API十版解读八九十版本区别PPT课件.ppt

API 610第十版解读 GB T3215 2007代替GB T3215 1982 1 前言 本文主要介绍两部分内容 一是API610第8 9 10版的演变过程和三版的主要差异 二是介绍如何按ANSI API610第10版设计石油 重化学和天然气工业用离心泵 目的就是为了加深对API610标准的理解 从应用的角度去理解标准的要求 API610标准涵盖的离心泵包括18种结构型式 在此只介绍单级悬臂式离心泵中卧式的OH1和OH2型 即按API第10版设计单级悬臂式离心泵OH1型和OH2型 但由于此内容也是很多的 只想介绍其中的主要注意点 2 API610标准第8 9 10版演变过程 API610是美国石油学会为石油 重化学和天然气工业用的离心泵而制订的标准 经过几版的修改 补充和完善 已成为美国石化工业的用户和泵制造厂之间共同依据的标准 美国石油学会对API610第7版做了较大的修改 增加了很多内容 于1995年8月颁布了API610第8版 虽只是美国石油学会的标准 但得到了世界的公认 各国类似的标准基本上都被API610第8版替代 3 API610标准第8 9 10版演变过程 国际标准化委员会ISO TC115泵技术委员会SC3分会和ISO TC67技术委员会SC6分会于2003年1月起草了ISO13709标准讨论稿 是以API610第9版由美国石油学会发布 2004年10月美国标准化委员会颁布了ANSI API610第10版等同ISO13709国家标准 这样API610第10版就成为美国石油学会 美国国家和ISO的三重标准 4 主要内容 第一章 编制单位及书写格式的区别第二章 适用范围和术语的区别第三章 基本设计的区别及注意点第四章 辅助设备的区别及使用注意点 5 第一章编写单位及书写格式 1 1编写单位API610第8版是由美国石油学会起草 主要代表了用户对泵制造厂提出要求 API610第9 10版是由ISO TC115泵技术委员会SC3分会和ISO TC67技术委员会SC6分会联合起草 除了代表用户对泵制造厂提出要求外 也反映出泵制造厂的要求 6 1 2书写格式API610第9 10版是由ISO起草的 是按ISO IEC导则第3部分 国际标准的结构和编写规则 编写的 API610第8版是按API的编写格式编写的 Thischapterisend Thankyou 7 第二章适用范围及术语的区别 2 1适用范围API610第9 10版规定本标准不适用无密封离心泵 而第8版没有此规定 2 2术语和定义2 2 1术语的区别术语的数量有变化 第10版有59个术语 第9版有60个术语 第8版有57个术语 第9 10版相对第8版 取消了第8版中的比重 节流衬套两个术语 增加了基准标高 公称管径 见证 目睹 等术语 8 2 2 2几个关键术语的解释1 最小连续稳定流量 在不超出本标准所规定的振动限定下泵能够工作的最小流量 2 最小连续热限制流量 泵能够维持工作而其运行不致被泵抽送液体的温升所损害的最小流量 3 必需汽蚀余量 通过卖方用水进行试验来确定的导致扬程下降3 对多级泵而言是首级扬程 的汽蚀余量 4 有效汽蚀余量 由买方根据该泵装置 液体在额定流量和正常抽送温度下 确定的汽蚀余量 9 5 允许工作区 泵被允许的工作区域 这一区域是根据振动处在国际标准的上限之内 或根据温升 或根据其它限制而划定 允许工作区由制造厂规定 6 优先工作区 在该区域内 泵的振动处于本标准的基本限度之内 2 3分类和型号1 对18种结构型式 第9 10版皆给出了每种结构型式的定义 而第8版只给出了18种结构型式 