中型散装容器的发展

文/赵晓鹏

0 引言

提到中型散装容器（Intermediate Bulk Container,简称IBC）的由来就不得不提到55加仑的传统卷边压型钢桶（以下简称钢桶）。在20世纪40年代以前，液体和固体粉末等散货的海上运输大多采用钢桶作为容器。当时，钢桶作为一种轻便廉价的运输包装占据着散货运输市场的主导地位。在随后的30年时间里，技术进步带来的薄壁轻型桶和标准化思想下的PrENZIO标准桶都面临一个无法突破的障碍，那就是重复使用的困难。散货最终用户对散货清洁度的要求越来越高，而钢桶本身在结构上的弱点就决定其在使用后很难彻底清洁，特别是一些黏度比较高的散货不可避免地滞留在桶壁上。旧桶的清洗费用往往与买进新桶及将旧桶作为炼钢原料的差价相差无几。IBC 应运而生，这也就是通常所说的“钢桶大型化”。

1 IBC简介

按《国际海运危险货物规则》（IMDG规则）第1.2章给出的准确定义，IBC系指刚性或柔软的可移动包装（但不包括压力容器和装载放射性物质的包装），应符合下列规定：

（1）容积，用于包装类Ⅱ和Ⅲ的固体和液体，不大于3.0m3（3000L）；使用柔性、刚性塑料、复合型、纤维板或木制IBC装运包装类Ⅰ的固体，不大于1.5m3；使用金属中型散装容器装运包装类Ⅰ的固体，不大于3.0m3；用于第7类的放射性物质时，不大于3.0m3；

（2）设计上适合于机械装卸；

（3）经过检验，能够承受装卸和运输所产生的各种拉力。

2 IBC的分类

按照主体材料的材质可将IBC分为6大类。

（1）金属IBC：金属材料的IBC强度和可靠性最好，易于清洗和重复使用,寿命长。

（2）复合型IBC(Composite IBC) ：即带有塑料内容器的刚性结构IBC。批量生产出现在1963年，德国毛瑟公司开发出第1只注塑模具生产的顶部开口120L塑料IBC，兼具金属IBC强度高和塑料IBC重量轻的优点。

（3）柔性IBC（Flexible IBC）：主体材料是编织纤维塑料加涂层或内衬。最早是1940年美国一家橡胶厂内用于把碳黑运输到铜炉上并通过一个窄口倾倒于其中。目前主要用途是运输粉末状固体，优点是可以彻底清空，可以装运密度大的货物，性价比高，计量准确。

（4）刚性塑料IBC：与复合型IBCs相比少了外框架，优点是重量更轻，但强度相应下降，成本低，适合大批量生产，通用性很强。

（5）纤维板IBC：主体材料是纤维板，应用很少。

（6）木制IBC：主体材料是木制品，应用很少。

这几种IBC中的前两种应用最广泛，也是目前IBC市场上的主导产品。金属（不锈钢）IBC，内容物与金属筒体内壁直接接触,主要有两种，分别见图1和2。图1所示为筒体加支腿的无框架式IBC，图2所示为框架加底盘加筒体的有框架式IBC。

图1 欧美式的金属IBC

图2 日本式的金属IBC

在市场上占主要地位的是欧美两种专利产品：德国舒驰公司的ECOBULK（见图3）和毛瑟公司的TC系列（见图4）,其基本结构都是金属支撑框架加硬质HDPE内胆。

图3 德国舒驰公司的复合型IBC

图4 毛瑟公司的复合型IBC

3 型式认证与设计类型试验

拟运输危险品的IBC必须进行相应的性能试验，就是通常所说的设计类型试验。通过性能试验后就会得到主管机关或授权进行相关认证检验组织签发的证书和标记，证明该设计类型及设备符合要求。拟运输非危险品不需要进行型式认证，可以按照实际需求进行生产和客户要求进行必要的试验。因为金属IBC应用范围最广使用最多，下面以金属IBC为例对设计类型试验进行说明。

