化工危險品物流包裝技術改造研究

張子文，魏文靜

（天津渤海職業技術學院，天津300350）

包裝是物流體系運作的重要環節之一，在產品的生產、銷售、儲存、流通等階段中都發揮著不可替代的作用，優質的包裝不僅可以保證產品的穩定性和安全性，還可以延長產品的使用壽命，但是不同的產品對物流包裝技術的要求存在一定的差異，所以物流包裝技術在實際應用過程中要考慮產品的個性化和特殊化，尤其是對一些特殊產品進行物流包裝時，比如化工危險品、易碎品、易燃易爆產品等，更要根據產品物流需求以及客戶需求采取合理的物流包裝技術，為產品物流任務安全順利完成提供保障。但是近年來化工危險品在物流過程中出現的爆炸事故逐漸增多，據不完全統計，全球每年發生的化工危險品物流爆炸事故將近5700起，造成人員死亡數量有8642人，因事故帶來的直接損失高達數千萬元，而引起事故發生的主要原因就是物流包裝質量不符合規定[1]。由此看出，化工危險品物流對包裝技術要求較高，一旦發生事故將會造成嚴重的經濟損失和社會損失，因此對化工危險品物流包裝技術研究是十分必要的。按照GB/16842-2000的規定，化工危險品包括爆炸品、液化氣體、易燃易爆氣體、易燃易爆固體、易燃易爆液體、自燃物品等，其中最常見的化工危險品有液化石油、液化天然氣等，化工危險品種類較多，應用的物流包裝技術也較多，但是傳統包裝技術由于包裝質量較差，運輸途中化工危險品溢出量較大，已經無法滿足化工危險品物流包裝需求，為此提出化工危險品物流包裝技術改造研究，在原有的物流包裝技術基礎上進行創新和優化，以提高化工危險品物流包裝質量，降低物流事故發生的概率，提高化工危險品物流安全性。

1 化工危險品物流包裝技術改造

化工危險品物流包裝的首要目的和前提條件是安全性，目前化工危險品物流包裝技術存在諸多問題，比如化工危險品包裝容器結構薄弱和密封性能較差、包裝材料的力學性能不符合國際標準、包裝設備穩定性能參數和回路不符合要求，針對以上傳統物流包裝技術的不足和缺點，對其進行改造和創新，以下將從化工危險品物流包裝容器結構、材料、設備參數以及設備回路等四方面進行改造研究。

1.1 化工危險品物流包裝容器結構改造

大部分化工危險品物流包裝容器容積為120L，整體結構為：容器高度2.55m（包含箱蓋的高度），容器寬度為1.55m，容器口直徑為1.35m。傳統結構的包裝容器雖然容量較大，但是這種結構的包裝容器密封性能較差，在化工危險品運輸過程中可能會出現產品泄露現象，因此在保證化工危險品物流包裝容器容積的前提下，對容器結構進行改造[2]。整個包裝容器的外形采用柔和的曲線線條進行設計與過度，容器的上半部向口部和中心面收斂，包裝容器兩側的把手與容器蓋形成雙支撐，容器底部增設多個較大的圓角，提高容器在運輸過程中的穩定性，在運輸過程中如果出現撞擊能夠使容器迅速復原[3]。

此次在對化工危險品物流包裝容器結構改造設計過程中，重點考慮了化工危險品在運輸過程中的壓力問題，為了降低因運輸顛簸對容器身體造成的壓力，在對容器身體結構改造時采用了斜面、包角、圓角以及加強筋等結構設計，這些設計可以有效避免因運輸壓力而造成容器受損。原結構的容器口部存在很大缺陷，容器口直徑距離較大，在運輸過程中化工危險品容易從口部溢出，為了避免化工危險品在運輸過程中造成浪費，此次將容器口部直徑距離縮短0.5m，可以更好的控制化工危險品的流量；并在容器口部內部增添一個半削的導管，防止因運輸顛簸而使化工危險品從容器內溢出；容器管口采用斜面設計，便于把握化工危險品灌入時的流量以及傾倒速度；在容器口內部設計了回收槽，在回收槽的底部設有一定的傾斜角度及漏口，這樣即使在運輸過程中有化工危險品溢出，溢出的化工危險品也會隨著回收槽的傾斜角流回容器內部，有效避免了化工危險品運輸浪費的現象；最后在包裝容器的口部還設計了螺紋密封，螺紋寬度為30mm，深度為25mm，保證了化工危險品物流包裝容器的密封性能[4]。最后在原包裝容器結構基礎上，在兩側設計了把手，把手的弧度與包裝容器上半部分的圓弧相契合，并在把手上設立了加強筋結構，增強包裝容器摩擦性，與包裝容器行為一體，為化工危險品物流搬運提供了便利。以上通過對化工危險品物流包裝容器身體、容器底部、容器口以及容器把手的改造設計，完成了對化工危險品物流包裝容器結構改造。

