API682第四版说明.docx

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API682第四版说明

耗时近6年，新版API682机械密封标准终于修订完毕，将于近期生效。

自1994年推出以来，在石油天然气行业及（石油）化工行业离心泵密封和供应系统的采购和运行方面，API682标准一直被认定为全球性“唯一”标准。

API682是一项“活跃”的标准，其更新版本当中新加入了丰富多样的实际经验。

美国石油协会（API）于1919年在华盛顿创立，其成员包括来自石油天然气行业以及石油化工行业的近500家公司，协会自1924以来一直致力于制定各种技术标准。

目前，API已经制定了大约500项标准，这些标准针对各种过程和部件做了详尽的规定，并最终确保了最高水平的运行和过程可靠性。

这些API标准清晰地定义了各种试验方法和试验步骤，它们不仅在美国生效，在许多情况下，这些标准还发展成为了世界性的行业标准。

API标准经常被认为是“安全和可靠性”的同义词。

其中一些标准，包括针对机械密封和密封供应系统的API682标准，一直以来被广泛应用，同时还在工业应用范围以外被引用。

新版API682标准的编写者指出，新标准从来没有考虑工业外的应用范围，并明确了API682标准适用范围，这些标准仅适用于泵机的密封系统，而不适用于搅拌机或压缩机。

而且此标准适用于石油天然气以及（石油）化工行业，而不适用于供水或者食品行业。

20世纪90年代中期以来的标杆

有关机械密封的初始信息最初在API610泵机标准内提供。

20世纪90年代，API682逐步发展成为一个针对机械密封及其系统的标准。

API682标准得到了用户和制造商的认可，并不断地得到了维护和更新。

API682标准不只是针对单一的技术解决方案。

除了经过证实和试验的标准解决方案（默认方案）之外，该标准还特意列出了备选解决方案（备选方案），以及订制化的解决方案（专门设计解决方案）。

第4版新标准比以往版本更具多样性。

API在对密封件的相关规定更多的从实际出发，委员会由25位成员组成，这个专门的委员会自2006年以来一直从事2004年生效（至今仍然有效）的第3版API682标准的更新工作。

委员会的成员除了有来自领先密封系统制造商（包括EagleBurgmann公司）之外，还有来自著名的设计公司，规模较大的能源公司（例如ExxonMobil、Shell和Total），以及密封解决方案的实际用户。

经过核查和试验的安全性

目前仍然有效的API682版本标准总共200页，第4版如今已达到260页。

修订版本内容分为11章的正文和范围扩充的详尽附录。

例如，附录1用20多页的篇幅提供了符合API规定的密封质量鉴定试验的详细信息。

“默认密封”以及“可选密封”必须采用可代表典型API应用的5种不同介质和清晰定义的工作条件进行试验。

这些实验方案与所描述的密封设计方案相结合，将产生大量的可能试验变型。

在此过程当中，密封类型产品每项试验所花费的时间可多达200h。

典型工业密封设计将记录在试验证书和详细报告之内。

可以针对“专门设计密封件”与用户商定合格性试验。

实质上，API682标准最核心的目标是核查并试验产品的安全性。

API682的目标是让系统连续运行至少3年（25000个工作小时，且符合法律规定的排放值要求，美国环保署（EPA）方法21），而且运行可靠性更高，维护得到简化。

API所定义的这些标准只适用于轴直径为20~100mm的滤芯系统以及一些定义好的使用条件。

图120多年以来，EagleBurgmann一直致力于提供密封技术解决方案，目前已有超过21000套EagleBurgmannAPI密封系统投入使用，促进了石油天然气和（石油）化工行业密封系统标准的推行

