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2020-04-01 14:33
【深度】中国集装箱“水性化涂装”之路
全球集装箱市场保有量大约在3000万TEU,按年度5%的淘汰率测算,理论上每年平均有130-150万TEU的更新需求量。1993年,中国集装箱产量跃居世界第一,已连续26年稳居全球集装箱产销量首位,2019年中国占全球集装箱产量的96%。
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中国集装箱生产有六大发展趋势:国际市场总体保持平稳、内贸销售市场继续增长、专业市场需求持续放大、集装箱箱型更加多元化、绿色生产趋势更加明显、智能生产水平不断提升。
2017年4月1日,集装箱行业从溶剂型涂料转向水性涂料
中国集装箱行业协会于2016年为会员举办了《VOCs治理自律公约》的签字仪式,承诺到2017年4月1日,集装箱行业将从溶剂型涂料转向水性涂料。在本协议签署后,如果一家公司的集装箱仍然涂有溶剂涂料,那么每生产一个集装箱将被罚款800元。它的成员包括中国国际海运集装箱公司(CIMC),该公司在全球集装箱市场占有大约50%的份额。与另一家公司一起,他们在全世界拥有超过75%的份额。
这是中国第一个行业自律的承诺,给水性涂料在短时间内占领单一市场提供了很好的机会。水性涂料公司充分利用这一机遇,扩大了市场份额。集装箱涂料市场的发展带动了中国工业涂料市场的全面发展。水性和高固含量涂料在这两年中都得到了迅速的发展。
《中国集装箱行业协会绿色环保行动宣言》
2016年5月,中国集装箱行业协会在上海举办中国集装箱行业协会绿色环保行动发布会暨VOCs(挥发性有机物)治理自律公约签约仪式。
时任集装箱行业协会理事长、中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司CEO 兼总裁麦伯良宣读了《中国集装箱行业协会绿色环保行动宣言》,声明集装箱行业将主动配合国家环保新政,以行业自律公约方式,“共同承诺、共同行动”,统一推行新型水性环保涂料,确保全行业在2017年年底前实现VOCs大幅减排。
我国集装箱制造企业按使用溶剂型涂料换算的VOCs的总量,在全国各行业中排前10之内。而且这些企业绝大部分集中在珠三角、长三角、环渤海湾等东部沿海城市,一直是当地大气污染防治的重点对象。
早在10年前,部分涂料供应商和集装箱制造企业,已经着手新一代环保涂料,从源头上彻底解决VOCs排放问题。经过多年努力,以水性环保涂料取代溶剂型涂料,逐步成为行业共识。
但是,由于水性环保涂料在局部工序上存在工艺争议,行业没有统一的标准与操作规范,加上水性涂料的成本比溶剂型涂料高等实际因素,单个企业无法推动水性涂料在行业内普及使用。在“劣币驱动良币”机制下,行业整体在落实VOCs减排行动中,落入了“谁环保谁亏损,谁坚持谁关门”的两难境地。
随着国民经济与社会发展,国家对大气污染防治要求日趋重视,特别是新《大气污染防治法》实施之后,各地环保部门对VOCs限排标准再次修订提高,我国集装箱制造企业普遍面临违规的窘境。
2016年1月1日正式生效的新《大气污染防治法》,对VOCs限排做出明确要求,将我国集装箱生产过程中VOCs治理问题,推入减排行动的倒计时阶段。
环境形势日益严峻,环境标准不断加严,那么行业企业应该怎么做?