1.2 化工危險品物流外包裝材料改造

化工危險品物流包裝分為內包裝和外包裝，上文提出的容器結構改造設計是對化工危險品物流內包裝的改造，內包裝注重的是化工危險品的密封性，在經過內包裝后還需要對其進行一層外包裝[5]。而化工危險品物流外包裝通常采用的是瓦楞紙質材料的紙箱，根據國際標準GB136426-58和GB136426-91中的規定，瓦楞紙材料有一等、二等、三等、四等、五等五個等級，表1為五種瓦楞紙材料的質量指標。

表1 五種包裝材料的質量指標

目前大部分企業為了節約物流包裝成本，對化工危險品物流包裝使用的是三等瓦楞紙材料，三等瓦楞紙材料采用的是草漿、木漿以及半化學漿生產而成，從表1可以看出，三等瓦楞紙包裝材料各個質量指標均比較低，不能為化工危險品運輸提供較好的彈性和緩沖。此次在不更換瓦楞紙包裝材料的基礎上，對原包裝材料進行改造，首先根據上文設計的化工危險品物流內包裝容器結構，計算出外包裝瓦楞紙箱的定量，材料的定量實際就是包裝材料的克重，單位為g/m2，其計算公式如下：

公式（1）中，G為化工危險品物流外包裝材料的定量；h為箱板紙的定量；w為瓦楞原材料的定量；β為瓦楞系數；l為夾層紙板的定量；q為粘合劑的用量。瓦楞紙板的厚度計算公式如下:

公式（2）中，F為化工危險品物流外包裝瓦楞紙板厚度；α為箱紙板的厚度；γ為瓦楞紙芯的厚度。根據以上計算公式計算出化工危險品物流外包裝材料需求，對照表1中瓦楞紙材料的質量指標，發現二級瓦楞紙材料符合要求，因此將原有的三級瓦楞紙包裝材料改進為二等瓦楞紙，二等瓦楞紙包裝成本并沒有比三等瓦楞紙高出多少，但是整體外包裝性能上能有較大的提升。

此外將瓦楞紙材料中的U型瓦楞改為V型瓦楞，V型瓦楞相比于U型瓦楞具有更好的彈性和恢復力，可以為化工危險品物流運輸過程中的顛簸提供緩沖，以此完成了對化工危險品物流外包裝材料改造。

1.3 化工危險品物流包裝設備穩定性能參數改進

液壓技術是化工危險品物流包裝過程中常見的包裝技術，這種技術在實際應用中需要通過對液壓設備的各個參數進行合理掌控，采用保證化工危險品物流包裝質量和包裝效率。此次針對化工危險品物流包裝設備穩定性能，對其壓力、流量等參數進行改進。液壓設備壓力參數改進是以物流運輸狀態下的化工危險品輸出壓力等級為標準，GB36545-48中規定，化工危險品輸出壓力要控制在25.55～28.55MPa之間，根據以上要求，此次將原有液壓設備高壓元件的回油壓力參數0.64MPa更改為1.26MPa，將原有液壓設備附件的回油壓力參數0.36MPa改進為0.95MPa。

