近海集装箱设计和认证

近海集装箱设计和认证

1 近海集装箱简介

1.1 近海集装箱产生和发展的背景

近年来，在国际新形势下，世界石油需求不断增长，致使石油供应紧张。基于石油贸易的巨大利益，国际石油市场的投机性和垄断性也逐渐增强，油价一直在高位盘旋。由于内陆石油开采趋于饱和，油价不断攀升，很多技术领先的能源消费大国把目光聚焦在占地球表面积71%的浩瀚海洋上。随着海上石油和天然气开采活动的迅猛发展，服务于近海油气平台的近海集装箱应运而生。

1.2 近海集装箱的定义和分类

根据欧盟标准EN 12972的定义，近海集装箱是在开放海域的近海平台或者漂浮装置及船舶之间进行货物运输和吊装等操作并可重复使用的可移动单元。实践中，近海集装箱主要用于运输近海平台在作业过程中所需的各种零部件、构件和生活用品等，还可供危险作业环境下的工作人员居住。

近海集装箱的专用性很强，每种箱型均有其专门用途。根据用途的不同，近海集装箱可分为以下3类： （1）近海载货集装箱，包括封闭式普通货物集装箱（见图1）、开顶式篮子集装箱（见图2）、用于装运液体货物的罐式集装箱（见图3）、用于运输固体散货的干散货集装箱（见图4）、气瓶集束单元（见图5）以及用于运输垃圾和设备等的专用集装箱；（2）近海服务集装箱（见图6），主要用于满足特定工作环境要求和完成特定任务，通常作为临时设施使用，如实验室、工作间、发电机房和控制台等；（3）近海斗式垃圾集装

箱（见图7），主要用于载运和储存废弃物。

2 近海集装箱设计的特殊之处

2.1 结构特点

2.1.1 高度与长度和宽度的比例要求

近海集装箱在运输途中一般不堆码，其运输和吊装操作受天气和波浪的影响较大；因此，相关标准要求近海集装箱即使在箱体倾斜30?暗那榭鱿乱膊换岵喾簿褪撬担诮橹示鹊那榭鱿拢涮寮负沃行那阈？0?暗耐队暗悴坏贸鱿涮逋队胺段АU饩鸵笙涮宓母叨扔氤ざ群涂矶鹊牟罹嗖荒芴蟆P枰⒁獾氖牵行┨厥庥猛镜慕<跋洳辉诖肆校绱兄屑涓榧芎推恐Ъ艿慕<跋涞龋死嗉跋湓谠耸浜偷踝笆庇斜匾扇√厥夥绞剑悦夥⑸馔夂臀O铡？

2.1.2 耐低温冲击要求

由于很多近海平台的作业环境温度低于 20℃，加之开放式的吊装作业容易发生碰撞，相关标准规定近海集装箱必须满足以下要求：（1）设计温度不高于 20℃；（2）必要主结构的厚度不小于，次要主结构的厚度不小于；（3）厚度大于的结构必须通过低温冲击功试验。尤其是吊耳的选材需要特别注意：由于近海集装箱载荷计算所采用的安全系数是3，经过计算的吊耳厚度数值较大，这就意味着如果选材厚度大于，则选材所对应的材料标准要有 40℃的冲击功数值。常用选材有GB/T 1591?D2008《低合金高强度结构钢》规定的Q345E级以上材料和GB 712?D2011《船舶及海洋工程用结构钢》规定的EH36级以上材料等。此外，吊耳和角件还需要通过Type 3.2认证。

2.1.3 顶部保护要求

为防止货物与吊索具发生刮碰，挪威船级社2013年版《近海集装箱认证标准》新增顶部保护规定，对近海集装箱的顶部保护作出详细说明和量化要求，特别是开顶式近海集装箱必须增加硬顶或柔性顶盖，其中：硬顶表面必须防滑，并且任意?椎姆段Ь沙惺艿难沽Γ蝗嵝远ジ怯Φ蹦芄怀惺苁┘釉谥行那掖笮∥？.03??m??g（m为最大总质量）的载荷。为实现防滑功能，可以在箱顶油漆内掺入防滑沙，或者顶板采用带防滑纹的制成板。

