按API682选择机械密封系统

机械密封辅助系统介绍API 682：2004yoyo_i整理API 682：2004美国石油协会技术标准：离心旋转泵用轴封系统的附录G编入的是已经应用在工业上的标准冲洗布置和辅助硬件的图纸。

虽然API 682：2004未引入这类布置图纸的全部，但经过买方的同意，他们可以用于特殊情况。

API682 2004：冲洗方案01a）管道和仪表流程图b）密封腔细部图图注：1、进口2、急冷接口/排液接口（Q/D）3、密封腔从泵的出口到密封的完整循环过程，只推荐应用洁净的工作介质。

方案01 ：除了冲洗液冲叶轮后部靠近出口的部位直接引入密封腔以外，方案01与方案11非常相似。

这种冲洗方案仅适用清洁流体。

冲洗方案 1 常用于常温下，且被输送流体非常粘稠或容易固化的情况下，以防止流体在冲洗管内凝固。

对于方案1，要特别注意再循环量的供应要充分满足密封操作条件。

a）管道和仪表流程图b）密封腔细部图图注：1、备日后接循环液体用的堵头接口2、放气口（如果需要）3、加热/冷却进口（HI或CL），加热/冷却出口（HO/CO）4、冲洗口/排液口（Q/D）5、密封腔卧式泵优先采用放气布置。

方案02 ：用于无冲洗流体循环，密封腔一端封闭的情况下，一般用于化工行业中的密封腔压力和温度较低的情况下。

通常，这种冲洗方案采用锥形密封腔以改进流体的流动形式。

这种方案通常用于被输送的介质比较清洁，以防止由于旋涡的作用对密封法兰盘、密封腔或密封部件产生侵蚀作用。

同时也要考虑被密封介质的闪蒸敏感性以避免在密封腔中或密封端面产生闪蒸。

这种冲洗方案也可以用于温度较低的、清洁的、比热较高的流体（水），且泵的转速一般不高。

当采用方案02时，要仔细计算输送介质汽化的温度裕量。

a）管道和仪表流程图b）密封腔细部图图注：1、来自泵的出口2、冲洗接口（F）3、急冷接口/排液口（Q/D）4、密封腔从泵的出口通过限流孔板道密封的循环过程。

冲洗液进入密封腔靠近机械密封端面处冲洗端面，然后穿过密封腔回流到泵。

OTH机械密封编号是指按照API 682标准设计的机械密封型号。

API 682是美国石油学会（American Petroleum Institute）制定的关于机械密封设计、选型和制造的一项行业标准。

在API 682中，机械密封的编号主要分为以下几个部分：
1. 类别（Category）：根据密封应用场合的不同，分为1、2、3类。

其中：
- 类别1：适用于非API 610泵的密封腔，使用温度-40到260℃，0-2MPa密封腔压力下。

- 类别2：适用于API 610泵的密封腔，使用温度-40到400℃，0-4MPa密封腔压力下。

这是最常用的类型。

- 类别3：适用于API 610泵的密封腔，使用温度-40到260℃，0-2MPa密封腔压力下。

要求更为严格，价格较贵，一般不用。

2. 布置（Arrangement）：根据密封组件的配置不同，分为1、2两种。

- 布置1：密封腔里仅有一套密封组件，即单端面密封。

应用于一般场合。

- 布置2：密封腔中有两套密封组件，且密封组件间的压力小于密封腔的压力。

即无压双封，正常操作下密封。

3. 辅助密封材料：表示密封件中辅助密封材料的类型，如金属波纹管、橡胶波纹管等。

4. 特殊要求：根据客户特定需求，可能会有其他编号表示特殊密封要求。

例如，一个典型的OTH机械密封编号可能为：2-1-M-API682。

这个编号表示：类别2（适用于API 610泵的密封腔），布置1（单端面密封），金属波纹管辅助密封。

标准化文章编号:100027466(2000)0120035203按API682选择机械密封系统　Ξ顾永泉(石油大学(华东),山东东营　257062)摘要:按照API682离心泵和转子泵的轴封系统标准,可以编制出利用计算机选择符合该标准的机械密封和密封系统的计算机程序,并给出程序框图和有关说明表格。