没给定义 2 第9 10版规定了有3种结构型式即OH1 OH4 OH5属于不符合本标准所有要求的泵型 在第 10 8版没有指明 它是规定 对于使用条件不超过下列界限中任何一条的不易燃 无危险的介质可以不达到本标准的所有要求 但必须在使用寿命 材料 轴刚度 机械密封 轴承 辅助管路等六个方面达到本标准要求 使用条件界限是 最大吐出压力 1 9MPa 最大吸入压力 0 5MPa 最高泵送介质速度 150 最高转速 3600r min 最大叶轮直径 悬臂泵 330mm Thischapterisend Thankyou 11 第三章基本设计的区别及注意点 3 1概述的区别及注意点3 1 1区别1 第8版规定 本标准所涵盖的设备应当设计和制造成使用寿命至少为20年 不包括规定的易损件 连续运转寿命至少为3年 第9 10版寿命没变 但给出 使用条件苛刻 误操作和不正常的维护都会降低寿命 2 第9 10版比第8版增加了买方应当规定该泵是否可作为液力回收透平机用 以及附录C是否适用 12 3 第9 10版比第8版增加了 除非另有规定 基准面应是卧式泵的轴中心线 立式管道泵的泵吸入口中心线 以及立式悬吊式泵基础的顶部 4 增大叶轮与隔舌之间的间隙条件 第8版规定是 单级扬程200m 单级功率225kW以上 而第9 10版规定 转速高于3600r min 单级功率300kW以上 5 第9 10版比第8版增加了 整体齿轮箱驱动泵 也可以不把泵设计成无需拆卸吸入管路或吐出管路 或挪动驱动机即可拆除转子或内部零件的形式 13 6 第9 10版规定 设备 包括所有的辅助设备应设计成在户外安装的形式 卖方应提出对设备采取的保护要求 第8版规定 买方应提出设备是装在室内还是户外 3 1 2设计中的注意点1 汽蚀余量卖方应该在数据单上规定出泵在额定流量和额定转速下输送水时的 水温低于65 必需汽蚀余量 NPSHR 对水以外的液体 例如烃类 的必需汽蚀余量不能用降低系数或修正系数的方法规定 除了规定的NPSHA外 买方应当考虑一个适当的NPSH安全余量 NPSH安全余量是一个 14 超过泵的必需汽蚀余量的NPSH 通常希望有一个工作NPSH安全余量 这个工作NPSH安全余量足以在所有流量下 从最小连续稳定流量到最大预期运转流量 保护泵免遭回流 脱流 以及汽蚀引起的损坏 卖方应当根据具体的泵型和预定的使用条件磋商一个NPSH安全余量的推荐值 在确定有效汽蚀余量时 买方和卖方应当弄清最小连续稳定流量与泵的汽蚀比转速之间的关系 一般说来 以与泵的最佳效率点流量的百分数表示的最小连续稳定流量值随汽蚀比转速的增加而增加 但是 其它因素诸如泵的能级 常指每级扬程 和水力设计 输送的液体 以及NPSH安全余量也会影响到泵在较宽流量范围内良好地运转的能力 研 15 制能胜任小流量工况运行的泵设计是一项正在发展中的技术 选择汽蚀比转速大小和NPSH安全余量时 应当考虑现有的工业水平和制造厂经验 除非另有规定 基准面应是卧式泵的轴中心线 立式管道泵的吸入口中心线 以及立式悬吊式泵基础的顶部 2 稳定 连续下降的扬程曲线对于所有应用条件 泵最好是具有稳定的扬程 流量曲线 即到关死点为止 扬程曲线呈连续上升状 如果买方规定是并联运行 16 则曲线上的扬程上升量至少应当是额定流量点扬程的10 如果采用在吐出口加孔板作为实现直到关死点为止使扬程曲线呈连续上升的手段 则应在报价单上注明 3 优先选用的工作区对于所有应用条件 泵最好是具有稳定的扬程 流量曲线 即到关死点为止 扬程曲线呈连续上升状 如果买方规定是并联运行 则曲线上的扬程上升量至少应当是额定流量点扬程的10 