API682-标准概述 中文
关于API682标准
关于API682标准发表时间:2007-7-28 11:54:53美国石油协会对离心泵转子泵用的机械密封执行API682标准，其适用范围为温度—40℃～260℃,压力0～34.5bar，轴径30～120mm.API682标准的要点如下：(1)所有的标准型机械密封均应为集装式设计(不含钩式轴套型集装式)，集装式密封应无需挪动电机就能装拆。
(2)标准型机械密封型式有三种。
A.滑动式多弹簧密封，其配对密封面为SiC-浸渍石墨，0型圈为氟橡胶(当运行温度或化学相容性不允许使用氟橡胶时，应用FFKM合成橡胶)，弹簧为哈氏合金C，其余部件(如轴套、压盖、限位器等)为316不锈钢。
压盖内需设置一个优质石墨制成的节流衬环。
B.底温旋转型波纹管密封，其配对密封面为SiC/浸渍石墨，0型圈为氟橡胶(当运行温度或化学相容性不允许使用氟橡胶时，应用KAL(合成橡胶)，波纹管为哈氏合金C，其余部件(如轴套、压盖等)为316不锈钢。
压盖内需设置一个优质石墨制成的节流衬环。
C.高温静止型波纹管密封，其配对密封面为SiC/浸渍石墨，0型圈为柔性石墨，波纹管为Inconel718，其余部件(如轴套、压盖等)为316不锈钢。
压盖内需设置一个优质石墨制成的节流衬环和一个青铜制成的防结焦档圈。
(3)密封配置：1.单端面密封；2.无压双重密封；3.有压双重密封。
(4)加大密封腔径向尺寸(间隙最小为3mm)。
(5)对影响密封性能和寿命的尺寸和配合要求如下：a.密封压盖和密封室应准确对中，压盖与密封室内外止口的同心度为0.03mm。
b.轴和轴套的间隙配合采用G7／h6。
依据直径的不同，其名义间隙为0.025—0.075mmc.密封室的端面跳动量每20mm不应超过0.0lmm(6)采用浮动小间隙喉部节流衬套。
(7)对液化气体，密封腔压力与液化气最大汽化压力的差值应不小于3.5bar或不小于最大汽化压力的10％。
(8)APl682规定储液箱的最小储液量为20升。
API682标准简介
机械密封摩擦副材料
工程陶瓷：氧化捛，氮化硅，碳化硅；
常用陶瓷：氧化捛-硫酸，盐酸，硝酸，醋酸中常用。
碳化硅-低摩擦系数，高硬度，耐磨，耐热，抗热震，热传导
-分类；反应烧结，无压烧结，热压烧结
反应烧结碳化硅；SiC+Si组成致密烧结毛胚，与硅粉在真空炉加热1600-1800°C，反应
烧结而成，标准含7-11%游离态硅。
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Ni-Cu系列 合金
Ni-Mo系列 合金
名称
Monel蒙耐 尔合金
HastelloyB哈B合金
特性
对苛性钠，流动海水，稀硫酸，氢氟酸，在还原条件下比镍，在 氧化条件下比钽有良好的耐蚀性
时效型蒙耐尔合金，耐硫酸，盐酸。
备注
Alloy400
Hastelloy-B （B-2）
Ni-Mo-Cr 系列合金
Ni-Si系列 合金
氟橡胶（FPM，VITON）-含氟烯烃共聚物-耐温，耐油，耐蚀 乙丙橡胶（EPDM，EPM）-丙烯烃共聚物-耐溶剂，耐蒸汽 硅橡胶（SI）-二甲基硅烷与有机硅单体聚合物-热稳定性 庐丁橡胶（MPVQ，MVQ）-耐热性，耐蚀性，耐臭氧性，耐侯性 全氟醚橡胶（FFKM，KALREZ）-全氟高聚弹性体-耐热，耐蚀，抗老化
[机械仪表]API682中文
![[机械仪表]API682中文](https://img.taocdn.com/s3/m/34488bf75ff7ba0d4a7302768e9951e79b8969a2.png)
（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。
1
API 标准 682
A 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。
（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
3.4 布置方式 3 密封
集装式双密封，阻塞流体由外部供给。
3.5 背对背结构
双密封，两组弹性元件位于两组摩擦副之间
11
API 标准 682
3.6 平衡型密封
载荷系数小于 1 的机械密封
3.7 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
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 ISO 13709 以外的密封腔，主要适用于 ANSI/ASME B73.1、 ANSI/ASME B73.2 和 ISO 3069 C 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】）。
机械密封冲洗方案-API682
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。
机械密封API682标准冲洗方案
机械密封API682标准冲洗方案PLAN11出口自冲洗介质由泵的出口经管线进入机械密封实施冲洗。
