机械密封的新标准

作者:Thomas Böhm, Markus Fries 文章来源:API机械密封件标准化工作组 Eagle Burgmann公司 发布时间:2014-11-20


美国石油学会的API密封系统标准是为石油、天然气以及(石油)化工领域而制定的,标准制定工作组对此标准不断地进行改进、完善和更新。其中API 682标准已经为第四版标准

美国石油学会标准工作组用了近6年的时间,终于推出了第四版滑动密封件标准API 682。这一标准为全球石油和天然气生产领域以及石油化工生产领域中密封系统的采购和使用做出了基本的规定。

自1924年起,美国石油学会(API)就开始制定标准。有一些标准,例如滑动密封件和轴密封供气系统的API 682标准受到了广泛欢迎,在其他行业和领域中也得到了广泛地应用。由于得到了这种意料之外的结果,因此新版标准的编者在前言中明确指出:API 682标准适用于石油、天然气和(石油)化工领域中的泵密封系统。

新标准中最有代表性是API 682标准,这是由专业技术人员根据实际经验更新的。API 682标准的另一个特点是其中的规范性解决方案允许采用不同的可行解决方案。例如,这一标准除了列出了性能可靠的、结果测试标准的解决方案(默认的)外,还列出了替代解决方案(可选的),可以量身定做解决方案(工程技术解决方案)。

API 682标准的目标是密封系统至少能够拥有3年以上的长期使用寿命(共计25?000工作小时,并满足法律法规规定的有害物质排放规定以及最大的筛分值1000ppm vol,EPA法21),很高的工作可靠性且维护保养简单。

第四版标准对产品编码系统进行了修订。在选用的材料和轴颈方面增加了更加精确的新信息,从而使代码更具说服力,对滑动密封的技术规范更加清楚,可靠地保证了滑动密封技术的使用。

更加精确地选择

为了更加准确地选择密封装置,第四版标准首次引进了“化学品风险和危险代码”。很多被输送介质都存在潜在危险,利用材料安全数据表和化学品风险和危险代码可以准确地对这些潜在的危险进行描述和说明。利用这些描述和说明可以快速、可靠地判断一套简单的单作用密封系统是否满足密封要求,是否需要双密封阻隔流体系统。

涉及到硬件和仪器仪表的第8章和第9章修改最多。重新修订的标准采用了全新的文档风格,分3个层次阐述了整个主题,也显得更加系统化。第一层次对轴密封供气系统进行了总体性的描述,随后介绍管道和零部件两大部分。

标准中图53表示的是一个复杂的、带有加压缓冲液轴密封供气系统,即带有阻隔介质的轴密封供气系统。具体讲有3种结构类型:图53A所示解决方案是一种建设性的解决方案,所需付出的成本最少。作用在阻隔介质中的压力是由氮气冲击直接作用在阻隔介质中而产生的。但这种配置型式的应用受到一定的限制,因为在很高的阻隔压力作用下氮气会溶解到阻隔介质中。这样就会在滑动密封的密封缝隙中出现润滑不足。因此,在阻隔压力很高时往往采用图53B和图53C所示方法。

图53C所示的是一种带有机械增力器的阻隔增力方式。53B图所示的解决方案是一种非常聪明的解决方案:利用容器中的弹性隔膜产生冲击气体,把氮气和隔离介质分开。考虑了温度影响的储压器压力监控采集了必要的压力数据,供主控系统进行分析评判。主控系统会在考虑温度影响的情况下计算出液位的高低,确定出最合适的补偿阻隔介质的时间。

第四版标准的新增内容还包括了补充阻隔介质的周期最多为28天。阻隔液容器应有足够的容积,能够在1个周期内存储足够的密封用阻隔介质。这里,为了保证阻隔液容器的结构尽可能紧凑,需要密封件生产厂家提供具有最小泄露的最佳解决方案。另外,新版标准中还增加了图03、55、65A、65B、66A、68B和99等新的结构示意图。

用传送器代替了开关

第四版标准中轴密封供气系统的控制方式也选用了现代化的信号传送器技术。虽然这种传送器价格比简单的开关要高,但它却能连续传输检测数据。这样,流程设备的主控系统就能够随时得到真实的设备主控数据,能够自动对不规则现象做出调整和报警提示。

另外,制定标准的工作组也对轴密封供气系统控制阀的耐热性问题做出了规定。过去经常争论的一个问题是“工作在400℃环境中的轴密封供气系统是否应为泵配备一个耐热的控制阀?”新版标准把常温仪器仪表的温度范围限定在100℃范围内。当工作温度高于这一温度时,将需要按照用户专门制定的技术规范执行。

除了对所有的技术进行改进和补充完善之外,新版API标准最重要的改进是有了清楚的段落划分。工作组对标准的文字内容重新进行了编排,更加精炼;详细的技术信息和背景资料都汇总到了附录中。

第四版标准增加了一个细节规定,轴密封供气系统供货时要在密封盖上加盖红色的塑料封盖印。这种塑料封盖有效地避免了污垢进入密封系统内部。在生产使用过程中,这些塑料封盖既可被连接起来的管道所代替,也可以用金属端盖来代替。通过这一红色封盖可以快速、准确地判断密封系统是否执行了第四版API新标准。

第四版API 682标准的更新情况

滑动密封件:

工作压力:2MPa(G)第1类,40条(七)类别2/3;

有关工程密封件的详细说明;

2/3组别的密封类型的组合;

定义了蒸汽压力等级;

内部缝隙尺寸一览表;

与类型无关的硅橡胶密封材料的选择;

金属波纹管的材料选择,(合金718)B型;

传递扭矩紧定螺钉的辅助要求;

双向密封系统冲压件使用和选择的新要求;

减小了内部输送装置的最小缝隙。

轴密封供气系统:

信号传送器代替了开关;

危险货物装物标志的选择方法;

新增图示03,55,65A,65B,66A, 66B和99;

图52和图53A的静压式液位测量;

图53B中气泡的温度测量;

阻隔介质补充周期最大为28天;

焊接连接的管道最小壁厚为2.5mm;

仪器仪表的温度界限。

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