关　键　词:机械密封;标准;计算机辅助选择中图分类号:T B42;TH136 文献标识码:ASelection of mechanical seal system according to API682G U Y ong2quan(University of Petroleum,D ongying257062,China)Abstract:On the basis of API682shaft sealing systems for centrifugal androtary pum ps,the com puter program for selecting me2 chanical seals and sealing system be according with this standard can be obtained.Five block diagrams and three tables of seal se2 lection procedure were given.K ey w ords:mechanical seals;standard;com puter aid selection 目前机械密封技术已经发展到利用计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助管理、计算机辅助试验和计算机辅助控制,同样也发展到利用计算机辅助选择。

笔者介绍国外密封公司按照API682离心泵和转子泵的轴封系统标准,利用计算机选择机械密封系统的计算程序。

这个程序除了介绍产品外,还具有结合API682标准和贯彻环境保护法规的特点。

API682标准机械密封冲刷方案1.整体方案说明：2.冲刷方案01方案：从泵的出口端冲刷内机械密封腔。

操作近似方案PLAN11原由:密封腔冷却，卧式泵的密封腔排气，防备PLAN11 方案外露管的冻结和流体结晶拥塞的危险场合：一般密封腔，最可能是ANSI/ASME 泵，洁净常温流体，用于单端面密封，极少用于双断面密封。

保护：冲刷不可以直接冲刷密封面，机封冷却不可以过分，依据经过内截流管的扬程损失计算冲刷流量。

3.冲刷方案02方案：无冲刷的封闭密封腔。

原由：不需要流体二次循环。

使用处合：常温运行下的大孔/张口密封腔，高温运行下的冷却套密封腔，洁净流体，干式密封的直立/顶入式混和器/搅拌器，保护：流程一定有足够的沸点临界空间，防备汽化，在热运行条件下，密封腔套内可能需要向来有冷却液体，1API682标准机械密封冲刷方案卧式设施必能自己排气，4.冲刷方案11常常和冷却方案PLAN62联合使用。

方案：从泵出口处经过限流孔板进行机械密封冲刷，违犯单端面机械密封冲刷方案。

原由：密封腔的冷却，卧式密封腔的排气，增添密封腔的压力和流体汽化临界空间。

场合：往常用于洁净流体，洁净、非聚合流体。

保护：使用孔径最小为英寸的限流孔板，计算流量以确立使机封腔流量足够的限流孔板尺寸，经过适合的限流孔板和喉部衬套尺寸来确立增添沸点临界范围，管路在12点的地点冲刷机封面，5.冲刷方案13典型故障，限流孔板拥塞，检查管子尾端温度。

方案：从密封腔，经过限流孔板到泵的入口的二次循环，立式泵的标准冲刷方案。

原由：立式泵密封腔的不中断排气，密封腔除热。

场合：立式泵，密封腔压力大于入口压力，混有中等大小的固体的常温流体，非聚合流体。

保护：启动立式泵以前，弯好排气口管路，使用口径最小为英寸的限流孔板，计算流量，以确立使机械密封腔流量充分的限流孔板尺寸，经过适合的限流孔板和喉部衬套的尺寸的确定来减少密封腔压力，典型故障，限流孔板拥塞，检查管6.冲刷方案14子尾端的温度。

