鶴管是石化行業流體裝卸過程中的專用設備, 又稱流體裝卸臂。它采用旋轉接頭與剛性管道及彎頭連接起來, 一端與地面有關相連的油管固定連接, 另一端與罐車活動連接或者直接由罐頂入口插入罐車內, 以實現火車、汽車槽車與棧橋儲運管線之間傳輸液體介質的活動設備, 取代了老式的充裝軟管連接。和老式軟管相比較, 鶴管具有使用壽命長、檢驗周期短、操作強度低、可維修耐負壓能力強、故障突發率低等優點, 具有很高的安全性, 是收發油料工藝中一種理想的專用設備, 也可廣泛用于化學工業及其他行業收發各類液體原料[1]。

某煉化公司儲運廠火車裝車車間10線、11線使用的鶴管為氣動小鶴管, 由3節不同內徑的輸油管套接而成, 鶴管由提升器升起和落下, 提升器一端連接繞線輪, 另一端固定在與第3節鶴管螺紋連接的分油頭上。裝車時, 繞線輪放長繩索, 輸油管的自重使鶴管伸長到火車罐罐底, 通過分油頭將油注入罐里, 通過分油頭的緩沖, 減少了可燃氣體的產生, 從而保證了安全生產。平時不用裝車時, 由提升器將各輸油管套接在一起, 拉起鶴管, 避免了鶴管的滴漏現象, 減少了油耗。

然而在生產作業中, 一些問題反復出現。在成品油裝車時, 存在鶴管沒有完全收起脫離火車罐體時, 火車就開動的情況。第3節輸油管磕碰變形, 導致鶴管卡澀無法正常收放, 同時磕碰容易使提升器斷裂, 分油頭與第3節輸油管連接處的的螺紋變形, 使之失效, 最終導致分油頭歪斜甚至脫落[2]。一旦分油頭掉入火車罐底, 不僅很難取出, 同時也污染了成品油, 帶入雜質。

對于該類故障的修復方法, 只能是將鶴管拆卸下來外委修理。這種處理方法, 不僅在拆卸過程中, 作業人員要站在高處, 存在一定的安全風險, 火車場火車裝車車間共計48套小鶴管, 每年需進行變形修復約10套, 共計9.8萬元, 耗費人力物力。

原始故障修復方法存在3個問題:

(1) 外委修復變形鶴管費用較高; (2) 分油頭與第3節輸油管管口連接處的螺紋易損壞, 從而產生分油頭的松動和脫落, 一旦掉落火車儲油罐, 取出困難, 污染成品油, 影響產品質量; (3) 鶴管上方無合適吊梁, 檢修作業施工困難[3]。

鶴管變形專修工具的外部為圓形底板和3根支撐筋構成的直徑較第3節鶴管外徑稍大的圓柱形框架, 內部為有錐度的頂壓頭、定位塊和連接管。3根支撐筋的結構穩固可靠, 同時滿足固定第3節鶴管的要求。材料選用45#鋼, 該型號鋼據有良好的加工性能和多方位的處理工藝, 能夠起到良好的起到支撐固定鶴管的作用, 鶴管變形專修工具見圖1。

擠壓頭材料選用40Cr, 調制處理使之硬度在230~300 HB。40Cr價格適中, 加工容易, 經適當的熱處理以后可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性。擠壓頭外徑與插入第3節鶴管內徑相符, 并帶有適當的錐度, 方便從內部插入變形鶴管, 實現對鶴管進行擠壓修復, 使之恢復原狀, 連接管也選用45#鋼, 見圖2。

專修工具使用方法:將變形的第3節輸油管放在圓柱體框架內固定好, 在變形輸油管內用適當口徑活塞式頂壓頭進行頂壓, 通過千斤頂推動頂壓頭前進, 實現在頂壓頭前進的過程中將管壁凹陷處向外頂開, 將缸體變形逐步校正。前進一定行程便加上連接管, 增大千斤頂的行程, 從而完成整根輸油管的修復[4,5]。

當鶴管底部磕碰變形時, 螺紋失效, 分油頭易歪斜甚至脫落。螺紋連接有制造、使用都簡單, 聯接可靠、使用方便、通用性好、可重復裝拆使用等優點, 但是承壓較低, 螺紋處容易腐爛。由于工況決定分油頭和鶴管連接要有一定的抗變形能力。針對這種現象, 對分油頭與輸油管連接處進行改造。將銅質分油頭和第3節鶴管口連接處損壞的螺紋車削掉, 在圓周上徑向鉆3個孔幷攻絲, 用螺釘將分油頭固定在輸油管底部。

在生產實踐中, 改造后的分油頭相比改造前的使用時間較長, 但仍然沒有達到預期效果, 有待進一步提高。對方案原始提出二次改進措施:增加頂絲的數量, 以此增強連接處的強度;或改變分油頭材質, 增加其強度, 在磕碰不可避免的情況下, 減少分油頭的損傷;對提升器的繩索進行改造, 增大繩索直徑以增加繩索的承重強度, 或使用強度更高的材料, 以此增加提升器的抗拉強度;與裝置溝通, 減少鶴管未完全提升到位, 就開動火車的情況的發生, 從根本上杜絕磕碰的發生。

對氣動小鶴管的常見故障提出了相應的解決方案并制作了專修工具, 成功地解決了管壁變形凹陷卡澀無法收放及管口連接處的螺紋損壞產生松動的問題。但方案仍有不足之處, 如吊裝架容易搖晃等問題, 需要在今后的實際應用過程中逐漸的完善和改進。