2.2 吊耳设计和计算

关于吊耳的设计和计算，挪威船级社在其相关标准中给出以下2个经验计算公式，即

pt≥（1）

pc≥23.7?祝？）

式（1）和式（2）中：pt为剪切应力，N/mm2；pc为接触应力，N/mm2；F为经过计算的吊索载荷，N；d为吊耳孔中心与吊耳边缘的最小距离，mm； 为吊耳厚度，mm；D为螺栓孔直径，mm。式（1）用于确认吊耳孔边缘的强度合格，安全系数是3；式（2）用于确定2个同轴圆柱体（同轴度误差小于6%）在连接线上的最大压缩应力。需要注意的是：在吊耳孔外圈采用焊接圆环板来增加局部厚度的情况下，用式（1）计算剪切强度时，不能把圆环板的厚度代入公式，只能用吊耳板本身的厚度；用式（2）计算接触强度时，可以把板厚加上圆环板的厚度代入公式计算。此外，由于挪威船级社要求吊耳孔与卸扣销轴的间距小于销轴直径的6%，在设计吊耳时要注意孔直径公差应当通过机加工等精加工方式来实现。建议标注尺寸时采用对称公差，并考虑表面处理，例如镀锌和喷漆干膜厚度等。

2.3 标志设计

（1）边缘警示标志 为确保箱顶操作的安全性，箱顶边缘应当设置明显区别于箱体颜色的警示标志，而且警示色应当为2种或2种以上相互区别的颜色，例如宽度不小于的黑白相间的斑马色警示标志。如果是只有侧壁的开顶式近海集装箱，边缘警示标志可以只用1种颜色。

（2）最大起吊角度 为便于维护和更换吊索，铭牌上应当标注最大起吊角度。该角度指吊索与铅垂线的夹角，而不是与水平线的夹角。

（3）生产序列号 挪威船级社要求在箱体的显著部位用焊接的方法永久标记生产序列号，以便追溯设计参数和生产厂家。

3 近海集装箱认证

近海集装箱的认证过程与普通海运集装箱基本相同：首先审核图纸和技术资料，满足要求后进行样箱试验，通过后再进行生产试验。

3.1 技术资料审核

技术资料包括全套图纸（含铭牌和标志图纸）、结构强度计算（包括吊耳强度计算）书、技术规范（即部件说明和材料清单，包括表面处理方式等）、试验大纲（即试验项目和参数）、焊接工艺规程和焊接作业指导书等。技术资料审核通过后，由监检机构在资料上签字盖章。

3.2 样箱试验

（1）吊装试验 验证吊索和吊耳及连接附件在吊装操作过程中的整体强度和安全性，包括四点起吊试验和两点起吊试验。要求试验过程中记录弹性变形，试验结束后不得出现显著的永久变形。

（2）垂直冲击试验 验证集装箱落到地面或甲板上的安全性，包括跌落试验和降落试验，两者的区别是：跌落试验中，集装箱为自由落体；降落试验中，集装箱由吊索牵引降落。

（3）其他试验 当近海集装箱用作普通海运集装箱时，必须进行内部栓固、横向刚性、纵向刚性等试验。此外，监检机构或客户还可能提出某些特殊的试验项目，如30?扒阈笔匝椤⒛诓考釉厥匝椤⒉娌鄄婢偈匝楹投ゲ勘；こ性厥匝榈取？

3.3 生产试验

按照一定比例，随机挑选批量生产的集装箱进行四点起吊试验和耐候试验。四点起吊试验的试验过程和通过标准与样箱试验中的四点起吊试验一致。进行耐候试验时，在10个集装箱中抽取1个做避水试验，其他9个做漏光试验，由检验人员进入箱内，关闭箱门后观察箱内是否有漏光点。

（编辑：张敏 收稿日期：2015-04-20）