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泵用密封系统（适于离心泵和转子泵）1泵用轴封系统（适于离心泵和转子泵）1内容内容内容内容1.1概述对于在石油、天然气、化学工业等领域所使用的离心泵和转子泵的轴封系统，本标准给出了详细的说明和相应的推荐。本标准主要是针对一些对设备的实用性、可靠性有较高要求的（如：危险的、易燃的、有毒的）工况而制定的，从而减少因密封泄漏而造成对大气和生物圈的危害。标准中所涵盖的密封其轴径范围在20mm（0.75英寸）和110mm（4.3英寸）之间。本标准同样适用于密封备件，也可作为设备改良的参考。在标准中密封被划分为三大类别、三种型式和三种布置方式。其中，布置方式2和布置方式3又包括三种定位：“面对背”、“背对背”和“面对面”。第1.2节对密封类别、型式、布置方式和定位作出描述，并通过图2~图6作出示意。注：图1所示为密封结构方框图，图中列出了所有密封型式，由图可以对各种密封型式进行全面了解。1.2密封的类别、型式和布置方式密封可以分为以下三大类别：（1）第1类密封用于ISO13709以外的密封腔，主要适用于ANSI/ASMEB73.1、ANSI/ASMEB73.2和ISO3069C型密封腔。其工作条件为：密封腔内温度在–40℃（–40℉）和260℃（500℉）之间，绝对压力可达到22巴（315psi【磅/英尺2】）。（2）第2类密封主要用于符合ISO13709的密封腔。其工作条件是：密封腔内温度在–40℃（–40℉）和400℃（750℉）之间，绝对压力可达到42巴（615psi）。（3）第3类要求对密封设计进行严格试验，并提供测试报告。整套密封应用第10款规定的流体整体进行质量鉴定试验，测试报告中应列出第11款规定的所有数据。此类密封适用于符合ISO13709（或与之等效）的密封腔。其工作条件是：密封腔内温度在–40℃（–40℉）和400℃（750℉）之间，绝对压力可达42巴（615psi）。第11款和附录A概括了这几类密封之间的主要区别。当温度和压力超过标准规定的范围，或者被密封流体在附录A中没有列出时，可以参照其它的密封设计和选用指南来进行设计。密封有如下三种型式：（1）A型密封内装、平衡、集装、推环式机械密封。标准密封的弹性元件为多弹簧、旋转式，辅助密封元件为O形圈；（2）B型密封内装、平衡、集装式波纹管机械密封。标准密封的弹性元件为旋转式，辅助密封元件为O形圈；（3）C型密封内装、平衡、集装式金属波纹管机械密封。标准密封的弹性元件为静止式，辅助密封元件为柔性石墨。API标准6822A型、B型密封的最高工作温度为176℃（350℉），通过数据表可以选择静止式密封；C型密封的最高工作温度为400℃（750℉），通过数据表可以选择旋转式密封。密封的布置方式分为以下三种：（1）布置方式1：单密封；（2）布置方式2：双密封，两套密封之间的压力小于密封腔的压力；（3）布置方式3：双密封，两套密封之间利用外部提供的阻塞流体，压力高于密封腔的压力。此外，本标准采纳了下列新密封技术：（1）接触式湿密封“CW”：是指密封面不存在因受流体动力影响而形成的间隙；（2）非接触式密封（包括湿式和干式）“NC”：是指通过流体动力的作用而使密封面之间存在间隙；（3）抑制密封（包括接触式和非接触式）“CS”：利用一个弹性元件将摩擦副安装在密封腔内。图1所示的结构图，列出了所有密封型式，便于了解各种密封型式之间的联系。最后介绍的是布置方式2和布置方式3的三种定位：（1）面对背（旧称“串联式”）：双密封主摩擦副位于两组弹性元件之间，辅助密封弹性元件位于两组摩擦副之间。（2）背对背：双密封两组弹性元件位于两组摩擦副之间；（3）面对面：双密封两组摩擦副位于两组弹性元件之间。