根據液壓設備各個回路同時輸出流量要低于液壓設備實際所需的最大運行流量的參數需求，對液壓設備的包裝流量參數進行改進，通常情況下液壓設備各個回路輸出流量平均為125 L/min，原本液壓設備包裝流量參數為110 L/min，在實際液壓包裝過程中由于運行流量低于回路輸出流量，導致在包裝過程中經常出現化工危險品溢出現象，為了保證液壓設備的穩定性，此次將液壓設備最大的輸出流量更改為155 L/min，液壓設備附件流量最高設置為120 L/min。以上通過對液壓設備在包裝過程中的壓力參數和流量參數的優化，完成了對化工危險品物流包裝設備穩定性能參數改進。

1.4 化工危險品物流包裝設備回路改造

除了以上提出幾個改造設計之外，還需要對化工危險品物流包裝設備回路進行改造。包裝設備的回路主要包括高壓回路、泵源回路以及油箱回路，此次將原有的包裝設備回路串聯設計改造為并聯設計，見圖1。

圖1 化工危險品物流包裝設備回路改造圖

包裝設備高壓回路的輸出流量改進為55～122 L/min，在高壓回路上設置一個單相主閥門與雙向主閥門，利用單相主閥門與雙向主閥門共同調節高壓回路的輸出流量，外出還安置了一個散熱裝置，當包裝設備高壓回路過大導致設備進入負荷狀態時，利用散熱裝置對包裝設備進行散熱，以此保證高壓回路散熱流暢；對于包裝設備泵源回路的改進主要是將主泵源的恒定電壓改為16MPa，泵源回路的輸出流量改進為120L/min，同樣在回路上設計一個單向閥門，用于對包裝設備泵源回路的電壓控制，外出還增設了一個電磁卸荷閥門，當泵源回路出現負荷時利用電磁卸荷閥門對泵源回路進行卸荷，以此保證泵源回路始終處于穩定狀態的流量輸出；對于包裝設備油箱回路的改進主要是將油相電源的恒定電流改進為26V，并且在油箱回路上設置了轉接接頭和液位報警開關，當油箱回路電流、電壓過高時利用轉接接頭對其進行控制和調節，當包裝設備油箱內油位較低時，液位報警開關將自動開啟，保證油箱內有充足的油量，以此完成對化工危險品物流包裝設備回路改造，進而實現了對化工危險品物流包裝技術改造。

2 對比實驗

2.1 實驗設計

實驗以某化工危險品作為實驗對象，化工危險品共1500L，危險等級為二級。實驗過程中使用的包裝液壓設備型號為GGFJ-255，其工作壓力設置為25MPa，流量可調范圍設置在115～125L/min之間，設備體積為25.5m3，設備重量為1200kg。運用此次改造技術與傳統技術對該化工危險品進行物流包裝，將應用兩種技術包裝后的化工危險品用運輸車在相同路段和相同環境進行運輸，實驗中分別記錄運輸距離100m、200m、500m、1000m、2000m、5000m、10000m、15000m、20000m時化工危險品的溢出情況，對比在運輸過程中化工危險品的溢出量。

2.2 實驗結果

實驗將改造后的包裝技術用技術1表示，將傳統技術用技術2表示，實驗結果見表2。

從表2可以看出：改造后化工危險品在物流運輸過程中溢出量遠遠低于傳統技術，即使運輸距離較遠，應用此次改造后的包裝技術，化工危險品在運輸過程中也不會有過多的浪費，說明此次提出的改造方案具有良好的實用性。

表2 實驗論證結果對比（L）

3 結束語

此次在原物流包裝技術基礎上進行了改造和創新，有效提高了化工危險品物流安全性，為化工危險品物流順利實施提供技術保障，同時降低了化工危險品物流包裝成本，以及發生爆炸事故的概率，提高了化工危險品物流包裝質量，促進化工危險品集裝化物流包裝發展。由于此次研究時間有限，雖然在該方面取得了一定的研究成果，但此次提出的改造方案沒有針對具體化工危險品種類，在實際應用時還需要結合具體的化工危險品特征，以及物流包裝需求，保證改造方案的實際應用效果。同時今后還會在該方面進行深入研究，促進化工危險品物流包裝技術應用與推廣。