API682对密封的规定 (2)第一章总则 (2)一.范围 (2)二.可替代结构 (2)三.抵触要求 (2)四.术语定义 (2)第二章密封结构 (4)一.标准密封形式和布置方式 (4)二.概述 (4)三.密封腔和压盖 (5)四.轴套 (7)五.配对环（非补偿环） (7)六.弹性元件 (7)七.焊接 (8)八.低温 (8)第三章材料 (8)一.概述 (8)二.密封端面 (8)三.密封轴套 (8)四.弹簧 (8)五.辅助密封圈 (8)六.金属波纹管 (8)七.压盖 (9)八.用螺栓连接的密封腔 (9)九.其它零件 (9)第四章辅助装置 (9)一.辅助管路系统 (9)二．机械密封冲洗/冷却系统（第Ⅰ类） (11)三.急冷系统（第Ⅱ类）（API方案61、62） (11)四.冷却水系统（第Ⅲ类） (11)五.辅助装置和辅助系统零件 (11)六.强制循环装置 (13)第五章检测仪表 (14)一.概述 (14)二.温度指示计 (14)三.温度计套管 (14)四.压力表 (14)五.开关 (14)六.液位指示器 (15)七.液流指示器 (15)八.减压阀 (15)第六章检验、试验和装运准备 (15)一.概述 (15)二.检验 (15)三.试验 (16)四.装运准备 (20)第七章制造厂图样资料 (21)一.概述 (21)二.方案 (21)三.合同资料 (22)四.安装、操作、维护和技术数据手册 (22)附录A:机械密封数据表 (22)API682对密封的规定（离心泵和旋转泵用轴封系统）第一章总则一.范围1.应用范围密封轴径：30~120mm（1.5~4.5inch）温度：-40~260℃（-40~500℉）压力：0~3.45MPa（0~515Psia）介质：清水，酸性水（含H2S溶液）,氢氧化物,胺液,某些酸液,大多数烃类2.本标准是一部独立的密封标准，API610或API676可参考本标准。

3.不承诺密封使用寿命达三年。

1.冲洗方案01方案：从泵的出口端冲洗内机械密封腔。

操作类似方案PLAN11原因:密封腔冷却，卧式泵的密封腔排气，防止PLAN11方案外露管的冻结和流体结晶堵塞的危险场合：普通密封腔，最可能是ANSI/ASME泵，清洁常温流体，用于单端面密封，很少用于双断面密封。

维护：冲洗不能直接冲洗密封面，机封冷却不能过度，根据通过内截流管的扬程损失计算冲洗流量。

2.冲洗方案02方案：无冲洗的封闭密封腔。

原因：不需要流体二次循环。

使用场合：常温运转下的大孔/开口密封腔，高温运转下的冷却套密封腔，清洁流体，干式密封的直立/顶入式混和器/搅拌器，维护：流程必须有足够的沸点临界空间，避免汽化，在热运转条件下，密封腔套内可能需要一直有冷却液体，卧式设备必能自己排气，经常和冷却方案PLAN62联合使用。

3.冲洗方案11方案：从泵出口处经过限流孔板进行机械密封冲洗，违反单端面机械密封冲洗方案。

原因：密封腔的冷却，卧式密封腔的排气，增加密封腔的压力和流体汽化临界空间。

场合：通常用于清洁流体，清洁、非聚合流体。

维护：使用孔径最小为0.125英寸的限流孔板，计算流量以确定使机封腔流量足够的限流孔板尺寸，通过合适的限流孔板和喉部衬套尺寸来确定增加沸点临界范围，管路在12点的位置冲洗机封面，典型故障，限流孔板堵塞，检查管子末端温度。

4.冲洗方案13方案：从密封腔，通过限流孔板到泵的进口的二次循环，立式泵的标准冲洗方案。

原因：立式泵密封腔的不间断排气，密封腔除热。

场合：立式泵，密封腔压力大于进口压力，混有中等大小的固体的常温流体，非聚合流体。

维护：启动立式泵之前，弯好排气口管路，使用口径最小为0.125英寸的限流孔板，计算流量，以确定使机械密封腔流量充足的限流孔板尺寸，通过合适的限流孔板和喉部衬套的尺寸的确定来减少密封腔压力，典型故障，限流孔板堵塞，检查管子末端的温度。