如果采用在吐出口加孔板作为实现直到关死点为止使扬程曲线呈连续上升的手段 则应在报价单上注明 应当给泵一个优先选用的工作区 此工作 17 区位于所提供叶轮的最佳效率点流量的70 120 区间内 额定流量点应位于所提供叶轮最佳效率点流量的80 110 区间内 为优先工作区确定具体范围和给额定流量点定位的目的并不是想要诱使人们去开发更多规格数目的小泵或是排斥使用高比转速泵 对那些已确知在规定区间以外的流量点工作得令人满意的小泵 和对优先工作区比规定工作区间狭窄的高比转速泵 如果合适的话 在提出报价单时也应把这两种泵同时列上 并且把他们的优先工作区清晰地标示在报价单曲线上 应当按照附录A中的规定计算泵的比转速 18 所提供的泵的最佳效率点最好位于额定流量点和正常流量点之间 4 大型泵的振动要求单级扬程超过200m和单级功率超过225KW 300hp 的泵可能需要特殊措施来减小叶轮叶片通过导叶或隔舌所产生的频率振动和小流量时的低频振动 对于这类泵 导叶或蜗舌与叶轮叶片外圆周之间的径向间隙至少应当为最大叶轮叶尖半径的3 对于导叶式泵 和最大叶轮叶片尖半径的6 对于蜗壳式泵 最大叶轮叶尖半径是指能够用在泵壳内的最大叶轮的半径 见5 1 6 百分比间隙按下式计算 P 100 R2 R1 R1 19 式中 P 百分比间隙 R2 蜗壳半径或导叶进口 导叶头部 的半径 R1 最大叶轮叶片尖的半径 本节所包括的泵的叶轮 在发货前 卖方为达到规定的性能 采取钳工修锉 叶片 或V型切割 叶片 的方法进行水力性能的修正 并经试验确认 卖方应把这些修改按9 3 4 1节的规定形成文件 并通告买方 工作转速高于3600r min 单级功率在300kW 400hp 以上的泵甚至可能需要更大的间隙和其它特殊的结构特点 对于这类泵 应当由买方和卖方共同商定特殊要求 把对各种具体泵型的实际运转经验考虑进去 20 3 2设计中对泵型的注意点表1中所列的泵型具有特殊设计的特点 而且只当买方有规定时和制造厂以证明对这类有成功经验时才可提供 表1列出了对这些泵需要特殊考虑的要点 并在括号内给出与本标准相关的子条款 表1几种特定泵型的特殊设计要点 21 续上表3 3压力泵壳3 3 1区别第9 10版与第8版对此规定的区别很大 主要有几下几个方面 1 第9 10版规定了最大吐出压力的计算方法 最大吐出压力为最大允许工作压力再加上10 22 的压差 10 的压差是考虑扬程的提高 转速瞬时提高和试验误差 2 第9 10版规定 压力壳体的设计应按刚度设计 在同时承受最大允许工作压力 和对应的温度 和两倍的允许管口负荷下 壳体的变形不能造成密封面漏泻或转动件与静止件接触 壳体的强度是次要的 压力壳体的强度计算应满足其拉伸应力不应当超出最大规定温度时材料最低抗拉强度极限的0 25倍 对于铸件还要乘以相应的铸件系数 3 轴向剖分式结构泵的适用条件没变 但在第9 10版中规定 卖方有超出这些条件的成功的设计经验 可以提出采用轴向剖分式结构 买方应予考虑 23 4 泵体连接螺栓的计算方法 第9 10版新增加了应使螺栓拧紧到产生大于设计拉伸应力的拉应力 其值应在材料屈服极限强度的0 7倍范围之内 5 第9 10版规定 与齿轮箱成一整体的泵 OH6 压力泵壳也可设计成双重压力等级 而第8版中没有此内容 3 3 2设计中需注意的问题1 在同时承受最大允许工作压力 和对应的温度 和表4中列出的作用到每个管口上两倍的允许管口负荷的最坏组合的情况下 做到运转无泄漏或转动部件与静止部件之间无接触 24 2 任何材料的压力泵壳设计中使用的拉伸应力不应当超出最大规定工作温度时材料最低抗拉强度极限的0 25倍 对于铸件 应乘以表2 见下页 中所列的相应铸件系数 