LNG罐箱水上運輸標準分析

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(中國船級社 武漢規范研究所，武漢 430022)

自2008年以來，中國LNG進口年均增長38%，未來該規模還將大幅增加，預計2020年將達到3 000萬t[1]。LNG的海上運輸可分為LNG運輸船(散裝)運輸和LNG罐箱(包裝)運輸兩種。目前，LNG運輸船運輸是LNG海運的主要方式，其優勢是運距長，單航次裝載量多，且LNG運輸船建造標準較為成熟。但是，該種方式需在供需兩端沿海建立專門的LNG接收站，建造周期長且成本高昂，存在不少相關問題難以滿足我國日益增長的LNG進口需求，因此也就催生了市場對于LNG罐箱運輸的迫切期望。LNG罐箱裝卸搬運與普通集裝箱并無差異[2]。罐箱運輸具有投資少、機動性好、裝卸效率高等優點[3]，若與陸上運輸形成多式聯運，更能借助現有成熟的集裝箱物流網，實現“門到門”的服務，真正打通海氣直供內地終端的渠道。但是，LNG罐箱水上運輸面臨相當多的技術和管理協調方面的問題[4]，如國內外相關政策是否允許，水上、陸上的相關標準是否協調等。為此，對國內外LNG罐箱技術標準、水路及陸路運輸標準進行橫縱向對比分析，為LNG罐箱標準水陸協調提供建議。

1 LNG罐箱水上運輸現狀

1.1 國外運輸現狀

北歐最早使用ISO罐箱運輸的是挪威的Liquiline公司。該公司在2010年通過滾裝船將一個40 ft的LNG罐箱從卑爾根港口運到丹麥。2013年該公司用集裝箱船將LNG罐箱從英國運到瑞典；今年6月，該公司與LNG America公司合作，從西雅圖和塔科馬市港口，用ISO罐箱運輸LNG到夏威夷和阿拉斯加。

在美國，很多企業使用罐箱水路運輸LNG。目前美國在運營的航線主要有兩條：洛杉磯- 夏威夷和佛羅里達- 波多黎各。美國Argent Marine公司專門設計了一款多功能LNG運輸船，用來載運20 ft、40 ft和45 ft的ISO罐箱。

葡萄牙的LNG罐箱水上運輸項目開始于2014年4月，在運輸過程中，LNG罐箱與其他低溫罐箱混裝并相互疊放在運輸船上。

1.2 國內運輸現狀

LNG罐箱水上運輸在國內還屬于試點試驗階段。2007年，我國開展了首次LNG罐箱水路運輸試驗。LNG罐箱在廣西潿洲島完成LNG充裝后，經滾裝船、公路運輸到達廣州黃埔新港碼頭，直接吊裝上船，然后經水路、公路運輸到達浙江海寧進行卸貨[5]。

2012年4月13日，在南通海事局的現場監管下，2個LNG罐箱吊裝上集裝箱海船“金銀達2”，17日“金銀達2”輪在東莞虎門港成功將其卸下。這一航次是大連海事大學的LNG罐箱水路運輸技術研究項目的試驗航次[6]。

2017年1月，中化國際實現了用40 ft的LNG集裝罐箱幫助客戶進口LNG并運輸到工廠大門口。2017年5月，國儲新能源試驗性采購的第一批LNG罐箱(3個20 ft，2個40 ft)貨物從澳大利亞Fremantle港抵達青島港，并在山東壽光供氣點完成對接，順利卸液[7]。

2 LNG罐箱運輸政策、標準梳理

2.1 政策梳理

目前LNG罐箱公路運輸基本放開，鐵路運輸國外基本放開，國內鐵路運輸LNG還處于試驗起步階段[8]，水路運輸則國內外均處于試點階段，且因受IMDG規則的限制，只能在艙面積載。全球范圍內包含北美、歐洲和亞洲已開展多個LNG罐箱運輸的試點項目，積累了大量的實踐經驗。國內外LNG罐箱運輸政策見表1。

LNG罐箱水上運輸至今仍處于試點階段，突破積載限制實現大規模運輸是實現水陸聯運迫切需要解決的問題。

表1 LNG罐箱運輸政策現狀

2.2 標準梳理

LNG罐箱的技術標準方面，國外目前主要有歐洲EN體系和美國ASME體系，且均被大多數國家認可；國內則主要是國標和中國船級社(CCS)的相關規范，詳見表2。

表2 LNG罐箱技術標準

注：①國內目前不允許鐵路運輸LNG；②CCS集裝箱檢驗規范中涵蓋IMDG的要求。

由于國內外標準存在差異，要實現LNG罐箱國內外水陸聯運，則需對國內外技術標準進行橫縱向對標分析，制定國內水上運輸LNG罐箱的相關專用標準，協調國內外和水陸相關標準，建立統一的LNG罐箱多式聯運標準體系。下面將從國內與國外標準以及國內水路和陸路標準兩個方面分別展開分析。

