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石油与天然气--API 682标准:以实践为导向进行修订
作者:EagleBurgmann
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美国石油学会制定的API 682标准对于所有机械密封和密封供应系统来说非常重要。该标准于1994年出台,现已经历近六年的修订。本文将介绍该标准的背景,并概述API 682标准第4版的最新主要内容。

经过近六年细致入微的更新和修订后,最新版本的API 682机械密封标准将于今年9月正式发布。自1994年最后一个季度出台以来,API 682已经成为全球标准,为石油与天然气以及石化行业离心泵密封和密封供应系统的采购和运行确定基调。API 682是一部“以实践为导向”的标准,在定期更新的过程中,直接纳入了各种各样的实践经验。

美国石油学会(API)成立于1919年,位于华盛顿特区,现已吸引近500家来自石油与天然气以及石化行业的公司加入其中,自1924年以来,一直专注于技术标准工作。迄今为止,API已经正式通过了约500部标准,详细论述了最全面的工艺和部件。API标准定义明确,并与批准测试部分联系,其并非仅在美国生效。在许多情况下,它们已经发展成为全球行业标准。API通常被视为安全和可靠性的代名词。

同时,各独立标准,包括API 682 机械密封和密封供应系统标准在内,已经变得如此流行,甚至行业以外的应用也引用这些标准。

新版本的作者阐明了API 682的实际内容:这是泵机而非搅拌器或压缩机的密封系统标准,适用于石油与天然气以及石化行业,而非供水或食品行业。

API 682标准

机械密封相关的初步信息最早在API 610泵机标准中提供,但在20世纪90年代期间,API 682发展成为了一部独立且更全面的机械密封和密封供应系统标准。关于API 682标准的典型事实是,其由实践人员(即用户和制造商)永久性维护和更新。API 682标准的进一步质量保证是,其并没有从规范角度出发仅允许单一的技术解决方案。除了经验和测试的标准解决方案(默认)之外,API 682标准还详细列出了替代解决方案,甚至允许定制化解决方案(工程解决方案)。第4版比以前的任何其他版本均更明确地表现出这种多样性。

API采用以实践为导向的方式论述密封话题,由25名成员组成的特别修订小组已经指明了这一点。自2006年以来,该小组一直专注于API 682标准第3版(目前仍有效)的更新工作。第3版于2004年正式生效。除了系统制造商之外,特别重视非API成员合作的欧美专家小组还吸收了知名策划公司、一些最大型矿物油集团(包括埃克森美孚、壳牌和道达尔)的代表以及密封解决方案的用户参与修订工作。

安全性经过检验和测试

目前仍然有效的API 682标准第3版约有200页,现在第4版有260页。修订版正文由11个章节和详细的附件组成,范围显著扩大。例如,附件I有20多页,提供了准确而详细的信息,供根据API标准进行密封合格性测试用。

必须使用五种不同的介质和明确规定的代表典型API应用的运行条件测试“默认密封”以及“选项”。结合所描述的密封设计,这将产生大量可能的测试变化。在这个过程中,每种密封类型每次测试花费的时间可能长达200小时。行业典型密封设计的测试结果记录在测试证书和详细的报告中。客户特定的密封合格性测试可按照“工程密封”相关的规定进行。

从本质上讲,经过检验和测试的产品安全性是问题的核心。API 682标准的目标包括连续运行至少三年(根据法律规定的释放值,或者EPA方法21规定的最大“筛选值”1000 ppm体积,运行时间应达到25000小时)、运行可靠性提高且维护简化。API定义的标准专门适用于套筒式密封系统,轴直径为20-110mm,并具有明确的运行条件范围。

编码系统

第4版还包括经修订的产品编码系统(附件D)。经验证的分类参数“类别”、“布局”和“型号”将继续有效。它们是以修订后的代码列出的第一项内容,以提供与相关API密封的设置和应用领域有关的信息。布局包括密封布局:单层密封(布局1)与加压和无压双重密封(布局2和3)是有区别的。关于指定为“计划”的密封供应系统的详细信息,以旧代码和新代码混合列出。

关于材料选择和轴直径精确信息的附加部分,属于全新的内容。这将给予代码更多的含义,并保证机械密封及其运行从选择到记录的明确规范。业内专家已经一致认为,扩展后的编码系统将在实践中证明自身的价值,并经得起时间的考验。

“风险与危险代码”

API密封系统的选择过程比较复杂。新版本中有10多页的流程图和表格专用于阐述这个话题。确定布局时,为了在技术选择过程中提供更大的精确性,第4版首次列入了替代性选择工具(附近A.4)。这种方法基于既定的“风险与危险代码”,已经在实践中经过测试。

此处的起点是泵送的介质,准确记录介质真正的潜在危险,并在“材料安全数据表”中以“风险与危险代码”进行描述。用户可以迅速、安全地作出关于单层密封是否足够或者是否需要双重密封并配备屏障压力系统的决策。

