API标准682/ISO210491/7附录B密封腔体及机械密封部件常用材质标准B.1材质标准表B.1是关于选择材质的说明。未仔细考虑具体的使用工况的情况下,不能认为使用该表选择的材质就一定恰当。这些材质可能做不到所有工况条件都能互换使用。表B.1材质标准材料种类使用工况ISO国际标准美国欧洲日本JIS标准ASTM标准材料代号UNS标准标准代号材料编号12%铬钢铸造:承压A217GrCA15J91150EN10213-2GX8CrNi121.4107G5121CISCS1A487GrCA6NMJ91540EN10213-2GX4CrNi13-41.4317G5121CISCS6锻件:承压683-13-3A182GrF6aCl1S41000EN10250-4X12Cr131.4006G3214CISCS1683-13-3A182GrF6NMS41500EN10222-5X3CrNi13-41.4313G3214CISCS6棒料:各种工况683-13-3A276410S41000EN10088-3X12Cr131.4006G4303Gr.SUS410或413683-13-4A582416S41600EN10088-3X20CrS131.4005EN10088-3X39CrMo17-11.4122螺栓、螺柱3506-1,C4-70A193Gr86S41000EN10269X22CrMoV12-11.4923G4303Gr.SUS410或413螺母3506-2,C4-70A194Gr6奥氏体不锈钢铸造:承压683-13-10A351CrCF3J92500EN10213-4GX2CrNi19-111.4309G5121CISCS13A683-13-19CrCF3MJ92800GX2CrNi19-11-21.4409CISCS14A锻件9327-5,X2CrNi18-10A182GrF304LS30403EN10213-5GX2CrNi19-111.4306G3214Gr.SUSF304L9327-5,X2CrNi17-12GrF316LS31603GX2CrNi19-11-21.4404Gr.SUSF316L棒料683-13-19A276316S31600EN10088-3X5CrNiMo17-12-21.4401G4303Gr.SUS316316LS31603X2CrNiMo17-12-21.4404Gr.SUS316L316TiS31635X6CrNiMo17-12-21.4571Gr.SUS316Ti螺栓、螺柱3506-1,A4-70A193GrB8MCl2S31600EN10250-4X6CrNiMo17-12-21.4571G4303Gr.SUS316螺母3506-2,A4-70A194Gr8MAPI标准682/ISO210492/7表B.1材质标准(续)材料种类使用工况ISO国际标准美国欧洲日本JIS标准ASTM标准材料代号UNS标准标准代号材料编号双相或超级双相不锈钢锻件9327-5,X2CrNiMoN22-5-3A182GrF51S31803EN10222-5X2CrNiMoN22-5-31.4462EN10222-41.4462Gr55S32760EN10222-4X2CrNiMoCuWN25-7-41.45011.4501棒料9327-5,X2CrNiMoN22-5-3A276S31803EN10088-3X2CrNiMoN22-5-31.4462G4303Gr.SUS329J3LS32550X2CrNiMoCuN25-6-31.4507S32760X2CrNiMoCuWN25-7-41.450120合金铸件A744CN7MN08007G5121Gr.SCS23棒料B473N08020NiCr20CuMo2.4660C276合金锻件B564N10276NiMo16Cr15W2.4819棒料9723,NW0276B574N10276NiMo16Cr15W2.4819