化工危险品物流包装技术改造研究

张子文，魏文静

（天津渤海职业技术学院，天津300350）

包装是物流体系运作的重要环节之一，在产品的生产、销售、储存、流通等阶段中都发挥着不可替代的作用，优质的包装不仅可以保证产品的稳定性和安全性，还可以延长产品的使用寿命，但是不同的产品对物流包装技术的要求存在一定的差异，所以物流包装技术在实际应用过程中要考虑产品的个性化和特殊化，尤其是对一些特殊产品进行物流包装时，比如化工危险品、易碎品、易燃易爆产品等，更要根据产品物流需求以及客户需求采取合理的物流包装技术，为产品物流任务安全顺利完成提供保障。但是近年来化工危险品在物流过程中出现的爆炸事故逐渐增多，据不完全统计，全球每年发生的化工危险品物流爆炸事故将近5700起，造成人员死亡数量有8642人，因事故带来的直接损失高达数千万元，而引起事故发生的主要原因就是物流包装质量不符合规定[1]。由此看出，化工危险品物流对包装技术要求较高，一旦发生事故将会造成严重的经济损失和社会损失，因此对化工危险品物流包装技术研究是十分必要的。按照GB/16842-2000的规定，化工危险品包括爆炸品、液化气体、易燃易爆气体、易燃易爆固体、易燃易爆液体、自燃物品等，其中最常见的化工危险品有液化石油、液化天然气等，化工危险品种类较多，应用的物流包装技术也较多，但是传统包装技术由于包装质量较差，运输途中化工危险品溢出量较大，已经无法满足化工危险品物流包装需求，为此提出化工危险品物流包装技术改造研究，在原有的物流包装技术基础上进行创新和优化，以提高化工危险品物流包装质量，降低物流事故发生的概率，提高化工危险品物流安全性。

1 化工危险品物流包装技术改造

化工危险品物流包装的首要目的和前提条件是安全性，目前化工危险品物流包装技术存在诸多问题，比如化工危险品包装容器结构薄弱和密封性能较差、包装材料的力学性能不符合国际标准、包装设备稳定性能参数和回路不符合要求，针对以上传统物流包装技术的不足和缺点，对其进行改造和创新，以下将从化工危险品物流包装容器结构、材料、设备参数以及设备回路等四方面进行改造研究。

1.1 化工危险品物流包装容器结构改造

大部分化工危险品物流包装容器容积为120L，整体结构为：容器高度2.55m（包含箱盖的高度），容器宽度为1.55m，容器口直径为1.35m。传统结构的包装容器虽然容量较大，但是这种结构的包装容器密封性能较差，在化工危险品运输过程中可能会出现产品泄露现象，因此在保证化工危险品物流包装容器容积的前提下，对容器结构进行改造[2]。整个包装容器的外形采用柔和的曲线线条进行设计与过度，容器的上半部向口部和中心面收敛，包装容器两侧的把手与容器盖形成双支撑，容器底部增设多个较大的圆角，提高容器在运输过程中的稳定性，在运输过程中如果出现撞击能够使容器迅速复原[3]。

