鹤管的作用是什么?石油化工液体装卸设备功能及工作原理详解配图

鹤管是石油化工液体装卸环节的专用设备,正式名称是流体装卸臂,旧称鹤管。它把地面栈桥的储运管线与汽车槽车、火车槽车连接起来,在两者之间输送液体介质,同时用刚性管道加旋转接头替代传统的软管连接。名字来自它的外形和动作方式:像鹤颈一样可以伸缩、回转、升降。

鹤管起什么作用

鹤管的核心作用可以概括为连接、输送和安全操作三件事。

连接方面,它解决的是栈桥固定管线与位置不固定的槽车之间的对接问题。槽车停靠位置有偏差,鹤管的旋转接头和伸缩臂能覆盖一定范围,让垂管对准罐口或底部接口。

输送方面,它承担原油、汽油、柴油、润滑油等石油产品,以及浓硫酸、液化天然气、液化石油气、沥青、二硫化碳等化工介质的装卸任务。相比老式软管,鹤管采用硬连接,耐压能力、承载能力和耐腐蚀性更好,也减少了软管老化、爆管带来的泄漏风险。

安全操作方面,鹤管可配密闭装车、气相回收、液位报警、静电接地、紧急脱离(拉断阀)等附件。密闭装车鹤管在普通装车鹤管基础上增加密封盖和回气管线,把装卸过程中产生的油气集中处理,降低外泄风险。这一点在《石油炼制工业污染物排放标准》实施后受到更多重视。

工作原理与主要结构

鹤管由固定机构、回转机构(旋转接头)、刚性管道和弯头、操作机构、平衡机构以及垂管等部分组成。旋转接头是实现三维运动的关键部件,内装轴承和密封件,让各段臂管能相对转动;平衡机构用配重、弹簧缸或扭簧等平衡外臂和垂管的重力,使操作人员用较小的力就能完成对位。

作业时,操作人员牵引鹤管,通过水平回转和升降动作把垂管送入槽车罐口(上方装卸),或连接槽车底部法兰、快速接头(下方装卸),介质经液相管输入或输出。密闭装车型还通过气相管把罐内气体导回处理系统。作业完成后,鹤管复位到停靠位置,平衡器处于放松状态,以延长部件寿命。

常见分类

  • 按装卸位置:上方装卸(顶部装车)和下方装卸(底部装车)。顶部型有单管、双管结构;底部型适配法兰或快速接头联接。
  • 按应用场景:汽车装卸鹤管、火车装卸鹤管、飞机装卸鹤管、桶装鹤管等。
  • 按结构形式:单管鹤管(单一介质)和双管鹤管(可同时装卸两种介质或实现气相回收)。
  • 按操作方式:手动、气动、电动等。
  • 按介质和工况:密闭装车鹤管、重油装车鹤管、低温鹤管、衬塑鹤管、伴热鹤管等。

规格范围

公开资料中的常见口径为DN50、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200等,部分厂家标准设计为DN50、DN80、DN100,其他规格按需设计制造。公称压力常见PN1.6 MPa一档,也有资料给出PN0.6~PN6.0 MPa的设计压力范围;设计温度范围有-196℃~200℃、-196℃~250℃等不同表述,具体应以设备铭牌和厂家技术文件为准。汽车鹤管的工作半径常见1400 mm、2600 mm,水平回转0~360°,升降角度约-5°~60°。需要说明的是,这些数字来自不同厂家和百科资料,不是统一强制值,选型时应按实际工况核对。

执行标准

鹤管常被提及的执行标准是HG/T 21608(不同资料写作HG/T 21608-96或HG/T 21608),属于化工行业装卸臂相关标准,制造和检验常按此进行。产品设计还会参照GB 50074《石油库设计规范》。由于鹤管属于压力管道类特种设备,需按压力管道监督检验的相关规则接受检验,例如年度耐压试验。鹤管拉断阀等安全附件则涉及GB 50058、ISO 14313等标准。具体项目应执行的标准版本,应以设计文件和当地监管要求为准。

常见材质牌号

管道本体材料常见碳钢、不锈钢、铝合金、低温钢、玻璃钢以及内衬聚四氟乙烯(衬塑)等。资料中提到的具体牌号包括16MnDR低温钢、304不锈钢、316L不锈钢等;密封件常用耐油丁腈橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯(PTFE),部分旋转接头密封采用PTFE增强聚四氟材料并内嵌不锈钢骨架。材质选择主要看介质腐蚀性、温度区间和是否需要伴热,不能一概而论。

主要应用领域

鹤管主要用于石油、化工行业的流体储运装卸系统,覆盖油库、炼厂、化工厂、码头等场景。按介质分,包括原油、成品油、液化气、液氨、强酸强碱、沥青、熔融硫磺等;按作业对象分,包括公路油罐车、铁路油槽车、船舶和飞机装卸。码头装船、装车以及桶装作业都能找到对应的鹤管型式。

信息边界说明

本文整理的是公开资料中的通用情况。不同厂家在口径、压力温度范围、材质牌号和附件配置上差异较大,部分参数(如设计温度上限)在不同资料中并不一致,无法给出统一结论。采购或设计选型时,应以具体项目的介质特性、工况参数和现行标准为准。