板料6208,NW0276B575N10276NiMo16Cr15W2.4819可焊铸件12725,NC6455A494Gr.CW2M400合金锻件9725,NW4400B564N04400NiCu30Fe2.4360棒料9723,NW4400B164A级板料6028,NW4400B127可焊铸件A194Gr.M30CG-NiCu30Nb2.4365718合金锻件,棒料B637N07718NiCr19NbMo2.4668板料B670API标准682/ISO210493/7表B.1材质标准(续)材料种类使用工况ISO国际标准美国欧洲日本JIS标准ASTM标准材料代号UNS标准标准代号材料编号奥氏体铸铁奥氏体铸铁2892,L-NiCuCr15-6-2A4361类F410002892,L-NiCr20-22类F410022892,L-NiCr30-33类F41004奥氏体延展性铸铁2892,SNiCr20-2A439D2类F43000橡胶丁腈橡胶1629,NBRD1418NBR乙丙橡胶1629,EPDMEPDM氟橡胶1629,FKMFKM纯氟橡胶1629,FFKMFFKM柔性石墨纯石墨垫片螺旋缠绕式垫片B.2烃类化工用机械密封材料的使用温度范围密封面材料最高温度(F)碳化钨400(750)碳化硅425(800)石墨(氧化)275(525)石墨(非氧化)425(800)B.3碳化硅介绍碳化硅广泛地被用作密封面材料。它主要的优点是:硬度高,耐腐蚀,导热性好,相对石墨的摩擦系数小。根据成分和生产过程,碳化硅可分成几类。反应烧结碳化硅,无压烧结碳化硅广泛应用于机械密封。反应烧结碳化硅由硅金属、石墨在碳化硅基体中反应制得。反应产物含8%至12%的硅金属单质。无压烧结碳化硅是严格意义上的碳化硅。除了这种分类,碳化硅还存在不同的代号,晶粒结构。所以,两种碳化硅用作密封面材料时,性能不同。虽然这两种碳化硅存在区别,但也有一些共性。与无压烧结碳化硅箱体,反应烧结碳化硅与石墨的摩擦系数更小,脆性更小,硬度更低。这些区别仍然比较细微;一个显著的区别是它们的抗腐蚀性。一个经验准则是:工况PH值为4至11时,推荐使用反应烧结碳化硅;此范围之外,应使用无压烧结碳化硅。B.4硬接触密封面选取指南虽然推荐的密封面配合是石墨对硬密封面,但也有很多工况要求采用硬接触密封面。以下是选取硬接触密封面时应考虑的因素:——液体的黏度——液体的结晶——发生聚合反应的密封介质——存在大振动可选择的密封面材质主要有:碳化硅,碳化钨。总体上:如果液体润滑充分,碳化硅的性能是令人满意的。但是,碳化钨对碳化钨组合须谨慎采用。应考虑的一般原则是:a)密封介质是油类物质时,碳化钨对碳化硅组合表现出良好性能。即使在黏度低的介质中,API标准682/ISO210494/7如含硬质颗粒的水,该组合是最常用的硬接触密封面组合。b)密封介质是重油、焦油和沥青时,碳化钨对碳化钨组合表现出良好性能。密封介质是水时,该组合性能差。但是,在腐蚀性介质中性能好。应该特别注意工况条件(压力X转速),因为该材质组合允许使用温度低。c)两个无压烧结碳化硅环的组合在腐蚀性介质中性能良好,是许多化工生产当中优先选用的组合。但是,在干燥的工况下,它容易受不可修复的损伤,所以不推荐在润滑状况差的工况下使用该组合。d)两个反应烧结碳化硅环的组合同样也广泛应用于烃类加工工况。在存在硬质颗粒的工况下(如原油),它表现出良好的性能。e)应该指出:一般来讲,磨损学不赞成使两个相似的面摩擦。因此,面较窄的反应烧结碳化硅可与面较宽的无压烧结碳化硅组合。但考虑实际因素,比如耐腐蚀性,增加库房管理成本,该组合使用较少。用于硬接触密封面的一些看好的新材料、新技术正在研发当中。因为还处于应用初期,其使用标准已超出本国际标准讨论的范围。