5.冲洗方案14方案：从泵的出口冲洗机封，再循环到带限流孔板的泵进口，方案11和13的结合。

API682机械密封各种冲洗方案背景介绍API682是指美国石油学会（American Petroleum Institute）发布的第682号标准。

该标准主要规定了石油和天然气工业使用的旋转设备机械密封的设计、制造和安装要求。

其中的机械密封是指两个接合面之间用于密封介质的一种密封方式。

API682机械密封广泛应用于石化、能源、化工、食品等行业的泵、压缩机、搅拌器等旋转设备上。

在API682标准中，冲洗是机械密封的一个重要组成部分。

合适的冲洗方案可以保证机械密封的正常工作，延长机械密封的使用寿命。

而错误的冲洗方案则会对机械密封造成损害。

因此，冲洗方案的选择非常重要。

API682机械密封的主要冲洗方案内部循环冲洗方案内部循环冲洗方案又称为闸口冲洗方案。

该方案的原理是在机械密封的环腔与闸口之间形成压差，使密封介质从环腔流向闸口，然后通过减压阀将液体回流到储液罐中。

内部循环冲洗的主要特点是冲洗系统简单，不需外部供液系统，冲洗流量和压力较小，但也容易造成密封面的热变形和泄漏。

外部供液冲洗方案外部供液冲洗方案需要额外的供液系统，并采用外部压力将介质喷洒在旋转密封的端面上，形成一层液膜，使密封面冷却、润滑和抗腐蚀。

外部供液冲洗的主要特点是喷嘴数量多、流量大、冲洗效果好、冲洗能力强，但单个旋转密封的冲洗流量和压力较高，对管道和设备的要求也提高了。

外部供液循环冲洗方案外部供液循环冲洗方案在外部供液的基础上，加装回流管将冲洗液回收到储液罐中，形成封闭循环。

该方案不仅可以保证密封面的冷却和润滑，还可以循环利用液体，节约资源的同时减少对环境的污染。

但该方案需要较高的冲洗流量和压力，并需要较为复杂的液体管路系统，对设备的要求较高。

API682机械密封冲洗方案的选择原则在选择API682机械密封的冲洗方案时，应遵循以下选择原则：•根据介质性质和密封面状况来选择合适的冲洗方案；•根据实际工况来选择合适的冲洗流量和压力；•优先选择简单、可靠、经济的冲洗方案；•考虑冲洗液回收利用，减少资源浪费。

API682第二版机械密封标准与约翰克兰机械密封约翰克兰中国柏均佳美国石油协会682标准（API682）第二版于2002年7月正式公布，该标准由最终用户代表，泵生产商代表和机械密封生产商代表共同在第一版的基础上编制，约翰克兰派两名代表参加此项标准的编制工作。

标准要达到的目标是；在机械密封设计制造，选型和操作运行方面的最好的指南，对于机械密封使用寿命必须在有规律的泄露条件下满足三年以上，其寿命成本为考核的依据，节能问题倍受关注，于1994年4月出版的API680第一版机械密封标准大多数用户不适应，因此仅限于理解和参照，同时市场对技术要求的成本不接受，因此在国际项目应用中增长缓慢，第二版在第一版的基础上有了相当大的改进，基本上是对机械密封多年发展的高度总结，极大程度满足石油，石化，化工行业对机械密封的最新需求。

下面就标准和约翰克兰机械密封产品做一初步介绍。

第一版第二版一）　石化行业对机械密封最新发展的要求；由于石油化工行业工艺技术的发展，对机械密封的要求其工况参数越来越高，对机械密封的使用寿命必须满足三年，机械密封的标准化/减少现场的维修调试/减少库存，有计划的间隔维修/防止故障的间隔维修，远程监测/监控，环保要求/零泄露，可靠性与安全性，及时的售后服务降低采购和运行成本。

二）API682第二版的改进增加部分介绍；1）为了更好理解API682（二）标准特将有关术语理解叙述如下推进型与非推进型密封；推进与非推进的分类在于对旋转补赏环组件与轴（或轴套）的二次密封处，当补赏环（动环组件）由于磨损或轴向窜动，在加压机构（弹簧等）推动下跟进补赏时，二次密封是否随补赏环同时推进而区分为推进型与非推进型密封，显而易见的是对于“O”型多弹簧密封，其二次密封“O”圈将随随补赏环同时推进而称之为推进型密封，对于金属波纹管密封，其二次密封与轴（或轴套）相对固定，不随补赏环推进而推进，故称之为非推进型密封，见附图二次密封点二次密封随之推进二次密封不随之推进介质分类；针对石油化工行业，标准将介质分为碳氢化合物和非碳氢化合物，非碳氢化合物主要指水，酸，碱，盐等介质，对于碳氢化合物又区分为闪蒸碳氢化合物和非闪蒸碳氢化合物，闪蒸和非闪蒸碳氢化合物的定义区分是在泵送温度条件下，对正常泄露于大气侧的介质是否汽化而区分，如果在泵送温度条件下，该介质饱和蒸气压大于1bar（14。