鹤管是石化储运行业对流体装卸臂的旧称,正式名称是陆用流体装卸臂或流体装卸臂。它安装在装车栈桥或装卸平台上,用来连接地面储运管线和汽车槽车、火车槽车、船舶等运输工具,完成液体或液化气体的装卸。与老式橡胶软管相比,鹤管用刚性管道加旋转接头代替软管,密封更可靠,使用寿命更长,也便于配套油气回收和安全保护装置。
鹤管的工作原理
鹤管的工作原理可以概括为:多组旋转接头让臂体在三维空间内自由转动,平衡机构抵消臂体自重,刚性管道形成密闭输送通道,从而把介质从储运管线送入槽车,或从槽车卸出。
具体来说,车载罐口的位置不会每次都完全一致,鹤管通过立柱、内臂、外臂和垂管上的多个旋转关节,实现水平回转和上下俯仰,把末端垂管对准罐口。旋转接头一边转动一边保持密封,介质经过立柱内部通道、各节臂体和旋转接头,最后从垂管流入或流出槽车。平衡装置使臂体在操作时“抬手就动、松手即停”,单人即可完成对位和归位。
结构组成
一套典型的陆用流体装卸臂主要由以下部分组成:
- 立柱:固定在装卸平台上,起支撑作用,承受臂体展开时的翻转力矩。
- 内臂、外臂和外伸臂:臂体运动的基本构成,同时作为介质输送通道。外伸臂负责把介质送入罐车。
- 旋转接头:鹤管的关键活动部件,实现多角度转动并保持密封。
- 平衡机构:常见形式有配重、弹簧缸、气缸、扭簧、压簧等,用于平衡垂管和外臂的重力矩,降低操作阻力。
- 垂管及接车部件:末端与槽车罐口连接,可配法兰、快速接头或密闭装车接口。
- 安全与控制附件:可包括导静电装置、防溢报警、紧急脱离装置、气动或电液控制系统等。
旋转接头的作用
旋转接头是鹤管最核心的部件,相当于设备的“活动关节”。公开资料显示,旋转接头多采用不锈钢或合金钢制造,内部采用复式滚道结构,能够承受较大的轴向和径向力矩负荷;密封件常用增强聚四氟乙烯(PTFE)等耐磨、耐腐蚀材料,密封面经抛光处理。这样设计的目的,是让接头在反复转动时仍能保持密封,避免介质泄漏。
没有旋转接头,刚性管道就无法灵活对准不同位置的槽车;旋转接头密封不可靠,则会在装卸过程中出现渗漏。因此,旋转接头的转动灵活性和密封性能,是判断鹤管质量的重要方面。
液体装卸全过程
以常见的汽车槽车顶部装车为例,作业过程大致如下:
- 槽车停靠到位,完成静电接地,确认车辆和介质信息。
- 操作人员通过手柄移动鹤管臂体,利用旋转接头调整角度,将垂管对准罐口并插入或锁紧。
- 密闭装车时,同时连接气相回收管路,使罐内压力平衡,减少油气挥发。
- 启动泵或打开阀门,介质经储运管线、鹤管臂体和垂管进入槽车。
- 装车过程中通过流量计、防溢报警等装置监控液位和作业状态。
- 达到装车量后停泵、关闭阀门,断开垂管与罐口的连接。
- 将鹤管臂体复位并固定,部分弹簧平衡鹤管建议作业后把升降臂恢复到约60度位置,使平衡器处于放松状态。
卸车过程方向相反:鹤管与槽车连接后,通过泵或压力差将槽车内的液体经鹤管送入储罐或工艺管线。液化气体等介质还需要气相管配合平衡压力,防止气阻。
规格范围与常见型式
鹤管没有统一的“标准规格表”,口径和臂长通常按装卸流量、槽车类型和现场布置确定。以公开的汽车鹤管资料为例,常见公称口径包括DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200,公称压力有PN1.6兆帕等级,工作半径常见1400毫米和2600毫米等规格。这些数字来自具体产品资料,不同厂家的实际参数会有差异,选型时应以厂家技术资料和现场工艺条件为准。
按装卸位置,鹤管分为顶部装卸和底部装卸两类;按结构可分为单管和双管,双管常用于需要气相回流的密闭装卸;按用途还可分为汽车鹤管、火车鹤管、船用装卸臂等。
执行标准与安全要求
公开资料中,陆用流体装卸臂常提到执行HG/T 21608标准,属于压力管道类特种设备,需按《压力管道监督检验规则》进行制造监检和耐压试验。也有资料提到产品符合GB 50074《石油库设计规范》的相关要求。需要说明的是,关于鹤管是否属于特种设备,不同资料表述并不一致,实际项目中应以当地市场监管部门和设计文件的要求为准,不宜简单下结论。
安全附件方面,常见配置包括导静电装置、防溢报警、紧急脱离装置和真空短路装置等。对于易燃易爆介质,静电接地和密闭装卸是作业中的基本要求。
常见材质
鹤管的管道和部件材质需要根据介质特性选择。公开资料中常见的材质包括:
- 碳钢:用于一般石油产品等常规介质。
- 不锈钢:用于腐蚀性介质或对洁净度有要求的场合。
- 铝合金:部分旋转接头或臂体部件会采用。
- 衬塑或衬聚四氟乙烯(PTFE):用于强酸、强碱等强腐蚀介质。
- 低温钢:用于液化天然气等低温介质。
密封材料常见丁腈橡胶、氟橡胶和聚四氟乙烯等,选型时需与输送介质相容。
主要应用领域
鹤管主要用于石油、化工、仓储和港口等领域的液体装卸,适用介质包括原油、汽油、煤油、柴油、石脑油、液态沥青等石油产品,液化石油气、液化天然气,强酸、强碱及其他液态化工产品,也可用于食用油、水等流体。汽车槽车、铁路罐车和船舶装卸是典型场景。
总体来看,鹤管的工作原理并不复杂:旋转接头提供灵活转动,平衡机构降低操作强度,刚性管道保证密闭输送。实际选型和使用时,真正需要关注的是介质相容性、密封可靠性、安全附件配置以及是否符合相关标准和现场管理要求。