适用情况：1.清洁介质(介质本身须清洁)2.介质温度不高于110℃3.泵进出口间的压差不能大于10Bar大于10Bar．则需设节流阀)PLAN13入口自冲洗介质由入口经管线进入机封实现液体的循环流动适用情况：1.泵进出口压力差大于10Bar2.清洁介质3.介质温度不高于110℃PLAN21出口冷却自冲洗介质由泵的出口经冷却器降温后，再进入机械密封，实现对密封的冷却.适用情况：1.介质温度高于110℃2. 清洁介质PLAN52不加压冷却方式利用压力小于工艺流体压力但不低于大气压力的阻隔流体，注入密封室中。
由于隔流体压力小于工艺流体压力，少量工艺流体泄漏至阻隔流体中，被阻隔流体出密封室，到密封系统或放空系统中进行处理，从而避免工艺流体的直接排放大气和环境的污染。
技术要求:1. 低压阻隔流体防止渗漏，但阻隔液压力不得低于O．7公斤／厘米2. 阻隔流体须清洁，润滑，且和介质相溶3. 阻隔流体的流向应与轴的旋向相同适应场合:低沸点、易汽化的介质危险品不允许介质被污染的制药行业PLAN53加压冷却方式利用压力大于工艺流体和大气压力的阻隔流体注入密封室中，由于阻隔流体压力大于工艺流体压力，防止了工艺流体向阻隔流体的泄漏，从而有效地防止工艺流对大气和环境的污染。
技术要求:1.阻隔流体压力至少比密封腔压力高1—2公斤／厘米2.阻隔流体须清洁，润滑，且和介质相溶3.阻隔流体的流向应与轴的旋向相同适应场合:易结晶或固化的介质易聚合介质常温含颗粒的介质PLAN54加压冷却方式利用加压泵给阻隔流体加压，压力比工艺流体压高1—2公斤／厘米2一方面，提高阻隔流体的循环速度，加快对密封面的冷却；另一方面，阻止工艺流体通过内侧密封向阻隔流体系统的泄漏，避免工艺流体对大气和环境的污染。
技术要求:1. 阻隔流体压力比密封腔内工艺流体压力高1—2公斤／厘米2. 阻隔流体须清洁，润滑，且和介质相溶机械密封及其管路系统的选用一、概述随着环境保护和人类健康要求的提高，对机器的泄漏要求也不断提高。
API682(第三版)中文图例
冷却水入口
排污口， 常闭
冲洗液 出口
冲洗液 入口
PLAN52
排空，常开
孔板
补液口 常闭
储液罐
压力显示
压力开关 （高报警）
液位开关（高报警） 液位指示 液位开关（低报警）
冷却水出口
冷却水盘管 冷却水入口
排污口， 常闭
冲洗液 出口
冲洗液 入口
PLAN53A
常开
补液口 常闭
储液罐
压力显示 压力开关 （低报警）
密封气 进口
排污
PLAN74
1 - 排污口，常闭 2 - 密封气入口，常开 3 - 过滤器排污，常闭
A - 凝结式过滤器 B - 减压阀 C - 流量指示 D - 流量开关（高报警，可选项） E - 压力开关（低报警） F - 压力指示 G - 单向阀
PLAN75
排污
液位显示
压力开关 高报警
压力显示
隔断阀
排空，常开
孔板
收集罐，位于 密封排污口下端
液位开关（高报警）
排污口， 常闭
PLAN76
排空
排空 常开
排污
排污口， 常闭
孔板
压力显示 压力开关（高报警）
排污口， 常闭
密封管路推荐配置
理想的管路布置
1、管路损失最小 2、管路尽量粗大 3、管线向上溢流 4、管线弯曲半径尽量大 5、最优的热虹吸效应
液位开关（高报警） 液位指示
液位开关（低报警）
冷却水出口
冷却水盘管 冷却水入口
排污口， 常闭
PLAN53B
冲洗液 出口
压力显示
压力源 常闭
冲洗液 入口
气囊式 蓄能器
常闭
API682附录机封材料标准
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，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。
2-2机械密封辅助系统-API682-2002
不允许使用氟橡胶时，应用FFKM合成橡胶)，波纹管为哈氏合金
C，其余部件(如轴套、压盖等)为316不锈钢。压盖内需设置一 个优质石墨制成的节流衬环。
•C型密封是高温静止型波纹管密封，其配对密封面为烧结碳化 硅对优质浸渍石墨，O型圈为柔性石墨，波纹管为Inconel
718(一种高等级的 Ni-Cr 合金)，其余部件(如轴套、压盖等)
API682 离心泵和转子泵用 机械密封辅助系统
API 682-2004
API682简介
美国石油协会 1994年10月颁布的API 682《离心泵、转 子泵用的轴封系统》(Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps) 对离心泵和转子泵用的 机械密封提出了最低限度的要求。其适用范围为：温度40～260℃；压力0～34.5bar，轴径30～120mm。
（2）密封类型被定义为A、B 和C 型。
• A 型密封是弹簧推力式密封，主要由旋转挠性元件、反 应烧结或热压烧结碳化硅对优质抗疱疤碳石墨、C-276 合 金弹簧、氟橡胶O 形圈和316SS 不锈钢金属元件组成。
•B型密封是低温旋转型波纹管密封，其配对密封面为烧结碳化 硅对优质浸渍石墨，O型圈为氟橡胶((当运行温度或化学相容性