3.1 试验目的

确保在正常运输条件下，包括振动的影响或温度、湿度或压力的变化，IBC的结构和封口应保证其内装物不会泄漏。

3.2 试验项目

按照IMDG规则第6.5章的要求，试验顺序依次为：顶部提升、底部提升、堆码试验、防漏（气压）试验、液压试验和跌落试验。具体的试验内容和要求见IMDG规则相关章节。

3.3 特殊要求

对于不同设计类型的IBC，除了上述设计类型试验之外都还有不同的特殊要求。下面以金属IBC为例进行说明，其他设计类型的IBC因为用途比较特殊在此不再详细说明。对金属IBC的特殊要求有以下几项，多数是关于材质的。

（1）主体材料：必须使用已充分显示可焊接性的适当韧性金属材料制造；最重要的一点是与内装物要相容，不能与内装物发生反应（腐蚀）或分解，甚至反应生成危险性化合物。

（2）减压要求：对于拟装运液体的金属IBC必须设置常规减压装置，启动排放压力不高于65kPa。

（3）主体材料的最低壁厚要求：这是产品设计的重点，关系到产品成本和性价比，下面进行详细介绍。

如果标准钢的最低拉伸强度Rm×A0＝10000（A0是在拉应力下的标准钢的最低伸张度），则金属IBC的壁厚不应小于表1所示。

表1 采用标准钢的金IBC的最小壁厚

如果使用的材料是除了上述标准钢之外的金属，那么最低壁厚用以下公式求得：

式中：e1为所用金属要求的同等壁厚；e0为所要求的标准钢的最低壁厚；Rm1为所用金属的保证最低拉伸强度；A1为使用金属在拉伸应力下断面的最低伸张度。在任何情况下最小壁厚不应小于1.5mm。

4 周转和运输

标准集装箱运输是交通运输现代化的重要标志。IBC海运周转时一般都以标准干货集装箱为外包装进行单元化的周转。在满足内容积及充灌率要求的前提下，IBC的最大外形尺寸一定要满足集装箱的内尺。以标准的20英尺干货集装箱为例，一般单个容积在2000L以内的IBC都是采用在集装箱内每一排并列两个IBC的形式。外形尺寸在1260 mm×1110mm(长×宽)以内，这时的装运形式最合理、最经济。一般不需要借助其他工具仅使用通用的叉车即可对IBC进行装卸。装满或者倾空一个装运IBC集装箱的时间在30min以内，应该说效率很高。

5 行业现状及未来发展展望

整个物流行业的发展趋势是高效、集约和环保安全，IBC就是在这种理念下诞生的。早在20世纪五六十年代IBC在国外就已经出现，现在已得到大多数散货生产者的认可，产品也在不断推陈出新。据国外1999年的一份调查报告显示，全世界每年有50万台IBC被清洗过1次，按照循环使用的平均周期计算IBC的保有量在400万台以上。金属IBC和复合型IBC各占据着IBC市场大约一半的份额。金属IBC的优点是可靠性高，易于清洗，寿命长；复合型IBC的优点是成本低，重量轻，性价比高。两种IBC的优点都是对方所欠缺的，可以说是优势互补的两种产品，相信这两种产品在市场上势均力敌的情况还会持续很长时间。目前，我国国内的散货生产者出于成本的考虑仍然在大量使用一次性包装和55加仑钢桶，造成很大的资源浪费和环境污染。部分在华的外商合资企业沿用其在国外的生产方式，愿意使用IBC作为散货物流容器。作为IBC行业的从业人员，这种现状是笔者不愿看到的。经济要快速发展，但不能以环境污染为代价。我国政府对经济的可持续发展和环境保护越来越重视，这对于IBC这种环保的物流产品肯定是一个机遇。相信在不远的将来，IBC也会占据我国容积在3m3以下的中小容量物流产品的大部分市场份额。