3 LNG罐箱標準對比

3.1 國內外標準對比

關于國外的罐箱制造標準，ASME規范是世界上應用最早的壓力容器標準之一，現已被公認為世界上技術最完整、應用最廣泛的壓力容器標準[9]。采用ASME設計、制造的壓力容器可以出口到美國、印度、越南等國際上大多數的國家[10]，但進入歐盟國家的壓力容器必須使用EN標準。也就是說EN體系僅適用于歐洲，是一個較為封閉的體系，而ASME則是一個通用體系。經調研，目前我國罐箱廠家生產的國際LNG罐箱(以下簡稱國際箱)幾乎是ASME箱，而國內LNG罐箱(以下簡稱國標箱)則需滿足我國的適用法規和技術標準的相關要求。LNG罐箱雖涉及的標準較多，但整體可分為三類：制造、試驗和檢驗標準。國內外標準的對應關系見表3。

ASMEXII雖然是針對移動式壓力容器的標準，但由于歷史原因，美國氣瓶和罐車的技術規范(DOT specifications)是由美國運輸部制定并強制執行的[10]。經調研國內罐箱廠家，國內廠家生產的國際箱仍是參照ASME VIII的相關要求。

目前，國內的標準體系與ASME或EN尚不互認，如采用LNG罐箱運輸的方式從國外進口LNG，則所用的LNG罐箱需同時滿足國內與國外兩套標準體系的要求，即需滿足表3中的所有標準要求，而業界又迫切地需求以LNG罐箱進口海氣的方式來打破現有運輸模式的壁壘，因此為實現這一目標，首要的任務就是開展LNG罐箱國內外標準的對比分析工作。

按照表3所示，制造方面，國內罐箱主要依據GB150、TGS R0005和JB/T4784，而國外罐箱則主要是按照ASME VIII的相關要求進行制造。經對比，上述國內外標準在安全系數、焊接接頭系數、強度計算、耐壓試驗和泄露試驗、無損檢測要求等方面均有差異，在具體制造過程中一般需按照兩者中較高的要求執行。試驗方面，國內有GB/T16563和GB/T18443兩個標準，分別對應常規性能試驗和低溫性能試驗的要求，國外則僅有ISO1496- 3一個標準，主要規定了常規性能試驗的要求。經對比分析，GB/T 16563與ISO 1496- 3的要求完全一致，也就是國內外對于LNG罐箱常規性能試驗的要求并無差異，但國內GB/T18443低溫試驗的要求，在國外無對應的標準，屬于國內罐箱附加的要求，主要對罐箱真空度、靜態蒸發率以及無損維持時間等方面提出了試驗要求。檢驗方面，國內目前陸運罐箱依據TSGR7001，海運罐箱依據CCS《集裝箱檢驗規范》，暫時缺少罐箱鐵路運輸的標準，對應國外的標準為公路ADR，鐵路RID和水路IMDG。經對比分析，CCS《集裝箱檢驗規范》涵蓋IMDG規則的要求，水運方面國內外要求一致。公路方面，受國情及地域影響，TSGR7001與ADR內容上存在較大的差異，但檢驗項目及種類基本一致。鐵路方面，國內目前暫時缺少相關的標準要求，相關機構和組織也正在積極制定國內LNG罐箱鐵路運輸的技術要求。

表3 國內外罐箱標準對應關系

3.2 國內水運及陸運標準對比

由表2可知，國際箱的檢驗一般授權第三方檢驗機構(如船級社)執行，需要滿足CSC公約、IMDG、ADR、RID等規范法規的要求，檢驗內容由船級社統一協調并進行檢驗發證；而國標箱則情況較為復雜，對于擬在國內開展水陸聯運的LNG罐箱，一方面，它屬于特種設備在陸路上受特種設備監管，另一方面，它又屬于海事部門管理，存在著檢驗周期、檢驗重點等要求不一樣，甚至實施檢驗主體也不一樣的情況[11]。因此，要實現國內水陸聯運的目標，還需進行國內水運和陸運標準的對比分析工作。制造方面，水運標準的要求大多指向了國標，僅基于水運LNG罐箱的特點提出了補充的要求。國內水運和陸運標準的不一致，主要體現在檢驗要求方面，檢驗要求上的不統一，為未來LNG罐箱開展大規模水陸聯運提出了挑戰。

僅用于公路運輸的國標箱，由特檢所進行檢驗發證，其檢驗依據為TSG- R0005—2011《移動式壓力容器安全技術檢查規程》和TSG- R7001—2013《壓力容器定期檢驗規則》，而LNG罐箱作為低溫液體罐箱，對其的檢驗要求還需參考JB/T4784—2007《低溫液體罐式集裝箱》；用于水路運輸的國標箱，由中國船級社進行檢驗發證，其檢驗依據為CCS《集裝箱檢驗規范》。而用于水陸聯運的罐箱則需兩家都檢驗發證。