B.5辅助密封材料的使用温度范围材料最低温度(F)最高温度(F)氟胶圈(FKM)烃类介质-7(20)175(350)水基溶液-7(20)120(250)全氟胶圈(FFKM)-7(20)290(550)丁腈圈(NBR)-40(-40)120(250)柔性石墨-240(-400)480(900)*有些全氟胶圈不适用于低于20(70F)的工况B.6辅助密封材质选取指南橡胶是高聚物、填充芯的复合体,经过添加成分处理。经过正确选材,复合,添加成分,设计成型等工序,如制成O形圈,产品可用于指定工况(介质,使用时间、温度,活动或静止等)。但是,如果不经过完善的加工,橡胶辅助密封的使用寿命可能缩短。鉴于橡胶的特性,要形成一个使用指南很困难。本国际标准仅提供选择橡胶材质的指南,不讨论选择何种复合体,添加成分,填充芯等。基于广泛的使用经验,附录A密封选型指南推荐了一些聚合体(如氟橡胶,丁腈橡胶等)。复合体的具体特性应满足工况。以下是选择聚合体和复合体时可考虑的要点:a)聚合体应标注ISO或ASTM标准号,不允许使用回收处理的材料。b)应该知道,一个聚合体系列存在不同的复合体,它们的特点、性能不同。c)绝大多数橡胶采用石墨填充芯,但也有其他材料的填充芯。d)对于机械密封,一些特性尤其重要,如压缩率。e)随时间、温度、介质浓度变化,橡胶的兼容性也不同。特别是在对于高温橡胶,比如纯氟橡胶,在某些介质当中最大使用温度可能降低。f)活动辅助密封使用温度可能降低。g)复合体采用的所有聚合体成分都应标明。API标准682/ISO210495/7附录D机械密封编号D.1机械密封根据本国际标准,机械密封可采用以下简化编号方法。D.2第1位:密封种类(1,2,3)为清晰起见,种类前加字母“C”。以往对于平衡性(B),非平衡型(U)的编号是不必要的。因为本国际标准覆盖的都是平衡型密封。对密封种类的描述,参见4.1.2以及附录A-选型单2。D.3第2位:密封结构(1,2,3)为清晰起见,结构前加字母“A”。以往对于单端面密封(S),串联式双端面密封(T),双端面密封(D)的编号已过时,容易被误解。对密封结构的描述,参见3.2,3.3,3.4,4.1.4以及附录A-选型单2。D.4第3位:密封形式(A,B,C)这一位编号没有前缀。以往对于普通形式(P),带急冷口,泄漏口或排漏口的节流形式(T),或带辅助密封的形式(A)的编号已过时,因为每个密封类型都有具体的密封压盖结构。对密封形式的描述,参见3.73,3.74,3.75,4.1.3以及附录A-选型单2。D.5第5位:冲洗方案附录G指定了1位或多位数字。字母“X”可以置于任意位置,但必须有说明。D.6非标准编号以往对垫片材质的编号已经被取消,因为生产初期,垫片不作为主要成本项考虑。如果密封编号设计到种类或结构,建议采用本标准的编号方式。如果编号有冲突之处,优先选取种类和结构的编号。D.7总结本标准的编号方式不同于已沿用多年的ISO13709所规定的编号。对于包含许多泵和机械密封的新项目,密封编号尤其有用。这种编号方法不涉及密封的结构细节。结构细节可查阅密封数据单。举例1:C1A1A11:第1类,第1结构(单端面),A形(推动辅助密封式),采用11冲洗方案。根部本国际标准,这个编号的密封包括:a)密封压盖内有固定石墨节流环(7.1.2.1)b)氟胶圈(6.1.6.5.1)c)多弹簧(4.1.3)d)石墨-无压烧结碳化硅,两个无压烧结碳化硅密封面(6.1.6.2.2和6.1.6.2.3)e)1个冲洗入口(6.2.1.2.1)举例2:C3A2C1152:第3类,第2结构(不受压),C形(静止波纹管),采用11+52冲洗方案。根部本国际标准,这个编号的密封包括:a)两个金属波纹管(4.1)b)能承受一定反压的湿接触式内侧密封(7.2.1.1)c)缓冲液和接触式隔离腔密封(7.2.1.3)d)辅助密封为柔性石墨(4.1.3)e)石墨-反应烧结碳化硅密封面(6.1.6.2.2和6.1.6.2.3)f)分布冲洗系统(6.2.3.2)g)切向缓冲液出口(7.2.4.2)h)如果轴套内孔直径大于63.5mm(2.5in),可采用3/4NPT缓冲