编码体系的完善

第4版还修订了产品编码体系（附录D）。

已经成功证明的分类参数“类别”、“布置”和“类型”将继续沿用。

修订后代码中最先列出这些参数，并提供相应API密封的安装和现场使用信息。

布置包括了密封布置方式，区别定义了单密封（布置1）和采用和不采用加压方式的双密封（布置2和布置3）。

有关辅助系统的详图规定为“方案”，同时也包括在旧编码和新编码之内。

编码里面新添加了材质选择和轴直径的精确信息。

这些信息赋予编码更多的意义并保证机械密封及其运行都有清晰的规格，从材料选择到文档记录。

行业专家赞同这种扩充编码体系，这种编码将在实践中被证明并持续得到应用。

风险和危险代码

API密封系统的选择是一项复杂的工作。

新版本当中超过10页篇幅专门用于刊载与选择过程相关的多个流程图和表格。

为了在决定布置方式时在技术选择过程当中提供更多的准确信息，第4版标准第一次加入了一种替代性的选择工具（附录A.4）。

这种方法以“风险和危险代码”为基础并已经在实践中通过了测试。

在选择之前必须首先考虑所泵送的介质，介质的安全性数据在“风险和危险代码”部分记录并描述。

这样就可以快速而安全地做出决策，例如，是采用单密封（布置1），还是采用配备屏障压力系统的双重密封。

更注重实践经验

这种基于经验的“活跃”API682标准还在以下事项中得到了证明，即两种碳化硅（SiC）变型材料——反应烧结碳化硅和自烧结碳化硅常用作化学工业（类别1）和精炼/石油天然气（类别2/3）内滑动表面材料。

直至现在，烧结SiC因其具有卓越的化学稳定性而可以在化工领域中应用，反应烧结碳化硅已经在炼油行业中得到了广泛的应用。

由于实际应用比较成功的例子引起了专门委员会的注意，这些例子要求进行规程纠正，因此委员会取消了这种严格的分配规定。

第8章和第9章主要针对辅助系统硬件和仪表，委员会对这些章节进行了彻底的重组，现在，分3个阶段来更加系统地叙述辅助系统硬件和仪表相关的内容。

第一部分总体介绍了辅助系统，其余部分叙述了管道和部件。

密封辅助系统的选择

采用加压屏障液体的方案53属于更为复杂的辅助系统。

详细来说，有3种类型可以使用，53A方案是制造上复杂度最低的解决方案。

通常采用氮气通过在贮箱内进行气体加压实现缓冲。

但是，这种方式会受到一定的限制，较高的屏障压力有可能导致氮气溶解在屏障介质内，导致机械密封的密封间隔内存在润滑不足的风险。

方案53B和53C可用于更高缓冲压力的环境。

当方案53C配合活塞式蓄压器使用时，则会形成更为复杂的密封辅助系统，而方案53B采用了一种特别智能的解决方案。

通过贮箱内的一个弹性体囊加压，这个弹性体囊将氮气与缓冲液隔离开来。

考虑囊式蓄压器内温度作用的压力监测装置将记录这些数值并将其传输至控制室。

控制室考虑所有温度影响计算填充液位并确定缓冲液重新填充的时间。

第4版API682标准加入了新规定的至少28天的重新填充周期。

这个液体贮箱的容量必须足够大，能够在这整个周期内向密封供应缓冲液而无需重新填充。

为了获得最为紧凑的贮箱，要求制造商找到缓冲液泄漏值最小的优化系统解决方案。

除保留已有方案之外，新标准中新加入了方案03、55、65A、65B、66A、66B和99，并在附录G内进行了详细描述。

第四版API682标准带来了什么？

耗时近6年，新版API682机械密封标准终于修订完成，将于近期生效。

自1994年推出以来，在石油天然气及（石油）化工行业离心泵和辅助系统的采购和运行方面，API682标准一直被认定为全球性“唯一”标准。

API682是一项“活跃”的标准，其更新版本当中新加入了丰富多样的实际经验。

本文作者：

ThomasBöhm，标准化总监—机械密封和API特别小组成员；MarkusFries，伊格尔•博格曼公司（EagleBurgmannGmbH&Co.KG）产品经理，任职于Wolfratshausen。