1.3密封性能要求符合本标准的密封应达到下列性能要求：（1）所有密封连续运行寿命不低于25000小时；（2）抑制密封在抑制密封腔的压力不高于压力开关设定的泄漏压力值【表压≤0.7bar（10psi）】的条件下，连续运行寿命不低于25000小时；在主密封失效时，至少连续运行8小时；（3）按美国环保署方法21测量，所有密封泄漏量都应控制在1000ml/m3（1000ppmvol）以内，或者满足用户当地颁布的更严标准，同时，密封连续运行寿命不低于25000小时。1.4选购密封附录F的数据表用来传达购买者的要求。通过数据表，购买者提供最少的数据，就可以确定密封代号（附录J），从而获得预算价格。数据表拟订了密封的标准结构和材料。要购买满足1.3节性能要求的密封产品，购买者必须提供与泵和输送流体相关的数据，如对密封产品有指定要求也要预先提出。泵用密封系统（适于离心泵和转子泵）3图1密封的结构API标准68241CW-FX带有固定节流套的接触式单级湿密封1CW-FL带有浮动节流套的接触式单级湿密封图2布置1：集装式单密封泵用密封系统（适于离心泵和转子泵）52CW-CW双接触式湿密封图3布置2：带有缓冲液的集装式双密封API标准68262CW-CS带有抑制密封的接触式、湿式内密封2NS-CS带有抑制密封的非接触式内密封图4布置2：有/无缓冲气的集装式双密封泵用密封系统（适于离心泵和转子泵）73CW-FB面对背结构的接触式湿密封3CW-BB背对背结构的接触式湿密封3CW-FF面对面结构的接触式湿密封图5布置3：带有阻塞液的集装式双密封API标准68283NC-BB背对背结构的非接触式密封3NC-FF面对面结构的非接触式密封3NC-FB面对背结构的非接触式密封图6布置3：带有阻塞气的集装式双密封泵用密封系统（适于离心泵和转子泵）92引用标准引用标准引用标准引用标准本文引用下列文件的条款而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。ISO和IEC协会对最新有效标准均作了记录。ISO228-1，非螺纹密封管螺纹——第一部分：尺寸、公差和标记ISO261，ISO普通螺纹ISO286-2，ISO极限与配合——第二部分：孔与轴的标准公差等级和极限偏差ISO3069，轴向吸入离心泵——机械密封和软填料用的空腔尺寸ISO7005-1，金属法兰——第一部分：钢铁法兰ISO137091)，石油和天然气工业——离心泵IEC60079，易爆气体环境中的电器设备IEC60529，外包装保护等级（IP编码）。AISI2)，美国钢铁协会的标准、编码和规范ANSI/ASMEB73.13)，立式离心泵ANSI/ASMEB73.2，卧式离心泵APIRP5204)，炼油厂减压装置的尺寸确定、选型和安装APIStd526，角钢减压阀ASMEV，ASME锅炉和压力容器编码，第五部分：非破坏性试验ASMEVIII，ASME锅炉和压力容器编码，第八部分：压力容器的设计准则ASMEIX，ASME锅炉和压力容器编码，第九部分：焊接和钎焊ASMEB1.1，英制螺纹（UN和UNR螺纹型式）ASMEB1.20.1，普通英寸制管螺纹ASMEB16.5，管道法兰和法兰配件，钢，镍合金和其它特种合金ASMEB16.11，锻钢配件，承插焊接和螺纹ASMEB16.20，管道法兰用金属垫圈——环接垫，螺旋缠绕垫和护套ASMEB31.3，工艺配管API标准68210ASMEB40.100，压力表ASMEPTC8.2，离心泵，性能测试编码ASTMA535)，镀锌焊接管、无缝钢管和热浸钢管ASTMA105，用于管路元件的碳钢锻件ASTMA106，高温装置用碳素无缝钢管ASTMA120，普通钢管、热浸镀锌（电镀）焊接管和无缝钢管ASTMA153，钢铁制品的镀锌(热镀)ASTMA181，普通管路用碳钢锻件ASTMA182，高温装置用锻造或冲压合金钢管法兰、锻造配件、阀门和其它零件ASTMA193，高温装置用合金钢和不锈钢螺栓材料。