分拉斷力測試
從縫制試樣上取縫向?qū)?0mm，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(shù)平均數(shù)為結(jié)果，見表2。
L—垂直縫長度300；b—縫向?qū)?0；b1/b2—耳部寬25；L1—耳部長100
圖4、縫制部分試樣
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指標 |
測試結(jié)果 |
指標要求 |
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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、拉斷力和斷裂伸長率試驗結(jié)果
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總結(jié)
集裝箱液袋作為新興的散裝非危險液體運輸容器，靈活、安全、經(jīng)濟，可大大提高企業(yè)的供應(yīng)鏈運作效率，增強企業(yè)的綜合競爭力。但泄露問題的發(fā)生，在一定程度上阻擋了集裝箱液袋規(guī)模化應(yīng)用的進程，應(yīng)從液袋材質(zhì)、設(shè)計、質(zhì)量控制方面加強控制力度，實現(xiàn)進一步的推廣。
