什么是鹤管设备?结构组成、工作原理及主要用途全面解析配图

鹤管是石化储运行业对“流体装卸臂”的俗称,正式名称是陆用流体装卸臂或装卸油鹤管。它安装在装车栈桥或装卸平台上,一头接储运管线,另一头接汽车槽车、火车罐车或船舶,用来在两者之间输送液体或液化气体。它替代的是过去常用的橡胶软管,目的是让装卸过程更密封、更安全,操作也更省力。

结构组成

鹤管的基本思路是用刚性管道加旋转接头,拼出一条能多角度活动的管路。常见部件包括:

  • 立柱: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:构成介质输送通道,外伸臂负责把介质送入罐车。
  • 旋转接头:设备的关键活动部件,多采用不锈钢或合金钢制造,内装复列球轴承,密封件常用增强聚四氟乙烯(PTFE)等材料,做到转动灵活的同时不泄漏。
  • 平衡装置:有弹簧缸、配重、扭簧、压簧等形式,用来抵消臂体自重,使操作者用很小的力就能移动臂体,松手后能在一定范围内停稳。
  • 接车部件:法兰、快速接头等,用于和罐车接口对接。
  • 可选附件:气动或电液控制系统、防溢报警、静电导除、气相回收管线、密封盖等。

按装卸位置,鹤管分顶部装卸和底部装卸两类;按结构分单管和双管;按服务对象分汽车鹤管、火车鹤管、船用装卸臂等。

工作原理

鹤管的工作过程可以拆成三步。第一步是对位:操作人员推动臂体,依靠旋转接头实现水平回转和上下俯仰,把垂管或接车接头送到罐车接口位置。第二步是输送:液相介质从储运管线经内臂、外臂、垂管进入罐车;密闭型鹤管还配有气相管,把罐内油气引回处理系统。第三步是复位:作业结束后把臂体推回栈桥一侧,升降臂抬到约60度位置,让平衡器处于放松状态。

旋转接头是整个过程的核心。它要在承受轴向、径向力矩的同时保持密封,所以对加工精度和密封材料要求较高。平衡机构则决定了操作是否省力,也是鹤管区别于普通管道的地方。

主要用途与适用介质

鹤管主要用于石油、化工、仓储、港口等场景的槽车装卸作业。可输送的介质范围较广,公开资料中提到的包括:

  • 石油产品:原油、汽油、煤油、柴油、石脑油、液态沥青、重油、润滑油等;
  • 液化气体:液化石油气、液化天然气;
  • 化工品:强酸、强碱及其他液态化工产品;
  • 其他:食用油、水、水煤浆等。

不同介质对材质和密封件的要求差别很大,选型时需要按介质特性确定管道材质、密封材料和是否加伴热、衬里。

规格范围

公开的汽车鹤管产品资料中,常见公称口径为DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200,公称压力多为1.6 MPa,工作半径常见1400 mm和2600 mm两种,水平回转0至360度,升降角度约-5至60度。这些数字来自具体产品样本,不同厂家、不同型号会有差异,实际选型应以厂家技术资料和工况计算为准。

压力与温度方面,有资料给出的适用范围为设计压力-0.06 MPa至+10 MPa、温度-196℃至+250℃,也有资料给出-0.08 MPa至4.0 MPa的区间。两者口径不完全一致,说明不同结构、不同用途的鹤管差别较大,不宜用一个范围概括所有产品。

执行标准

可查证的公开信息提到,陆用流体装卸臂执行HG/T21608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》进行制造监检和年度耐压试验。另有资料提到产品符合GB 50074《石油库设计规范》的相关要求。涉及具体项目时,还应核对设计文件指定的标准版本和监检要求。

常见材质牌号

鹤管的管道材质通常根据介质腐蚀性和温度选择,公开资料中提到的有碳钢、不锈钢、低温钢、铝合金,以及内衬聚四氟乙烯(PTFE)的碳钢管。旋转接头多用不锈钢、合金钢或锻钢、铝合金制造;密封件常见PTFE、增强PTFE、耐油丁腈橡胶、氟橡胶等。需要说明的是,公开资料大多只写到材质类别,没有给出统一的钢号牌号清单,具体牌号需按设计条件和厂家资料确定。

选型时值得注意的几点

一是先确定介质和工况,再定材质与密封形式,腐蚀性介质、低温介质、高黏度介质的要求完全不同。二是确认装卸位置是顶部还是底部,接口形式是法兰还是快速接头。三是明确是否需要密闭回收、防溢报警、静电导除等安全配置。四是鹤管属于特种设备管理范畴,制造监检、安装和定期检验的合规要求不能忽略。