浅议冷藏冷藏集装箱设计特点及优化

论文导读：
1 箱体材料

1.1 外侧板

冷藏集装箱外侧板一般采用铁素体不锈钢、镀锌板和镀铝镁板等材料。镀锌板和镀铝镁板的成本低于铁素体不锈钢，并且具有一定防腐性能和结构强度，使用较为广泛。此类材质的外侧板通常采用钨极惰性气体保护焊的方式拼接而成，压有浅波筋，成型较为美观；但是，由于存在焊接内应力，外侧板与上下侧梁焊接后会产生凹凸不平之处，涂装高光漆或哑光漆后较为明显。
外侧板也可由铝板或其他薄金属板通过铆接而成。机器铆接的质量较手工铆接的质量稳定，但成本较高。铝制集装箱外形美观，质量较轻，但制造要求较高，且破损后修补效果逊于钢制集装箱；因此，目前铝板在海运冷藏集装箱中的应用较少。
玻璃钢板等非金属板材也可作为外侧板材料。其优点是外观平整，有利于涂装箱体广告；缺点是玻璃钢板发泡后泡体与玻璃钢板之间会产生小气泡，玻璃钢板与发泡物发生化学反应后也会产生小气泡，这些小气泡经暴晒后不断膨胀，导致泡体与玻璃钢板剥离。为此，可将金属板或胶合板与玻璃钢板制成整体后进行发泡，避免因玻璃钢板与发泡物发生化学反应而产生气泡，从而减少剥离现象。

1.2 外顶板

冷藏集装箱外顶板一般由铁素体不锈钢板沿长度方向压制筋槽后拼焊而成，并与顶梁碰焊后再进行发泡。在传统工艺下，20英尺箱的外顶板通常由5块筋槽板组成，40英尺箱的外顶板通常由10块筋槽板组成；筋槽板之间的拼焊焊道与筋槽平行，并与箱体长度方向垂直，20英尺箱和40英尺箱的焊道总长度分别为和。为提高生产能力，可将外顶板沿箱体长度方向分成左右2块，并通过搭界滚焊连接，从而减少切边工序，并确保拼焊焊缝对齐。在此工艺下，外顶板筋槽与箱体长度方向一致，20英尺箱和40英尺箱的焊道总长度分别为和。

1.3 内侧板

冷藏集装箱内侧板通常由SUS304不锈钢、BN4不锈钢、铝板等金属材料通过焊接或铆接而成。此类材质内侧板的优点是强度较高，表面平整，便于清洁，板上的筋槽有利于通气，使箱内形成气流，便于冷媒传递，同时确保板面具有一定弹性，防止板面与泡体剥离；缺点是钢板破损后修补效果较差。
目前也有部分冷库集装箱采用预涂钢板作为内侧板。其优点是成本较低；缺点是表面油漆破损后需要及时修补，否则箱体内部会迅速锈蚀。
玻璃钢板等非金属板材质的内侧板具有质量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性能佳、隔热性能好、表面平整、便于清洁等优点，且破损后修补效果较好；其缺点是表面无筋槽，通气性能较差。美国克瑞复合材料公司生产的玻璃钢板凯斯板采用LumaShield专有技术，较一般的玻璃钢板具有更好的耐磨损、耐脏污、易清洁等特性。

1.4 组合板

组合板指集外板、内板和保温层为一体的保温板，通常采用蜂窝板，包括玻璃钢蜂窝板和铝蜂窝板等。蜂窝板具有抗高风压、保温、减震、强度高等优点，中空玻璃钢蜂窝板本身就具有一定的保温性能，可直接用于保温要求较低的箱体，无需额外的保温层。德国威海克复合材料有限公司生产的魔晶板是由聚丙烯和玻璃纤维组成的热塑性夹心板材，加工工艺简单，常用于特种冷藏集装箱和厢式冷藏车。比利时Acrosoma公司生产的3D板的内外板均采用类似于玻璃钢板的非金属板，内外板之间通过夹丝连接，其整体强度高于一般的三明治发泡板和蜂窝板，可用于生产冷藏集装箱的侧板、顶板、门板。

1.5 高强度钢材在主要承载结构件中的应用

冷藏集装箱一般采用Corten钢，其性能参数接近于Q345钢，具有良好的焊接性能和耐腐蚀性能。随着集装箱逐步向轻质、重载的方向发展，高强度钢材开始广泛应用于集装箱制造领域。瑞典SSAB钢板有限公司生产的Domex系列高强度钢材的强度是普通钢材的1.5倍。高强度钢材的应用能够减轻集装箱自重，满足集装箱轻质、重载的发展要求，但其作用的充分发挥有赖于焊前焊后处理、焊丝材料选择等工艺，而非简单的材质替换。
2 结构设计