对此,中国集装箱行业协会征得全体会员同意,确定了本阶段集装箱行业绿色生产转型的3个基本原则:一是全行业一致行动,禁止溶剂型涂料,推行使用水性涂料;二是全行业一步到位,遵照相关法律对VOCs减排的要求,放弃过渡性方案,进行技术改造;三是统一签订《中国集装箱行业协会VOCs治理自律公约》,承诺自律守法,承担社会责任。
使用传统涂料喷涂的集装箱
使用传统涂料喷涂的集装箱为例,生产1个标准20英尺集装箱的涂料使用量为76公斤~100公斤,另含稀释剂10公斤~12公斤,总量为86公斤~112公斤,VOCs排放量为47公斤~69公斤;生产1个标准40英尺集装箱涂料使用量为140公斤~180公斤,另含稀释剂18公斤~21公斤,VOCs总量为158公斤~200公斤,VOCs排放量为86公斤~110公斤,占涂料及稀释剂用量约55%。
集装箱涂装行业将率先实现水性化
2017年4月1日,中国前四大集装箱企业将100%使用水性漆,意味着全国90%的集装箱将实现水性化,意味着中国制造转型升级过程中,集装箱涂装行业将率先实现水性化。
水性集装箱涂料的应用之路
为了控制集装箱行业VOCs排放,2016年3月21日,由中国集装箱协会牵头,四家龙头企业(总产量约占世界集装箱制造的90%左右)在上海签署一份行业自律公约,向社会隆重宣布主动承担企业责任,自主减排VOC,全面转向水性涂装工艺。从2016年7月1日开始,广东省的集装箱产业已经开始自发的转为水性涂装生产工艺。
政策方面,2016年7月1日,《广东省集装箱制造业挥发性有机物排放标准》正式开始实施,标准限定集装箱的VOCs最后要达到小于110g/m2的排放水平。另外,国家环保部准备出台《集装箱制造业挥发性有机物排放标准》。
东莞马士基是最早完成水性化改造的广东集装箱制造商,这家外资企业是世界第一大航运公司丹麦马士基集团的下属集装箱制造企业,也是水性涂装的领军企业,在2014年7月开始主线100%切换为水性涂装。目前其水性漆生产线的生产速度及质量都已经完全达到油性漆标准,累计已生产水性集装箱约28万TEU,节约VOC排放高达3633吨。
另外,广东省地区除了东莞马士基,还有5家集装箱制造商:深圳南方中集、惠州太平、惠州新华昌、广州东方国际、新会中集,现在开始逐渐改水了,之前一直都是油漆。其中除了新惠中集外,因其制造生产的集装箱为特种箱,对涂料性能有较高要求,目前改线还在计划中,其余四家均已完成生产线的改造,可以说:广东省集装箱的水性化改线最为彻底,5家大厂已经或即将具备适应各类水性漆生产的能力。
水性涂料和溶剂型涂料性能比较
集装箱涂料的整体性能主要是由涂料中的树脂决定的。水性集装箱涂料的性能要达到与溶剂型相同的层次,在技术上存在一定的困难,因为水性涂料与溶剂型涂料在成膜机理上的不同导致涂膜性能有所差异。
水性涂料的施工应用
水性涂料施工窗口较窄,涂料施工效果受稀释比例、温度、湿度等因素影响非常明显。水性涂料的烘干参数必须控制在规定的时间、温度、湿度范围之内。烘干温度过低,涂料中的水分残留在裸钢板表面时间过长,会出现闪锈;烘干温度过高,涂层表干过快,会出现开裂和起泡问题。另外,涂料的施工效果还与喷涂的压力、喷嘴的选择、喷枪的走速都有直接关联。
集装箱水性涂料探索之路
集装箱行业属于传统制造行业,技术门槛较低,盲目的生产扩张导致产能过剩,因此在激烈的市场竞争中,低成本策略成了集装箱行业争取市场的主要选择之一,单位了追求利润仅盯住低成本恐怕难有发展空间,因为钢材、涂料、木地板等材料成本比较占据了集装箱销售价格的90%以上。
中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司,也就是中集集团在全球集装箱制造行业处于领先地位,对VOCs治理进行了二十多年的努力。早在1992年,中集就开始了集装箱环保水性涂料的应用研究;2000年在全行业率先采取燃烧法消除VOCs;2003年中集成立了“水性漆研发项目组”,先后与包括国际知名涂料供应商在内的十多家单位合作;2007年首创以活性碳捕捉VOCs方法,实现了VOCs回收重用,有组织回收效率高达95%以上;2010年,中集下属工厂首试集装箱涂装线改造,实现批量生产集装箱。但由于种种原因,未能得到行业内多数客户认同,2013年该试验工厂被迫停产。
