某油氣儲運站庫主要通過鐵路槽車完成凝析油等輕質(zhì)油品的充裝外銷任務，建有96套裝車鶴位，采用自動定位桁架鶴管系統(tǒng)，經(jīng)過棧橋?qū)嶋H裝車應用，自動定位桁架鶴管系統(tǒng)內(nèi)部伸縮管在升降過程中頻繁出現(xiàn)卡阻、鋼絲繩斷裂等問題，故障率較高，影響輕質(zhì)油裝車作業(yè)效率及安全。

凝析油火車罐車自動定位桁架鶴管系統(tǒng)主要由可編程邏輯控制器（PLC）控制器、氣相曲臂、液相曲臂、桁架軌道、電機、桁架小車、激光對位傳感器、伸縮管（5節(jié)）、集氣帽、液位及靜電檢測報警器等構(gòu)成[3]。

原理：自動定位桁架鶴管（見圖1）系統(tǒng)在火車軌道中心的正上方設置桁架軌道，安裝移動小車及鶴管，以電機為動力源驅(qū)動小車及鶴管沿軌道水平來回移動，利用激光檢測對火車罐車罐體表面進行非接觸式測量，經(jīng)過PLC控制器的精準計算，引導鶴管自動運行對位到罐口中心，進而實現(xiàn)鶴管與罐車的自動對位。在準確找到罐口后，通過電機帶動鋼絲繩牽引鶴管內(nèi)部伸縮管下降至罐車底部，密封帽隨伸縮管下降至罐口并壓實，啟泵后聯(lián)鎖控制電動閥開閥進油充裝，到充裝量聯(lián)鎖關(guān)閉電動閥并牽引伸縮管上升至罐口，控油后完全回位完成充裝操作。

自動定位桁架鶴管內(nèi)五節(jié)伸縮管在對位完畢下降時，頻繁出現(xiàn)卡阻，導致伸縮管無法完全延展至罐車底部，不能實現(xiàn)液下裝車，靜電荷聚集影響裝車安全及效率。

牽引伸縮管的鋼絲繩在最底部U型夾處頻繁斷裂，伸縮管瞬間跌落至罐車內(nèi)，若此時火車正在拉重推空或鶴管下部有人，存在較大安全隱患。

據(jù)統(tǒng)計，2013年至2018年累計出現(xiàn)12次鶴管伸縮管升降卡阻、6次鋼絲繩斷裂問題。見表1。

鶴管伸縮節(jié)設計、制造缺陷。鶴管內(nèi)伸縮節(jié)壁厚約2mm,5節(jié)伸縮節(jié)完全展開下到罐車底部總長度約5.2m，在進油時受沖擊力，伸縮管間產(chǎn)生晃動，導致伸縮管內(nèi)外壁磨損、輕微變形（經(jīng)游標卡尺測量，第四節(jié)外壁圓直徑有約3mm的誤差），長此以往變形必將超過伸縮管之間的允許間隙，出現(xiàn)頻繁卡阻。

鶴管安裝缺陷。鶴管安裝時未精確測量垂直度，經(jīng)實際測量，17#、18#、21#、22#、23#鶴管最外層保護管不垂直，約偏差5mm，導致鶴管內(nèi)各個伸縮節(jié)長期受力、變形。

鋼絲繩超負荷受力。在伸縮管升降頻繁卡阻的影響下，鋼絲繩超負荷受力，且固定鋼絲繩底部的U型夾安裝不符合規(guī)范，存在交替布置、數(shù)量不足3個、夾間距離不足問題，導致鋼絲繩產(chǎn)生變形，降低鋼絲繩承重等級，長期超負荷受力斷裂。

伸縮管變形卡阻、鋼絲繩斷裂等故障問題直接影響裝車安全及效率。為解決該問題，經(jīng)過現(xiàn)場改進并安裝運行，取得了很好的效果。

更改內(nèi)伸縮套管壁厚。開模具定制了伸縮垂管，將內(nèi)部4節(jié)伸縮套管壁厚由原先的2mm全部改為3mm，增加強度，垂管長2000mm，同軸度≤0.3mm，防止在使用過程中出現(xiàn)失圓和消除卡阻。針對安裝密封帽的最外層伸縮套管采用碳鋼材質(zhì)，加工后鍍鉻，壁厚由2mm調(diào)整為4.5mm，更改后其強度，圓柱度，表面光潔度都有顯著改善。

安裝過程中嚴格控制鶴管垂直度。對鶴管三通連接管加工工藝進行改進，對該部件法蘭、氣相彎頭的焊接采用工裝控制其精度，中間液相連接管與垂管連接接口的螺紋改為焊后加工，提高該接口與法蘭的垂直度、與外固定管的同軸度精度，在安裝時嚴格控制影響鶴管垂直度的小車桁架軌道水平度，確保在設計誤差允許范圍內(nèi)，避免垂管在升降過程中出現(xiàn)由于傾斜導致的卡阻現(xiàn)象。

更改鋼絲繩的裝卡方式，將原有的鋼絲繩卡卡緊方式改為楔形接頭+鋼絲繩卡緊方式，增大鋼絲繩卡緊的受力面積。固定鋼絲繩底部的鉛垂，防止其與鋼絲繩發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，消除應力集中現(xiàn)象，避免環(huán)鉛錘切鋼絲繩。

通過改造，自動定位桁架鶴管系統(tǒng)伸縮管變形卡阻、鋼絲繩斷裂等故障問題得到解決，鶴管自動對位后可自動升降內(nèi)伸縮管至罐底，不受鐵路罐車人孔蓋打開仰角及開蓋方向的限制，密封帽可完全壓實在罐口，進而實現(xiàn)完全密閉及液下裝車，排除油氣揮發(fā)對操作人員健康的損害，解決靜電荷聚集問題，有效提升設備設施本質(zhì)安全。