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海外项目货物运输环境及包装设计优化

2019-07-11 17:08 来源:包装设计论文 人参与在线咨询

摘要:在海外工程总承包项目的储运工作中,框架、铁箱类包装的设备面临多次的装卸、倒运,以及恶劣的远洋运输环境和装船配载环境,设备损坏率普遍较高。结合设备在远洋运输链中面临的装卸、配载、海运环境等多项实际因素,通过对某海外EPC项目的框架、铁箱包装提出设计优化建议和包装质量监督,大幅减少了运输途中的货损率,对降低EPC项目成本、保证现场工期具有实际意义。

关键词:货物运输;包装

1框架类包装

1.1框架包装的特性

框架包装一般指采用金属材料对货物(或木箱)进行骨架式包覆的包装类型,具有极好的抗冲击、抗堆码能力,能够承受运输各环节中的多次起吊,能够在恶劣的海运环境中有效保障内部货物安全,其主要材料为各型号的槽钢、角钢等钢基材。辅助材料为衬垫所用的护木、橡胶垫及固定设备所用的螺栓、螺母等。大型框架包装一般适用于重量较大、较为精密或薄弱且对防水防潮无较高要求的大型一体类设备、特种管件等,如:锅炉系统的管屏、包墙、受热面等管型设备,空预器、小容量机组的高低压加热器等单体重量较大的设备等;小型框架包装一般适用于型体较为规整、数量较多、重量较大的的小件货物,或较为精密的小型管件。如:钢结构连接板、连接件、凝汽器穿管及其他设备的结构性金属连接件等。

1.2框架包装类货物海运环境及需满足条件

由于框架包装结构坚固,具有良好的抗堆码、抗冲击能力,且单体密度适中,因此在国内港口装船阶段一般放置于各个舱位及甲板,摆放位置极其灵活,周边货物堆码环境较为复杂,装船阶段磕碰、撞击情况较为多见。在装船阶段可能根据配载需求将大量框架类货物摆放成平面以供其他货物摆放,或将大量框架以同类货物堆码的形式摆放数层(最高4~5层)。

1.3设计要求

以老挝HONGSA项目封闭母线包装为例。(1)底盘。底盘是承载包装内货物重量的主要结构,也是框架包装的最基本结构,需根据货物重量则大选择材料型号,一般建议15t以下货物不小于10#槽钢,15t以上货物不小于14#槽钢,底盘需设计横纵支撑结构,使内部货物重力均匀的分布于各横纵结构上,以保证在起吊作业中不会由于内部货物重力造成底盘下塌甚至货物跌落。内部有小件的框架可根据需要在底盘上增设较多的辅助横纵支撑,或铺设钢网、钢板进行保护,同时,设备应牢固的固定于底盘上,不得窜动。(2)边立柱。边立柱是连接底盘和顶部横纵梁的主要结构,负责承载货物堆码时上方产生的压力和抵御运输作业时的外部撞击,一般建议15t以下货物不小于10#槽钢,15t以上货物不小于14#槽钢。(3)侧立柱(支撑立柱)。侧立柱主要作用与边立柱相同,一般建议邻近吊点的侧立柱采用较大型号型材,若吊点设置于框架上方,则邻近吊点的侧立柱将承载框架内货物的大部分重量。框架纵向前后两段的侧立柱除支撑压力外主要用于防止内部货物窜出,起到护栏的作用。小型管件类等规则已窜出货物的框架类包装可根据需要在纵向前后两面增加防护钢网或铁质护板。(4)横、纵梁。纵梁是框架顶部结构的主要构成部分,所用材料标号应与底盘和边立柱相同,主要作用为连接框架侧面各立柱,形成面型结构,形成主要的抗冲击受力面。(5)横、纵支撑梁。横纵支撑梁中纵向支撑梁主要作用为连接两个横梁,使货物顶部具有较强的支撑能力,防止在吊装作业中由于钢丝绳产生的压力造成横梁的内侧弯曲。横向支撑梁在货物堆码时可起到辅助的抗压保护。(6)斜支撑。主要用于形成三脚架结构,防止框架产生结构性扭曲,特别是超长类框架货物,在起吊作业中由于两个吊点跨距较大,钢丝绳间的部分由于重力会向下弯曲甚至折断,因此该类超长框架货物的斜支撑应与主框架结构采用相同材料。(7)内部衬垫结构和固定件。根据货物形状、重量、数量等自行设计,对于图例内的设备,需采用胶合板材进行衬垫,并可使用螺纹钢、螺母固定。

1.4包装设计优化

1.4.1吊耳

吊耳应明确按照国家相关设计规范和货物自身重量、长度等条件进行设计,注意孔型吊耳的吊孔直径应尽量大于50mm,防止港区作业时无法找到相匹配的吊钩或卸扣,吊耳应尽量设计于底盘横面的梁上,若设计外凸型的吊耳,则不要垂直于底盘或顶部横梁,否则可能导致在同类货物平铺时两件货物的吊耳相刮蹭脱落,为后续吊装转运增加难度。