在报价单中 制造厂还应当说明材料性能以及所用铸件系数的来源 例如ASTM标准 3 除非另有规定 立式悬吊式泵 双壳泵 整体齿轮驱动泵 OH6型 以及卧式多级泵 3级或3级以上的泵 可以设计成双压力等级的形式 如果买方规定的话 吸入部位应设计成具有和吐出部位一样的最大允许工作压力的形式 买方应当考虑在这种泵装置的吸入侧安装安全阀 25 4 除非另有规定 如果规定的工况属于下列情况之一者 则必须使用径向剖分泵壳的泵 a 如果抽送温度超过200 如果泵可能遭到热冲击 则应当考虑更低的温度极限 b 在规定的抽送温度下抽送相对密度小于0 7的易燃或危险液体 c 在额定吐出压力超过10000kPa条件下抽送易燃或危险液体 表2铸件系数 26 3 4管口和压力泵壳接头3 4 1区别1 第9 10版只比第8版增加了对法兰盘光洁度执行ASMEB16 5和ASMEB16 47的要求 2 第9 10版比第8版增加了按附录F的方法比按允许管口负荷的方法会使轴的不对中增大50 3 4 2设计中需注意的问题1 管口和压力泵壳上其它接头的孔口都应采用标准的管径 不应当采用DN32 65 90 125 175和225的孔口 2 如果有规定 可以采用符合GB T7307的圆柱形螺纹 如果采用圆柱形螺纹 则应当使用一 27 个平面垫圈来密封接头 接头凸台应当具有适合于垫圈密封的机械加工的平面 图1 图1适合于垫圈密封的机械加工平面 用于采用圆柱形管螺纹时 3 在买方接口接头处 使用机械加工的和双头螺柱连接的接头需要买方同意 如果买方同意使用 这些接头应当符合ISO7005 1或ISO7005 2的车平端面和钻孔加工的要求 双头螺栓和螺母应以安装好的型式提供 每个双头螺栓两端开始的1 5扣螺纹应当切削掉 28 3 5转子3 5 1区别1 第9 10版规定叶轮应当是整体铸件 锻件或焊合件 第8版焊合叶轮需要有买方的特别批准 2 第9 10版增加了轴与密封轴套的配合应采用G7 h6 3 第9 10版增加了轴上可能被定位螺钉损坏的部位应车出空刀槽 4 第9 10版增加了单级和两级泵的转子应设计成它的第一阶干挠曲临界转速至少高于泵最高连续工作转速的20 29 3 5 2转子的注意点叶轮应当有实心的轮毂 如果叶轮轮毂型芯的空间用金属熔点不低于260 对铸铁材料 和金属熔点不低于540 对铸钢材料 则轮毂可铸有空心的 注 充填空心叶轮轮毂的目的是为了在用热装法拆卸叶轮时 尽量减少对工作人员的危害 3 6耐磨环和运转间隙3 6 1区别第9 10版增加了对于有非常低咬合趋势的非金属耐磨环 卖方可建议采用低于表5最小运转间隙 30 3 6 2需要注意的问题1 径向运转间隙用来限制内部泄漏 必要时可包括轴向运转间隙 但不应当使用叶轮辅助叶片或紧密的轴向间隙来平衡轴向推力 泵壳内部应当装有可更换的耐磨环 叶轮应当有整体的耐磨表面或可更换的耐磨环 2 由可硬化材料制造的摩擦副耐磨表面应当具有至少50布氏硬度的差 除非静止的和旋转的耐磨表面都具有至少是400的布氏硬度 31 3 7机械密封3 7 1区别1 第9 10版规定机械密封系统应按照ISO21049 API682 的要求 将第8版中如机械密封不采用API682的所有条款全取消了 2 第9 10版将第8版中规定的机械密封旋转件与密封腔孔和压盖孔之间的最小半径间隙3mm的规定取消 3 7 2注意点填料密封在新标准中不再提出 32 3 8动力学3 8 1区别3 8 1 1平衡 轴承及轴承箱1 第9 10版将第8版中规定的叶轮 平衡鼓及类似的主要旋转零部件应该动平衡达到ISO1940的G1 0级变为没有规定时为G2 5级2 第9 