常见问题： 1. 该方案可以防颗粒，防气化，防高温，防腐蚀性，是解决单端 面最好的方案，是不是所有单端面都可以采用此方案呢？ 不是。首先，PLAN32 成本极高，高于PLAN52；其次，需要现场 有合适的冲洗流体，并且有大量消耗；三，会稀释或污染泵送物 料。所以，一般尽可能不选用该方案，仅为降温更不考虑选用。
错。PLAN11不能降温，只能抑制温升。冲洗流量过大，会降低 泵的效率，提高密封腔压力。
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压力锻造
A 182 A 182 A 276
普通棒料
prEN10272 EN10088-3 EN10088-3 EN10088-3 (DIN17240) 683-13-10 683-13-19 683-13-10 683-13-19 (SEW410) EN 10213-4 prEN10272 prEN10272 EN10088-3 EN10088-3 EN10088-3 EN10088-3 EN10088-3 EN10088-3 EN10088-3 EN10088-3
国际标准 ISO (??)
欧洲标准 EN10213-2 prEN10273 prEN10084 EN10213-4 (DIN 17445)
欧 洲 代号 GP240GH C22G2 C15E GX7CrNiMo12-1 GX5CrNi13-4
材料号码 1.0619 G 5151 1.0619 1.0460 G 3202 1.1141 1.4008 1.4313 G 4051 G 5121 G 5121 G 3214
Table F-1-2
材料 铸造 合金 20 锻打 锻打 低碳 Ni/Mo/Cr 合金 合金-C276 棒料和管料 板材和卷材 可焊的铸钢 锻打 Ni/Cu 合金 合金 400 棒料和管料 板材和卷材 可焊的铸钢 锻打和棒料 沉淀硬化 Ni 基不锈钢 合金 718 板材和卷材 锻打 沉淀硬化不锈钢 铸造 B 473 B 564 B 574 B 575 A 494, Gr. CW-12MW B 564 B 164, Class A B 127 A 494, Grade M30C B 637 B 670 A 564, Grade 630 A 564, Grade 631 A 747, Grade CB7Cu-1 N 07 718 N 07 718 S 17 400 S 17 700 J 92 180 (LW) EN N 04 400 N 04 400 N 04 400 (DIN 17743) EN N 08 020 N 10 276 N 10 276 N 10 276 (DIN 17744) EN NiMo16Cr15W NiMo16Cr15W NiMo16Cr15W NiMo16Cr15W NiCu30Fe NiCu30Fe NiCu30Fe NiCu30Fe NiCr19NbMo NiCr19NbMo X5CrNiCuNb16-4 2.4660 2.4819 2.4819 2.4819 2.4819 2.4360 2.4360 2.4360 2.4360 2.4668 2.4668 1.4542 1.4504 (1.4542) 应用 ASTM A 744 CN 7M 美 国 UNS J 95 150 国际标准 l ISO 欧 欧洲标准 洲 代号 材料号码 Japan JIS
API 682 - Future / Walter Schmöller, July 2000
14
材料 碳钢
应用 压力铸造 锻造 普通棒料 ASTM A 216 A 216 A 105 A 576 A 576 A 217 压力铸造 A 487
美 国 Gr WCA Gr WCB UNS J 02 502 J 03 002 K 03 505 G 10 150 J 91 150 J 91 540 K 91 151 S 41 500 S 41 400 S 41 600
3
API 682
泵的规范
2001 2000 1999 1998 1997 1996 1995 1994 1993 1992 1991 1990 1989 API 610, 第九版
机械密封的规范
API 682, 第二版
API 610, 第八版 API 682, 第一版
API 610, 第七版
API 682 - Future / Walter Schmöller, July 2000
-40°C to 260°C -1 to 21 barg
II 类
-40°C to 400°C -1 to 41,5 barg
III 类
-40°C to 400°C -1 to 41,5 barg
20 mm ~110 mm / (0.78 英寸 ~4.3 英寸) < 25 米/秒 （80 英尺/秒）
水, 酸水 (H2S+水), 胺, 酸, 以及各类碳氢化合物（HC), 和各类化学物品。
API 682 - Future / Walter Schmöller, July 2000
第二部分 标准机械密封型号