综合全行业之前的研发实践,水性涂料要全面替代油性涂料,存在两大难题:一是客户对水性涂料产品某些性能有较大争议;二是由于供应商各自研发水性涂料,导致客户面对各种产品标准和涂装规范,难以区别真假伪劣;集装箱制造工厂传统生产线改造也缺乏相对一致的工艺规范。
集装箱加工顺序
开卷-预处理-机加工-焊接-油漆-美妆。按国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)第104技术委员会的规定,集装箱应具备下列条件:
(1)能长期的反复使用,具有足够的强度。
(2)途中转运不用移动箱内货物,就可以直接换装。
(3)可以进行快速装卸,并可从一种运输工具直接方便地换装到另一种运输工具。
(4)便于货物的装满和卸空。
(5) 具有1立方米(即35.32立方英尺)或以上的容积。满足上述5个条件的大型装货容器才能称为集装箱。
集装箱种类很多,分类方法多种多样,有以下分类方法
按所装货物种类分
有干货集装箱(DRY CONTAINER)、散货集装箱(BULK CONTAINER)、液体货集装箱、冷藏箱集装箱,以及一些特种专用集装箱,如汽车集装箱、牧畜集装箱、兽皮集装箱等。
杂货集装箱是是最普通的集装箱,主要用于运输一般杂货,适合各种不需要调节温度的货物使用的集装箱,一般称通用集装箱。
散货集装箱是用以装载粉末、颗粒状货物等各种散装的货物的集装箱。
液体货集装箱是用以装载液体货物的集装箱。
冷藏集装箱是一种附有冷冻机设备,并在内壁敷设热传导率较低的材料,用以装载冷冻、保温、保鲜货物的集装箱。
汽车集装箱是一种专门设计用来装运汽车,并可分为两层装货的集装箱。
牲畜集装箱(PEN CONTAINER)是一种专门设计用来装运活"牲畜的集装箱,有通风设施,带有喂料和除粪装置。
兽皮集装箱是一种专门设计用来装运生皮等带汁渗漏性质的货物,有双层底,可存贮渗漏出来的液体的集装箱。
按制造材料分
制造材料是指集装箱主体部件(侧壁、端壁、箱顶等)材料,可分成三种:有钢制装箱、铝合金集装箱、玻璃钢集装箱,此外还有木集装箱、不锈钢集装箱等。
其中:钢制集装箱,用钢材造成,优点是强度大,结构牢,焊接性高,水密性好,价格低廉;缺点是重量大、防腐性差; 铝合金集装箱,用铝合金材料造成,优点是重量轻,外表美观,防腐蚀,弹性好,加工方便以及加工费、修理费低,使用年限长;缺点是造价高,焊接性能差;
玻璃钢集装箱,用玻璃钢材料造成,优点是强度大,刚性好,内容积大,隔热、防腐、耐化学性好,易清扫,修理简便;缺点是重量大,易老化,拧螺栓处强度降低。
按结构分
可分为三类,有固定式集装箱、折叠式集装箱、薄壳式集装箱。在固定式集装箱中还可分密闭集装箱、开顶集装箱(OPEN TOP CONTAINER)、板架集装箱等;折叠式集装箱,指集装箱的主要部件(侧壁、端壁和箱顶)能简单地折叠或分解,再次使用时可以方便的再组合起来;薄壳式集装箱,是把所有部件组成一个钢体,它的优点是重量轻,可以适应所发生的扭力而不会引起永久变形。
按总重分
有30吨集装箱、20吨集装箱、10吨集装箱、5吨集装箱、2.5吨集装箱等。
按规格尺寸分
国际上通常使用的干货柜(DRYCONTAINER)有:外尺寸为20英尺*8英尺*8英尺6吋,简称20尺货柜;外尺寸为40英尺*8英尺*8英尺6吋,简称40尺货柜;外尺寸为40英尺*8英尺*9英尺6吋,简称40尺高柜。
按用途分
有冷冻集装箱(REEFER CONTAINER),简写RF,挂衣集装箱(DRESS HANGER CONTAINER),开顶集装箱(OPEN TOP CONTAINER)简写OT,框架集装箱(FLAT RACK CONTAINER)简写FR,罐式集装箱(TANK CONTAINER)简写TK、冷藏集装箱、平台集装箱(PLATFORM CONTAINER)、通风集装箱(VENTILATED CONTAINER)、保温集装箱(INSULATED CONTAINER)。
开顶集装箱是用于装载玻璃板,钢制品,机械等重货,可以使用起重机从顶部装卸,开顶箱顶部可开启或无固定项面的集装箱。框架集装箱是以箱底面和四周金属框架构成的集装箱,适用于长大、超重、轻泡货物。罐装集装箱是由箱底面和罐体及四周框架构成的集装箱,适用于液体货物。
平台集装箱是专供装运超限货物的集装箱,有一个强度很大的底盘,在装运大件货物时,可同时使用几个平台集装箱。
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