汽車和火車油罐車頂部裝車鶴管密封型種類分析
汽車和火車油罐車頂部頂部裝車鶴管密封型種類分析，分析了目前國內汽車和火車油罐車頂部裝車密封的現(xiàn)狀，以及油罐車頂部裝車鶴管密封帽裝置的型式及其優(yōu)缺點，提出了采用鎖緊式密封帽裝置能夠滿足油氣排放的標準，能夠極大改善現(xiàn)場付油作業(yè)環(huán)境及作業(yè)安全，為后端的油氣回收裝置提供了保障。
鶴管是付油過程的重要設備，頂部裝車鶴管密封帽裝置關系到裝車過程的密閉效果，也決定著油氣回收系統(tǒng)的運行效果及回收率等重要指標。隨著國內環(huán)保形勢的嚴峻，減排的要求越來越嚴格，相應的無組織排放將要求增設氣體回收系統(tǒng)。而鶴管密封帽裝置作為氣體回收系統(tǒng)的關鍵部分，凸顯其重要性。
1國內頂部裝車鶴管現(xiàn)狀
1.1頂部裝車鶴管型式
目前國內的頂部裝車鶴管主要有旋臂式和桁架式，旋臂式頂部裝車鶴管見圖1,主要應用于火車、汽車裝車；桁架式頂部裝車鶴管見圖2,主要應用于火車裝車。
1.2頂部裝車鶴管的密封型式
頂部裝車鶴管由鶴管本體和密封帽裝置組成。目前密封帽裝置的型式主要有以下幾種。
圖1旋臂式頂部裝車鶴管
圖2桁架式頂部裝車鶴管
1.2.1平面密封
該密封型式是利用插入鶴管時的重力壓緊進行密封或利用壓緊氣缸進行壓緊密封。該密封型式的優(yōu)點是結構簡單，主要由壓緊氣缸、密封平蓋板等組成，但由于鐵路槽罐車型號不同，車口尺寸不同，該密封型式會受到人孔蓋鉸軸等附件的阻礙而無法密封。另外重車/空車時罐車自身高度變化對密封影響較大，平蓋板密封面受力不均也會導致密封不嚴，油氣溢出。平面密封見圖3。
1.2.2錐形密封
錐形密封見圖4。該密封型式的優(yōu)點是適用罐口的范圍寬，并可以使用氣缸輔助壓緊，密封性較好。但該密封型式沒有考慮到不同類型的槽車罐口存在的形狀公差，普遍存在接觸不嚴的問題，同時該密封型式也沒有解決重車/空車時罐車自身高度變化、液體高速流動產生的低液位時鶴管晃動、高液位時鶴管上下竄動等各種外力對密封面的干擾，在使用中很容易使油氣溢出，惡化作業(yè)環(huán)境及安全，且橡膠容易老化破損，影響密封使用壽命。
1.2.3氣囊式密封
該密封型式在密封集氣帽上蓋的背面安裝有氣囊支承筒，垂管位于氣囊支承筒內，在氣囊支承筒的外壁安裝有環(huán)形氣囊，見圖5。該密封型式不僅重量輕，密封效果也較好，而且使用方便，有一定的市場應用。但該密封型式也沒有解決重車/空車時罐車自身高度變化、液體高速流動產生的低液位時鶴管晃動、高液位時鶴管上下竄動等各種外力對密封面的干擾，使氣囊容易破損、老化，嚴重影響密封的使用壽命。
1.2.4磁力密封
上裝磁力密封見圖6。該密封型式是利用磁力吸住槽罐車口，實現(xiàn)密封帽裝置與槽車罐口緊密接觸的目的。但在操作的過程中，因沒有考慮現(xiàn)場槽罐車口材質和形狀，致使磁力難以抵消裝車過程中的外力，導致密封效果差，氣體容易逸出。
1.2.5有密封
該密封型式是根據(jù)罐口尺寸特定設計加工而成，密封性雖然較好，但適用罐口范圍窄，需對汽車槽罐車口進行改造。由于社會車輛復雜，罐口尺寸千差萬別，造成改造難度較大，工期也較長，難以大范圍推廣，見圖7。