1.4.2底座衬垫

若框架包装未设计吊耳,采取钢丝绳兜底形式吊装,则应在底盘下方设计衬垫钢梁,使底盘脱离地面,方便港区作业,且应在内陆运输阶段用木方衬垫。

1.4.3局部防护

对于框架内设备整体,或其附装的电机、电控柜等可以露天放置但不可以长时间在潮湿环境暴露或淋雨的,应在该类设备上安放整体或局部保护膜和防护罩,并在运输方案内标明不能放置于甲板。如附件设备防水等级较低,建议拆下单独包装发运,避免不必要货损。

2铁箱包装

2.1铁箱包装的特性

铁箱包装一般指采用全金属材料对货物进行全封闭式包覆的包装类型,具有极好的抗冲击、抗堆码能力,能够在恶劣的海运环境中有效保障内部货物安全。一般铁箱只适用于中小型货物,大型设备所用铁箱一般要求具有与框架包装相同或功能类似的框架支撑结构,因此可视为框架包装外附金属板。铁箱包装主要材料为各型号的槽钢、角钢、钢板等钢基材。使用槽钢、角钢制作框架结构,使用钢板作为外板结构,箱体全部采用焊接封闭的形式。铁箱包装一般适用于重量较大、较为精密的小型设备如中小型电机、水泵、阀门等,或较为规则小型金属散件等,如:钢结构连接板、螺栓。

2.2铁箱包装类货物海运环境及需满足条件

铁箱包装结构较为坚固,具有良好的抗堆码、抗冲击能力,且一般数量较少,因此在国内港口装船阶段一般放置于各个舱位及甲板,摆放位置较为灵活,装船作业及配载环境较为苛刻。

2.3设计要求

2.3.1I类铁箱

(1)底盘。底盘是铁箱承载包装内货物重量的主要结构,需根据货物重量则大选择材料型号,一般建议5t以下货物不小于8#槽钢,5~15t及以上货物不小于14#槽钢,底盘需使用槽钢制作横纵支撑结构,使内部货物重力均匀的分布于各横纵结构上,以保证在起吊作业中不会由于内部货物重力造成底盘下塌甚至货物跌落。同时,铁箱底板需使用质量较好的钢板制作。(2)框架结构。为保持箱体内的空间能够合理利用,因此建议将铁箱框架制作在外侧(如上图),由于一般铁箱均由整块钢板作为外板,可以保证铁箱不会倾斜扭曲,因此铁箱的侧立面一般只需立柱、和支撑立柱即可,无需设计斜支撑。铁箱顶部需设计横纵梁、支撑梁等结构,其设计原因与框架包装相同。(3)外板。为了保证铁箱具有较高的抗冲击性能,因此要求I类铁箱外板使用标准型钢材,厚度不得小于3mm,建议箱体各面均使用整块钢板制作,或以框架的立柱等结构作为分隔,不建议使用钢板条拼接,严禁使用铁皮、铝合金薄板等材料。外板和框架结构建议使用焊接形式连接,禁止点焊。(4)顶板。由于顶板为钢铁材质,因此设计和安装时应考虑现场方便拆除的问题,可以使用螺栓螺母固定于横纵梁上,或采用点焊形式焊接。例图内包装顶板使用螺栓与框架连接,但将支撑梁设计在顶板上方,且增设了小型吊耳(方便拆卸所用),在装船阶段,铁箱相互堆码的现象较为普遍,为保证顶板受力均匀,因此不建议采用该种形式,建议将支撑梁安置于顶板下方,并取消吊耳。

2.3.2II类铁箱

(1)底盘。由于底盘是承载结构,因此要求II类铁箱的底盘需拥有框架结构,为设备提供足够的支撑力,同时,因该类铁箱包装一般无法安装吊耳,因此要求该类铁箱底部设计衬垫结构,方便吊车作业。(2)外框架。该类铁箱的外框架结构一般使用角钢的两面连接外板,一般采取焊接形式连接,要求外框架的强度能保证同类货物相互堆码3层。(3)外板。为了保证包装基本的防护能力,因此要求II类铁箱外板使用标准型钢材,厚度不得小于3mm,建议使用整块钢板制作,如中间有分隔,应设计加强筋(一般扁钢材质即可),焊接方式可选用高密度点焊或全焊。

2.4包装设计优化

2.4.1II类铁箱填充度

结构类小件(如:连接片、螺栓等),因此要求II类铁箱的填充度不得低于95%,因该类包装整体支撑能力较差,在堆码阶段,如铁箱内留有大量的空间,将导致在堆码过程中箱顶塌陷,因此特别对II类铁箱的填充度做出明确要求。

2.4.2II类铁箱应满足的作业需求

II类铁箱由于体积较小,在装船阶段可能被放置于某些特定舱位,因此要求该类铁箱既具有吊车作业能力,又具有方便叉车作业的能力。

参考文献

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作者:洪量 侯宇 单翔春 杨智 王旭 高峰 单位:中国船舶重工集团公司第七〇三研究所 哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司

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