美国石油学会（API）创立于1919年，从1924年起开始从事技术标准方面的工作。

时至今日，API已经发布了约500个标准，内容涵盖各种工艺和部件，最大程度上确保了运行和工艺的可靠性。

由于包括机械密封和密封辅助系统规范API682在内的各种标准备受推崇，因而也在其他行业的应用领域得到广泛的引用。

新版API682的作者表示他们对此也始料未及，同时还对API682的内容进行了澄清：

该标准是针对石油、天然气及（石油）化工行业各种泵设备的密封系统而提出的标准。

API682—上世纪90年代中期以来的风向标

有关机械密封的相关信息最初在API610泵标准中提出。

在20世纪90年代，API682发展成为机械密封和辅助系统方面更加全面的单独标准。

API682标准的最大特点在于其一直以来均由业内的专业人士负责更新。

API682标准的另一个特点在于其从未以标准化的角度仅仅认可一种技术解决方案。

除了久经验证和考验的标准解决方案外，该规范还特意列出了备选方案，以及对工程设计的解决方案也予以认可。

API682规范的目标在于确保密封系统能够连续运行至少三年的时间、提高运行可靠性并简化维护流程。

 编码系统—选择性更强

第四版API682中给出了修订后的产品编码系统。

原有的“类目（Category）”、“布置方式（Arrangement）”和“型号（Type）”等参数继续沿用。

在新版本中，这些参数列于首位。

有关辅助系统的定义（称为“方案（Plan）”）在新旧编码中均存在。

新版中增加了材料选择和轴径的精确信息，这点属新内容之一。

这就赋予了代码更多的含义，确保给出机械密封及其运行方面的明确规范。

提出了“风险和危险代码”，使选择过程更为精确

API密封系统的选择过程非常复杂。

新版本中，通过10多页的流程图和表格专门对新版本中的这一主题进行了阐述。

为了使密封分类的确定更为精确，第四版中首次引入了基于“风险和危险代码”的分类方案。

这一创新的出发点是通过“材料安全数据表”中的“风险和危险代码”对泵送介质的实际潜在危险加以准确记录和描述。

通过这一选择方案能够快速、安全地确认使用单封还是需要配备带有缓冲液的双封

“活用的标准”—一切以实践经验为准

在新版的API682中提出“反应烧结碳化硅”及“无压烧结碳化硅”两种碳化硅均可用作滑动面的“默认”材料，这一点也证明了API682是“活用”的标准。

到目前为止，大家普遍认为无压烧结碳化硅由于其优异的化学稳定性而专用于化工流程，而反应烧结碳化硅则专用于炼油行业。

但在实际应用中的种种例证引起了特别小组的注意，因而打破了这一划分概念，进而加以修正。

有关辅助系统和仪表设备的第8章和第9章改动最大。

由于新版本对这两个章节进行了重新编排，因而划分为三个部分，使其更加系统化。

第一部分专门介绍辅助系统。

其余两部分分别介绍管路和组件。

方案53所述的密封辅助系统—连续运行28天而无需重新加注

方案53中所述的带有加压缓冲液的辅助系统属于复杂的辅助系统范畴。

详细来说，该方案中包括三种类型：

方案53A是从结构上来说投入最少的解决方案。

缓冲液的压力直接通过储气罐中的气体加压产生，通常采用氮气。

但其应用范围有限，因为随着缓冲液压力的增加会导致氮气溶解。

其结果就可能会导致机械密封的密封间隙润滑不充分。

因而，如何增加缓冲液压力就成为方案53B和方案53C主要解决的问题。

由于方案53C采用了活塞式蓄压器，因而堪称最为复杂的密封辅助系统，而方案53B则使用了一种特别巧妙的解决方案：

通过储液罐中的弹性囊进行加压，弹性囊则将氮气与缓冲液相互隔离。

压力监控装置会同时监控蓄压器中的温度情况并记录压力和温度值，然后将记录值发送到控制室。

控制室会对加注液位进行计算，同时考虑温度影响，进而确定重新加注缓冲液的准确时间。

在第四版中提出了最新的加注间隔规定，即至少28天。

因此，流体储液罐必须足够大，才能保证在整个过程中可靠地向密封辅助缓冲液。

为了使储液罐的设计尽可能的紧凑，密封制造商需要寻求泄漏量最少的优化系统解决方案。

此外，新版本的API682规范中新增了方案03,、方案55、方案65A、方案65B、方案66A、方案66B和方案99。

使用变送器代替开关

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