1.2.6頂部裝車鶴管鎖緊式密封
該密封型式為中國石化青島安全工程研究院的利產品，產品的結構原理如圖8,密封帽裝置主要包括鎖舌機構、蓋板及鎖緊氣缸等組件，以槽罐車口凸緣作為密封面，在垂管軸上安裝有獨特的鎖舌機構，在氣缸的作用下鎖緊舌塊伸出鎖住罐口下沿，使密封面鎖緊。
該密封型式的特點：
①在壓縮空氣的作用下，獨特的氣缸、鎖舌機構既保證了密封的鎖緊力，又保證了在低液位時液體高速流動不會造成鶴管晃動、高液位時鶴管不會上下竄動，避免了各種外力對密封面的干擾，實現(xiàn)了槽車罐體與頂部裝車鶴管的完整鎖位；
②裝車時，密封帽裝置能夠隨罐車自身高度變化調整，有效解決了現(xiàn)有密封型式不能根據(jù)罐車自身高度變化調整壓緊力的技術難題；
③特制的密封橡膠墊能夠適用不同車口尺寸，能夠有效補償車口的不平整誤差，保證密封性能達到排放標準的要求。
鎖緊式密封產品分為汽車型(圖9)、火車型(圖10)及火車桁架型(圖11),在現(xiàn)場實際應用中密封性能優(yōu)異，泄漏檢測值在0.006%(體積分數(shù)),遠低于GB20950-2007《儲油庫大氣污染物排放標準》規(guī)定油氣密閉收集系統(tǒng)任何泄漏點排放的油氣體積分數(shù)不超過0.05%的要求，一方面為客戶提高了油氣回收效率，另一方面極大地改善了裝車作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，也避免了油氣積聚帶來的危險，在中國石化行業(yè)應用廣受好評。
2現(xiàn)有頂部裝車鶴管密封型式性能比較
對現(xiàn)有頂部裝車鶴管密封型式從壓緊方式、密封面型式、密封性能、罐口的適應性等方面進行比較(見表1),可以看出現(xiàn)使用的頂部裝車鶴管密封型式大部分存在密封不嚴的狀況，根據(jù)現(xiàn)場檢測，現(xiàn)有密裝置的泄漏值在0.006%,密封性能遠高于其他密封帽裝置裝車的泄漏值在5%～67%,而鎖緊式密封封裝置。
表1現(xiàn)有頂部裝車鶴管密封型式性能比較
密封型式 壓緊方式 密封面 密封性能 缺點 罐車的適應性
錐形帽密封 自重或氣缸壓緊 罐車口內沿 較差 密封不能隨槽罐車沉降調節(jié) 適用范圍較寬
平面密封 自重或氣缸壓緊 罐車口凸緣 差 密封不能隨槽罐車沉降調節(jié) 適用范圍小
氣囊密封 充氣膨脹 罐車口內壁 一般 氣囊老化、易破裂損壞 適用范圍較寬
磁力密封 磁力 罐車口凸緣 差 壓緊力不足 適用范圍小
有密封 快開接頭 特制密封面 好 投資高，改動大 適用范圍小
鎖緊式密封 氣缸鎖舌機構 罐車口凸緣 好 結構較復雜 適用范圍寬
選擇何種密封型式能夠保證頂部裝車的密閉性將成為各企業(yè)考慮的要條件，氣缸鎖舌鎖緊式密封帽裝置以其獨特的設計理念，完美的密封性，可能會成為市場的選。不僅能夠消除現(xiàn)場裝車作業(yè)環(huán)境污染及安全問題，而且能夠給企業(yè)回收大量的油氣資源，使企業(yè)經濟效益及社會效益雙豐收。