本節從型式檢驗、建造檢驗和營運檢驗三方面對以上規范標準的要求進行了梳理。見表4、表5和表6。

型式檢驗中，公路運輸與水路運輸的罐箱最大的差別在于堆碼試驗和低溫性能試驗。公路運輸的罐箱考慮其只用于單層運輸，故未要求堆碼試驗，而水路運輸因涉及罐箱船上和碼頭堆碼過程，因而增加了堆碼試驗的要求，但是考慮到陸運罐箱在堆場中也存在堆碼的情況，筆者認為從安全的角度考慮，堆碼試驗對于陸運罐箱同樣是必要的。CCS的《集裝箱檢驗規范》對于低溫性能試驗未做強制性要求，是否進行該類試驗取決于箱東，即用于國內水路運輸的國標箱需進行低溫性能試驗，而國際箱則不必進行該系列試驗。但是，IMDG規則關于LNG罐箱的要求中明確規定，LNG罐箱的無損維持時間需大于預計的最大航期。筆者認為該條要求主要是針對LNG罐箱安全閥起跳低溫蒸發氣(BOG)引發的低溫和可燃風險考慮的，要實現該條要求，則需要：①設定LNG罐箱最低出廠低溫性能指標，保障參與水運的LNG罐箱具備較高的無損維持時間；②對LNG罐箱運輸過程中的無損維持時間進行預報。而這兩條均以罐箱出廠時的低溫性能為基礎，因此對于水運罐箱而言，低溫性能試驗是十分必要的。目前推薦標準中GB/T 18443的內容是否能滿足水運罐箱的需求，還需作進一步研究。

表4 型式檢驗要求梳理

注:*表示適用時。

制造檢驗的差異與型式檢驗基本類似，此處不再贅述。

營運檢驗中，水運和陸運罐箱的檢驗內容大致相同，但是TSG- R7001的檢驗頻率更高，這就導致了國內用于水陸聯運的罐箱，其檢驗內容的重復和檢驗次數的增加。

表中第1項框架焊接質量是按照GB/T16563—1996中規定的試驗項目進行試驗的，而GB/T16563—1996等同于ISO1496- 3—1995，其試驗項目即為表中21-33項。其中25內部縱向栓固試驗，在ISO1496- 3—2006的修訂中，已經更改為內部縱向栓固動態(撞擊)試驗，原本試驗的目的是檢測罐式集裝箱本身強度以及箱體與框架在加速情況下連接強度，而修改后其試驗目的是驗證罐式集裝箱在鐵路運輸過程中動態載荷情況下的承受能力。修改后的內部縱向栓固動態(撞擊)試驗與聯合國發布的《關于危險貨物運輸的建議書——試驗和標準手冊》第IV部分第41節中所描述的動態縱向撞擊試驗一致。即表4中序號25與33實質為同一個試驗。

表5 建造檢驗要求梳理

表6 營運檢驗要求梳理

注：○表示可擇。

4 結論和建議

1)LNG罐箱國內外標準制造方面，在安全系數、焊接接頭系數、強度計算、耐壓試驗和泄露試驗、無損檢測要求等方面均有差異，對于參與海氣進口運輸的罐箱，需逐一分析并參照較高的標準執行；試驗方面，常規性能試驗要求完全相同，國內補充了低溫性能試驗的推薦性要求；檢驗方面，國內缺少鐵路運輸相關的要求。

2)國內標準制造方面，水運標準在國標要求的基礎上針對運輸特點提出了附加要求，該方面基本一致；試驗方面，水運方面多出了堆碼試驗和低溫性能試驗的要求，但低溫性能試驗并未強制；檢驗方面，水運和陸運標準檢驗內容基本一致，但檢驗周期差異較大，對廠家取證及后期運營均造成了一定的影響，不利于該行業的形成和發展。建議在后續要求的制定或更新中進行協調和統一。

3)在集裝箱的整個物流鏈中，很難保證其不發生堆碼的情況，建議用于公路運輸的LNG罐箱也進行堆碼試驗。

4)要實現LNG罐箱大規模水上運輸，必須突破裝載限制，并確保LNG罐箱堆碼安全，因此，罐箱的無損維持時間顯得尤為重要。若罐箱上船時的無損維持時間大于其在海上及堆場停留的時間，則在整個運輸過程中，將不會產生BOG排放，從而可以避免BOG氣體產生的低溫和易燃的風險。因此，建議LNG罐箱必須進行低溫性能試驗，并開展相關的研究工作，補充和完善現有低溫性能試驗的要求，研究LNG罐箱無損維持時間的準確預報方法，保障LNG罐箱水運的安全。

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