API682机械密封标准

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。7psi a）达到闪蒸点而汽化，

则称之为闪蒸碳氢化合物，如果该介质饱和蒸气压小于1bar（14。7ps a）

仍为液态，则称之为非闪蒸碳氢化合物，在这里强调的是泵送温度条件。

零泄露概念；

机械密封是防止旋转设备介质泄露的装置，然而由于主密封面特定需求，

必须润滑和通过流体（或气体）的流动而将摩擦热带走，因此正常的泄露是必要的，

对于易燃，易爆，有毒和腐蚀性介质，出于环保和安全要求不允许向大气侧泄露，因此

采用增加辅助密封和封液系统，用可向大气侧泄露的隔离液（气）去阻止介质向大气侧

泄露，此为介质零泄露的概念，关于密封组合与辅助系统随后介绍。

饱和蒸汽压；

对于闪蒸碳氢化合物密封选型非常重要的因素就是根据介质的饱和蒸汽压曲线分析密封腔介质的饱和蒸汽压，特别指出的是对于接触液膜湿密封而言，其密封工作状态必须是在液态区域，由于压力的降低或温度的升高使介质一旦达到汽化点而汽化，密封随之干运转，急剧磨损而失效，相对于非接触气膜干气密封则要求密封必须是在气态区域，介质任何液化倾向均造成主密封接触损坏而立即失效。根据标准规定，对于接触液膜湿密封其密封腔必须保证一定的温度裕度（ΔT ）和压力裕度（ΔP ），对于闪蒸碳氢化合物，一般ΔT 不小于20C °，ΔP/P 不小于30%。如果不能满足此条件，则必须采取相应降低温度和提高压力的措施，通常建议采用降低温度的措施方法。对于非接触气膜干气密封则必须采取相应提高温度和降低压力的措施以保证密封在气态工况条件下工作。有关饱和蒸气压曲线见左下图；

主密封面膜示意图

寿命成本；

由于选用时的评价标准是根据设备在使用寿命期内的总费用,而不仅仅是设备的一次性采购费用,重点指出的是节能对于新设备的报价特别重要,如果此类节能新方法提高了能源使用效益并降低了使用 期内总费用而不致牺牲安全或可靠性,则尤其应当鼓励设备制造厂对此类设备应用新的节能方法，评价设备在使用寿命期内的总费用成本方法称之为寿命成本。

机械密封的承载压力；

任何批准定型符合标准的机械密封系列产品均有标定承载压力值供选型应用参考，在应用中实际该型号的机械密封的承载压力是一变量，它与轴径，转速，主密封配对材料，介质种类，温度有关，因此首先必须按机械密封产品说明书所提供的压力轴径与转速图表确定的名誉承载压力，然后对此名誉承载压力根据主密封配对材料，介质种类，温度修正系数进一步计算修正，最后得出实际承载压力值供选型参考。

缓冲液（气）和隔离液（气）；

对于串联（Face-to-back ）不带压双端面密封，其外侧二次保护密封使用的流体统称为缓冲液（气），其压力低于内侧主密封腔介质的压力，用于接触液膜湿密封使用的缓冲液通常与安全排放区连接（如火炬），对于接触干运转密封和非接触干气密封通常注入缓冲气，注入压力为3-5psi a 。

对于带压双端面密封，其外侧密封使用的流体统称为隔离液（气），其压力高于内侧主密封腔介质的压力，隔离液（气）将密封腔戒指与大气隔离，实现零泄露。

上述流体同时起到对密封面润滑和通过循环带走搅拌和摩擦产生的热量。

2）API682（二）标准改进与增加的内容；

2．1）应用范围扩大为三类密封：

第一类密封：化工厂用，满足ＡＮＳ／ＡＳＭＥ　Ｂ７３。１，７３。２ａｎｄＩＳＯ　３０６９标准（大腔）的泵，温度－４００Ｃ－２６００Ｃ，压

力?　２２ｂａｒ

第二类密封：API 泵用，满足ＩＳＯ１３７０９（ＡＰＩ６１０”８”）的泵，温度－４００Ｃ－４０００Ｃ，压力?４２ｂａｒ

第三类密封：基本符合原ＡＰＩ６８２第一版密封标准，温度－４００Ｃ－４０００Ｃ，压力?４２ｂａｒ

2．2）各种主密封面接触形式全部纳入标准：

接触密封，接触密封又分为接触液膜湿密封（常规原标准规定）和接触干运转密封（新增）。

非接触密封，非接触密封又分为气膜非接触干气密封和液膜非接触密封（新增）。

如上右图主密封面膜示意图所示，一般液膜或气膜的厚度为3-5µ，图示为与头发对比的示意图。

2．3）机械密封产品分类延续第一版，分为A ，B ，C 三类机械密封：

Type A 类机械密封: .二次密封为“O ”型圈，多弹簧，旋转推进式密封，弹簧材料为Hastelloy C 合金。 Type B 类机械密封: 二次密封为“O ”型圈，金属波纹管组件旋转型金属波纹管，波片材料指定为

Hastelloy C-276合金

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