2.1 侧板和顶板

为保证侧板和顶板的强度符合要求，通常在侧板和顶板内分别布置侧柱和顶梁。侧柱和顶梁一般设计成“ ”形，其背面与外侧板碰焊，两边伸出部分既可提高强度，又可防止外侧板与发泡体剥离。就侧板而言，由于外板筋向发泡层内凹入，将侧板设计成带凹槽的“ ”形，并在外板筋处与侧柱碰焊，能够使碰焊点落在凹筋上（见图1），增强美观性；就侧柱而言，由于带有凹槽，其强度大幅提高，且功能不受影响。冷藏集装箱的侧柱、顶梁与论文导读：的摩擦力，方便箱门开关，可以将门槛设计为斜坡式，并将箱门中缝处设计为左右斜面式或台阶式。2.3箱内底板2.3.1带槽底板冷藏集装箱一般采用“T”形底板。“T”形底板具有一定强度，并且有利于冷媒传递，但在重载特别是局部重载的情况下容易导致“T”字头弯曲或局部倒伏。为满足重载情况下的使用要求，帽形底板应
侧板的连接处由于有较多的钢材堆积，导致热焓较高，热传导现象较为严重，箱体外表面容易产生结露现象。建议使侧柱、顶梁与侧板的间距保持在以上，并在顶梁与上侧梁的支撑之间塞入硬泡沫块，从而有效缓解箱体外表面的结露现象。

2.2 箱 门

2.1 门胶条

为确保冷藏集装箱具有良好的保温性能，通常对箱门周围及中缝采取胶条密封措施。标准冷藏集装箱的箱门间隙与普通集装箱相同，均为。冷藏集装箱的门框摘自：硕士论文开题报告www.7ctime.com
装有PVC隔热件，隔热件比门框高出，胶条的变形量一般控制在4～。在箱门关闭过程中，胶条与门框、PVC隔热件以及胶条与胶条之间产生较大的摩擦力，导致左右箱门平面之间存在4～的高度差。为此，建议缩小锁头与锁座的间距，将其控制在以内，或将左侧箱门锁座垫高，避免左侧箱门在右侧箱门关闭后向箱内移动，从而使左右箱门处于同一平面上，防止雨水和灰尘进入箱内。

2.2 门结构

冷藏集装箱的箱门主要为复合门或铝框门。复合门一般采用厚胶合板，内外面为铝板或钢板，其外形美观，整体强度较高，隔热效果较好，但制作工艺较为复杂，且成本较高；铝框门外形美观，成本较低，但在箱内温度较低的情况下箱门四周容易产生结露、结冰现象。为减少箱体内外的冷媒交换，可换用玻璃钢、PVC等材料制作箱门，从而增强箱体的热阻性能。

2.3 与箱门接触部分

为减小箱门胶条与门框和箱门中缝处的摩擦力，方便箱门开关，可以将门槛设计为斜坡式，并将箱门中缝处设计为左右斜面式或台阶式。

2.3 箱内底板

2.3.1 带槽底板

冷藏集装箱一般采用“T”形底板。“T”形底板具有一定强度，并且有利于冷媒传递，但在重载特别是局部重载的情况下容易导致“T”字头弯曲或局部倒伏。
为满足重载情况下的使用要求，帽形底板应运而生。帽形底板分为封闭型和开口型：前者在铝板上铺设方管，其优点是方管与货物接触，即使方管破损，也不影响底部保温层的保温效果；后者采用铝板条将“U”形槽连接成整体，发泡物充入“U”形槽内，其缺点是“U”形槽的上表面破损会直接影响保温效果。研究认为，封闭型帽形底板较开口型帽形底板更具优势。

2.3.2 平底板

底部有托盘或货架的冷藏集装箱通常采用反“T”形底板，即将“T”形底板的“T”字头放入发泡层内，箱内底板为平底板，从而有效提高箱内高度，方便小车进出，而且不影响箱内通风。
3 保温材料

3.1 聚氨酯

聚氨酯是冷藏集装箱常用的保温材料，目前主要采用HCFC-141b作为发泡剂，其保温性能较好，且操作方便，但对大气臭氧层具有破坏作用。新开发的HFC365发泡剂和环戊烷发泡剂的环保性能较好，但存在配套设备不完善、操作复杂、成本较高等问题，目前尚未推广使用。发达国家在不久的将来将禁止使用HCFC-141b发泡剂，因此，如何在有限的时间内推广使用HFC365发泡剂和环戊烷发泡剂已成为冷藏集装箱技术发展领域的新课题。

3.2 真空绝热板

真空绝热板的热导率为0.004 W/（m K），只有聚氨酯热导率的1/6，具有广阔的应用前景。目前真空绝热板主要应用于冰箱及小型冷库，在冷藏集装箱领域的应用并不广泛。要实现该保温材料的广泛应用，必须解决以下问题：一是降低生产成本；二是确保非真空状态下的保温性能及外形；三是完善操作工艺，在冷藏集装箱保温层内合理布置真空绝热板。
（编辑：张 敏 收稿日期：2012-07-19）