API 682 定义了4种集装式设计的密封型号 Type A Type B Type C 旋转式弹簧密封 旋转式金属波纹管密封 静止式金属波纹管密封 + Type ES 工程密封 应用于标准中未包含的参数的工况
API 682 - Future / Walter Schmöller, July 2000
11
第二部分 标准机械密封的结构安排
API 682 标准中包含3种不同的集装式结 构安排方式 方式 1 单端面密封
第二版
每个密封腔体内，包含一个结合环（静 环）组件和一个 灵活的（动环）组件。 每个密封腔内，安装有二个结合环（静 环）组件和二个 灵活的（动环）组件。 (背对面结构配置) 每个密封腔内，安装有二个结合环（静 环）组件和二个 灵活的（动环）组件。 同时， 有高压缓冲液，液体或气体, 注入 到内端密封和外端密封之间的腔体内。
(如果需要 )
机械密封型号 Type A Type B Type C
Buka 20 / Buko 03 Buka 20 / Buka 16
X X X X ---
X X X X ---
X X ----X
e.g.Viton e.g. Kalrez G (柔性石墨 )
1.4571 Hastelloy C-4
锻造 A 182 A 276 A 276 奥氏体不锈钢 A 276 A 276 棒料 A 276 A 276 A 276 A 276
板材/卷材 锻造 双向不锈钢 棒料
A 193 A 182 A 276
Gr B 8 M Gr F 51 S31803
S 31 600 (?) S 31 803 S 31 803
(X) X --X X
--X --X X
----X X X
1.4571 石墨
API 682 - Future / Walter Schmöller, July 2000
13
材料
第二版
I 类密封
密封动环 静环
II 类密封
III 类密封
硬/硬 弹性体:
弹簧 金属波纹管 Housing
石墨 石墨 石墨 无压烧结 反应烧结 反应烧结 碳化硅 碳化硅 碳化硅 (Buka 22) (Buka 20) (Buka 20) SiC/ SiC SiC/ SiC SiC/ SiC 氟橡胶 全氟醚橡胶 (altern.: TFE, Nitrile ..) 柔性石墨 Hastelloy C 、316 or 等同材料 Hastelloy C (Type B) Inconel 718 (Type C) 316 or equivalent
< 25 米 / 秒 （80 英尺/秒） 水, 酸水 (H2S+水), 胺, 酸, 以及各类碳氢化合物（HC)
API 682 - Future / Walter Schmöller, July 2000
7
第一部分 概要 使用工矿极限
第二版
API 682 包含下列参数: 分成三类 I 类
温度: 压力： 轴径: 密封面线速度: 介质:
6
第一部分 概要 使用工矿极限
第一版
API 682 包含下列参数:
温度: 压力:
-40°C/-40°F
to
260°C / 500°F 34.5 bar /500 psia
0 bar/ 0 psia to
轴径:
密封面线速度: 介质:
20 mm /0.78 英寸 to 110 mm /4.3英寸
API 682 - Future / Walter Schmöller, July 2000
1
API 682
API 682 - Future / Walter Schmöller, July 2000
2
API 682 – 介绍目录
第一版
第二版 概要
第一部分
要求概述
第二部分
第三部分 第四部分
683-1-21
EN ISO 3506-1 e.g. 1.4401 (X5Cr NiMo17-12-2) EN 10088-1 X2CrNiMoN22-5 EN 10088-3 X2CrNiMoN22-5
A4-70 1.4462 1.4462
G 4303 G 4319 G 4303
Grl SUS 316 CI SUS 329 Grl SUS 329 Gr SUS 329
Grl SUS 403 or 420 CI SCSI 3 A CI SCSI 4 A 02M CI SUS F 304 L CI SUS F 316 L Grl SUS 302 Grl SUS 303 Grl SUS 304 Grl SUS 316 Grl SUS 316L Grl SUS 316Ti Grl SUS 321 Grl SUS 347
板材/卷材 压力铸造
A 193 A 351 A 351 A 182
Gr B6 Gr CF3 Gr CF8 Gr F 304L Gr F 316L Type 302 Type 303 Type 304 Type 316 Type 316L Type 316Ti Type 321 Type 347
S 41 000 J 92 500 J 92 600 S 30 403 S 31 603 S 30 200 S 30 300 S 30 400 S 31 600 S 31 603 S31 635 S 32 100 S 34 700