ASTMA194，高温高压装置用碳钢、合金钢螺母ASTMA197，化铁炉可锻铸铁ASTMA269，奥氏体不锈钢普通焊接钢管和无缝钢管ASTMA276，耐热钢、不锈钢圆钢和型钢ASTMA312，奥氏体不锈钢焊接钢管和无缝钢管ASTMA338，温度高达650℉（345℃）可用于铁路、船舶及其它重型装置的可锻铸铁法兰、管件和阀门零件ASTMA524，室温和低温用无缝碳素钢管ASTME94，射线探伤指南ASTME125，铸铁件磁粉探伤参考图片ASTME142，射线探伤的质量控制ASTME709，磁粉探伤操作规程AWSD1.1，钢结构焊接规范EPAMethod216)，美国环保署联邦规则的第60部分，第40款附录A。NEMA2507)，电气设备外壳（电压不高于1000伏）泵用密封系统（适于离心泵和转子泵）11NFPA708)，国家电气规范挥发性有害大气污染物，关于有害大气污染排放物的国家标准。————————————1）即将出版2）美国钢铁协会提供：110117thStreetNW，Suite1300，Washington，D.C.20036，USA3）美国机械工程协会提供：ThreeParkAvenue，NewYork，NY，10016-5990，USA4）美国石油协会提供：1220LStreet，NW，Washington，D.C.，USA20005-40705）ASTM美国材料试验协会提供：100BarrHarborDrive，POBoxC700，WestConshohocken，Pennsylvania，19428-2959，USA6）国家档案管理局提供：700PennsylvaniaAvenue，N.W.，Washington，D.C.20408，USA7）美国电气制造者协会提供：1300North17thStreet，Rosslyn，VA22209，USA8）国家消防协会协会：1BatterymarchPark，P.O.Box9101，Quincy，Massachusetts02269-9101，USA3术语定义术语定义术语定义术语定义本标准使用下列术语和定义。3.1防转机构防转机构防转机构防转机构如键、销钉一类的装置，其作用是防止密封组件中的一个零件相对于另一个相邻零件旋转3.2布置方式布置方式布置方式布置方式1密封密封密封密封集装式单密封注可以在压盖上配备一个固定节流套或可调间隙的浮动节流套3.3布置方式布置方式布置方式布置方式2密封密封密封密封集装式双密封，抑制密封腔压力小于密封腔压力注抑制密封（3.13）可以是普通的湿密封或干运转密封。内密封使用布置方式1密封的典型冲洗方案。如果抑制密封是普通的湿密封，则抑制密封腔应通入不带压的缓冲液（3.14）。如果抑制密封是干运转密封，则可通入缓冲气。3.4布置方式布置方式布置方式布置方式3密封密封密封密封集装式双密封，阻塞流体由外部供给。3.5背对背结构背对背结构背对背结构背对背结构双密封，两组弹性元件位于两组摩擦副之间API标准682123.6平衡型密封平衡型密封平衡型密封平衡型密封载荷系数小于1的机械密封3.7阻塞流体阻塞流体阻塞流体阻塞流体外部提供的流体，其压力大于泵的密封腔压力，用于布置方式3密封，使泵送液与环境完全隔离3.8波纹管密封波纹管密封波纹管密封波纹管密封采用具有弹性的金属波纹管既提供弹力，又起辅助密封作用的机械密封型式3.9缓冲流体缓冲流体缓冲流体缓冲流体外部提供的流体，其压力小于泵的密封腔压力，用于布置方式2密封起润滑端面和/或稀释泄漏液的作用3.10集装式密封集装式密封集装式密封集装式密封全部组合成一个整体的密封（包括摩擦副零件，弹性元件，压盖和轴套），装配时已经预先调整好密封压缩量3.11连接连接连接连接与管道或管口相配合的螺纹或法兰接头3.12接触式密封接触式密封接触式密封接触式密封密封摩擦副端面间未设计产生流体动压效应，因而不能形成流体膜来打开端面注事实上，接触式密封有时也可能会在端面形成一个完整的流体膜，但这种情况很少出现，而且不可能稳定，因为其端面未开设沟槽、缓冲坝、波纹面一类的几何要素来确保密封面分开，而通常是端面的少量高