“以实践为导向的标准”

在以前的版本中,将两种碳化硅(SiC)变体——“反应烧结碳化硅”和“自烧结碳化硅”一视同仁地处理为化学应用(类别1)以及炼油厂/石油和天然气应用(类别2或3)中滑动表面的“默认”材料,API 682标准第4版对此进行了修订,体现了该标准“以实践为导向”的修订原则。现在,由于自烧结碳化硅具有优异的化学稳定性,其被指定用于化学应用,而反应烧结碳化硅则被指定用于炼油厂。由于一些应用实例(最佳实践)表明需要重新设定应用方向,修订小组注意到之后,取消了这种限制性分配。

第8章和第9章主要论述密封供应系统硬件和仪表,这两个章节作了较大的修订,完全重新编排,现在此主题分三个部分论述,因此变得更加系统化。第一个版块总体介绍供应系统。其他两个版块分别介绍管道以及部件。

密封供应系统

配有加压隔离液的计划53属于更复杂的供应系统。详细来说,可能有三种类型:计划53A是施工方面投入最小的解决方案。隔离介质上的压力通过在储气罐中进行气体加压(通常使用氮气)直接产生。但该应用存在限制,因为较高的隔离压力可能导致隔离介质中的氮气溶解。这将导致面临机械密封件密封间隙中润滑不足的风险。这就是为什么计划53B和53C应用于较高的隔离压力的原因。

鉴于计划53C与活塞式蓄能器一起工作,这会将其置于更复杂的密封供应系统,计划53B使用一个特别智能的解决方案,使其更受欢迎:通过储气罐中的弹性体囊袋加压,将氮气从隔离液体中分离出来。在考虑囊袋蓄能器中温度影响的条件下,通过压力监测记录相关值,并传输到控制中心。在考虑温度影响的条件下,计划充填水平,并确定再充填隔离液的正确时间。

API 682标准第4版中还列入了新规定的至少28天的再充填时间间隔。储液罐必须足够大,以便向密封件提供整个期间所需的隔离液——期间无需再充填。要获得最紧密的储液罐,密封制造商必须找到最优化的系统解决方案,并且隔离介质具有最小的泄漏值。

另外,除了现有的计划,计划03、55、65A、65B、66A、66B和99也已新列入API 682标准,附件G中进行了详细地描述。

传送器

不论压力、温度、流速或充填水平如何,第4版预示着供应系统将改为使用现代化传送器。如果以前开关一直被视为标准(默认),那么,传送器现已取得领先位置。传送器可能价格更昂贵,但它们可传送连续测量值。这样,控制中心现在可以随时了解系统的实际状况,一旦出现问题,即可立即发出警报。

将传送器更改为“默认”非常能说明问题:API标准主要涉及运行和工艺可靠性,然后才是经济可行性。特别小组决定,未来仅允许供应系统采用无缝管铺设“管道”,这也证实了,上述优先原则已经得到普遍应用。因此,API标准明确拒绝使用比较便宜的焊接钢管。

另外,特别小组还以实践为导向,非常务实地讨论了供应系统中使用的仪表的耐热性问题。过去经常有人辩论供应系统是否适合高温应用,例如,通过了4000C测试的泵机必须配备适合高温应用的特殊仪表。现在,仪表的温度标准已经限制在符合常理的1000C以内。如果未来需要使用具有高温限制的仪表,客户必须相应地通知密封供应商。

结构更清晰

除了所有技术补充和更新之外,重要的改进还包括,最新版本的API 682标准拥有了更清晰的结构。正文更紧凑,结构更合理,而详细的技术信息和背景信息均放到了附件中。个别章节的一些措辞从实用角度出发进行了修订,使其更易于理解。

附件E充分显示,用户友好性显著改进。附件E主要论述供应商和客户之间的结构化沟通和数据交换。在API 682标准第4版中,将以前版本中许多页上的描述整合后,现在都放到了两个紧凑的一览表中。第一个表格系统地描述了关于询价和报价必须考虑的因素。这里明确指定的是需要提供的数据以及必须合并在一起的其他信息和文件。例如,必须单独列出偏离了API标准化解决方案(默认)的密封系统。第二个一览表对附件E进行了适当的取舍,列出了必要的订单文件。

除了众多技术更新以及用户友好性显著改进之外,第4版还有一个在视觉上非常引人注目的细节创新:交付时,所有机械密封件均在密封盖的供应连接中配备红色塑料塞。在设备安装好之前,这些塑料封盖可防止灰尘进入密封件。运行期间,将连接件分配到管道,或者以封闭的金属塞取代塑料塞。这样做还产生了良好的边际效应:API 682标准第4版可以通过红色塑料塞迅速识别。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (9/23/2013)
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