此次在对化工危险品物流包装容器结构改造设计过程中，重点考虑了化工危险品在运输过程中的压力问题，为了降低因运输颠簸对容器身体造成的压力，在对容器身体结构改造时采用了斜面、包角、圆角以及加强筋等结构设计，这些设计可以有效避免因运输压力而造成容器受损。原结构的容器口部存在很大缺陷，容器口直径距离较大，在运输过程中化工危险品容易从口部溢出，为了避免化工危险品在运输过程中造成浪费，此次将容器口部直径距离缩短0.5m，可以更好的控制化工危险品的流量；并在容器口部内部增添一个半削的导管，防止因运输颠簸而使化工危险品从容器内溢出；容器管口采用斜面设计，便于把握化工危险品灌入时的流量以及倾倒速度；在容器口内部设计了回收槽，在回收槽的底部设有一定的倾斜角度及漏口，这样即使在运输过程中有化工危险品溢出，溢出的化工危险品也会随着回收槽的倾斜角流回容器内部，有效避免了化工危险品运输浪费的现象；最后在包装容器的口部还设计了螺纹密封，螺纹宽度为30mm，深度为25mm，保证了化工危险品物流包装容器的密封性能[4]。最后在原包装容器结构基础上，在两侧设计了把手，把手的弧度与包装容器上半部分的圆弧相契合，并在把手上设立了加强筋结构，增强包装容器摩擦性，与包装容器行为一体，为化工危险品物流搬运提供了便利。以上通过对化工危险品物流包装容器身体、容器底部、容器口以及容器把手的改造设计，完成了对化工危险品物流包装容器结构改造。

1.2 化工危险品物流外包装材料改造

化工危险品物流包装分为内包装和外包装，上文提出的容器结构改造设计是对化工危险品物流内包装的改造，内包装注重的是化工危险品的密封性，在经过内包装后还需要对其进行一层外包装[5]。而化工危险品物流外包装通常采用的是瓦楞纸质材料的纸箱，根据国际标准GB136426-58和GB136426-91中的规定，瓦楞纸材料有一等、二等、三等、四等、五等五个等级，表1为五种瓦楞纸材料的质量指标。

表1 五种包装材料的质量指标

目前大部分企业为了节约物流包装成本，对化工危险品物流包装使用的是三等瓦楞纸材料，三等瓦楞纸材料采用的是草浆、木浆以及半化学浆生产而成，从表1可以看出，三等瓦楞纸包装材料各个质量指标均比较低，不能为化工危险品运输提供较好的弹性和缓冲。此次在不更换瓦楞纸包装材料的基础上，对原包装材料进行改造，首先根据上文设计的化工危险品物流内包装容器结构，计算出外包装瓦楞纸箱的定量，材料的定量实际就是包装材料的克重，单位为g/m2，其计算公式如下：

公式（1）中，G为化工危险品物流外包装材料的定量；h为箱板纸的定量；w为瓦楞原材料的定量；β为瓦楞系数；l为夹层纸板的定量；q为粘合剂的用量。瓦楞纸板的厚度计算公式如下:

公式（2）中，F为化工危险品物流外包装瓦楞纸板厚度；α为箱纸板的厚度；γ为瓦楞纸芯的厚度。根据以上计算公式计算出化工危险品物流外包装材料需求，对照表1中瓦楞纸材料的质量指标，发现二级瓦楞纸材料符合要求，因此将原有的三级瓦楞纸包装材料改进为二等瓦楞纸，二等瓦楞纸包装成本并没有比三等瓦楞纸高出多少，但是整体外包装性能上能有较大的提升。

此外将瓦楞纸材料中的U型瓦楞改为V型瓦楞，V型瓦楞相比于U型瓦楞具有更好的弹性和恢复力，可以为化工危险品物流运输过程中的颠簸提供缓冲，以此完成了对化工危险品物流外包装材料改造。

1.3 化工危险品物流包装设备稳定性能参数改进

液压技术是化工危险品物流包装过程中常见的包装技术，这种技术在实际应用中需要通过对液压设备的各个参数进行合理掌控，采用保证化工危险品物流包装质量和包装效率。此次针对化工危险品物流包装设备稳定性能，对其压力、流量等参数进行改进。液压设备压力参数改进是以物流运输状态下的化工危险品输出压力等级为标准，GB36545-48中规定，化工危险品输出压力要控制在25.55～28.55MPa之间，根据以上要求，此次将原有液压设备高压元件的回油压力参数0.64MPa更改为1.26MPa，将原有液压设备附件的回油压力参数0.36MPa改进为0.95MPa。

根据液压设备各个回路同时输出流量要低于液压设备实际所需的最大运行流量的参数需求，对液压设备的包装流量参数进行改进，通常情况下液压设备各个回路输出流量平均为125 L/min，原本液压设备包装流量参数为110 L/min，在实际液压包装过程中由于运行流量低于回路输出流量，导致在包装过程中经常出现化工危险品溢出现象，为了保证液压设备的稳定性，此次将液压设备最大的输出流量更改为155 L/min，液压设备附件流量最高设置为120 L/min。以上通过对液压设备在包装过程中的压力参数和流量参数的优化，完成了对化工危险品物流包装设备稳定性能参数改进。

1.4 化工危险品物流包装设备回路改造

除了以上提出几个改造设计之外，还需要对化工危险品物流包装设备回路进行改造。包装设备的回路主要包括高压回路、泵源回路以及油箱回路，此次将原有的包装设备回路串联设计改造为并联设计，见图1。

图1 化工危险品物流包装设备回路改造图

包装设备高压回路的输出流量改进为55～122 L/min，在高压回路上设置一个单相主阀门与双向主阀门，利用单相主阀门与双向主阀门共同调节高压回路的输出流量，外出还安置了一个散热装置，当包装设备高压回路过大导致设备进入负荷状态时，利用散热装置对包装设备进行散热，以此保证高压回路散热流畅；对于包装设备泵源回路的改进主要是将主泵源的恒定电压改为16MPa，泵源回路的输出流量改进为120L/min，同样在回路上设计一个单向阀门，用于对包装设备泵源回路的电压控制，外出还增设了一个电磁卸荷阀门，当泵源回路出现负荷时利用电磁卸荷阀门对泵源回路进行卸荷，以此保证泵源回路始终处于稳定状态的流量输出；对于包装设备油箱回路的改进主要是将油相电源的恒定电流改进为26V，并且在油箱回路上设置了转接接头和液位报警开关，当油箱回路电流、电压过高时利用转接接头对其进行控制和调节，当包装设备油箱内油位较低时，液位报警开关将自动开启，保证油箱内有充足的油量，以此完成对化工危险品物流包装设备回路改造，进而实现了对化工危险品物流包装技术改造。

2 对比实验

2.1 实验设计

实验以某化工危险品作为实验对象，化工危险品共1500L，危险等级为二级。实验过程中使用的包装液压设备型号为GGFJ-255，其工作压力设置为25MPa，流量可调范围设置在115～125L/min之间，设备体积为25.5m3，设备重量为1200kg。运用此次改造技术与传统技术对该化工危险品进行物流包装，将应用两种技术包装后的化工危险品用运输车在相同路段和相同环境进行运输，实验中分别记录运输距离100m、200m、500m、1000m、2000m、5000m、10000m、15000m、20000m时化工危险品的溢出情况，对比在运输过程中化工危险品的溢出量。

2.2 实验结果

实验将改造后的包装技术用技术1表示，将传统技术用技术2表示，实验结果见表2。

从表2可以看出：改造后化工危险品在物流运输过程中溢出量远远低于传统技术，即使运输距离较远，应用此次改造后的包装技术，化工危险品在运输过程中也不会有过多的浪费，说明此次提出的改造方案具有良好的实用性。

表2 实验论证结果对比（L）

3 结束语

此次在原物流包装技术基础上进行了改造和创新，有效提高了化工危险品物流安全性，为化工危险品物流顺利实施提供技术保障，同时降低了化工危险品物流包装成本，以及发生爆炸事故的概率，提高了化工危险品物流包装质量，促进化工危险品集装化物流包装发展。由于此次研究时间有限，虽然在该方面取得了一定的研究成果，但此次提出的改造方案没有针对具体化工危险品种类，在实际应用时还需要结合具体的化工危险品特征，以及物流包装需求，保证改造方案的实际应用效果。同时今后还会在该方面进行深入研究，促进化工危险品物流包装技术应用与推广。