10版中提出每根轴上两个径向轴承和一个双作用的轴向 推力 轴承支承 3 第9 10版规定轴承装在轴承套上需经过买方批准 而第8版规定轴承必须直接装在轴上 轴承套是不允许的 33 4 第9 10版增加了如果载荷超过了成对角接触球轴承的负荷能力 可采用可代替的滚动轴承组 而第8版规定此时只能采用推力轴承 5 第9 10版增加了强制润滑的流体动压轴承应布置成尽量减少泡沫形成 排油系统应保持油位和泡沫低于轴端密封 6 关于轴承油池的冷却方式 第9 10版规定最好使用冷却盘管 水冷套应设计成冷却油池 而不能直接冷却轴承外环 注 冷却轴承外环会减少轴承内间隙 并导致轴承失效 34 3 8 1 2润滑及材料1 第9 10版增加了也可采用润滑脂 润滑脂的寿命在2000 25000时 应采取措施给运行中的轴承注入润滑脂 并有效地排处旧的或多余的润滑脂 卖方还应规定重入润滑脂的时间间隔 在寿命长于25000时 不用采取注脂的措施 2 第9 10版增加了暴露于泵送液体中的垫片和O型圈的材料规范应在报价书中标记出 如选用O形圈其限定的应用范围应符合ISO21049的规定 35 3 第9 10版在附录H中增加了非金属磨损零件的材料和管路材料 详见第9 10版的附录H的表H 4和表H 5 4 第9 10版增加了如果有规定 买方和卖方之间协商的涂层形式应适用于叶轮和其它泵送液体流经的零件 以减少腐蚀 如果涂层用于转动零件 在做涂层之后应进行平衡检验 平衡过程和涂层的顺序应当经过协商 在数据表的备注部分应当说明这些涂层要求 为了减少对业已涂层表面的平衡校正 转动零件在涂层之前应进行平衡检验 涂层后的平衡检验 如果修复的涂层面积小 修复后可以不再进行最后的平衡检验 36 3 8 2动力学中需注意的问题1 离心泵的振动随着流量而变 通常在最佳效率点流量附近其值最小 并且随着流量的增大或减少而增加 从最佳效率点流量起振动随流量的变化取决于泵的能量密度 比能 比转速及汽蚀比转速 通常 振动的变化随能量密度的增加 比转速增大和汽蚀比转速增大而增加 2 根据这些规律 离心泵的工作流量范围可以分成两个区 一个称为 最佳效率区 或 优先工作区 在此区内 泵表现出低振动 另一个称为 允许工作区 此区以这样的流量点来确 37 确定 即在此区内的流量下泵的振动较高 但仍然是 可以接受的 水平 除振动之外的其它几种因素 例如 温升随着流量减少而增大 或必需汽蚀余量随着流量增大而增大 这两个因素可能会决定 允许工作区 变得更窄 具体可见API610第10版的5 1 14 3 允许的工作区应在报价单中说明 如果允许工作区受到振动以外因素的限制 则这个因素也应在报价单中予以说明 4 如果零件的D b比不小于6 0 零件平衡可以在一个平面上进行 5 如果有规定 叶轮 平衡鼓及类似的主要旋转部件应当进行到GB T9239G1级的规定的动平衡 38 6 使用现代平衡机 使装在平衡芯轴上的零部件可平衡到ISO1940 1G1级甚至更小的值 这要视该部件的质量而定 以及用残余不平衡量的校核来验证该部件的不平衡量是可以做到的 但是 与小于ISO1940 1G2 5级不平衡量关联的质量偏心距e甚小 例如 对于一个想在3600r min下运转的部件来说 G1 0级会得出e 1 78 m 以致于如果该部件经过拆卸和重装 此质量偏心距就不能保持 因此 零部件的平衡等级低于G2 5时 平衡等级就无法重复再现 7 每根轴均应由两个径向轴承和一个双作用的 39 轴向 推力 轴承支承 此双作用轴向轴承可与两个径向轴承中的一个组合或不组合使用 轴承应该采用下列组合中的一种 径向滚动轴承和滚动推力轴承 流体动压径向轴承和滚动推力轴承 或者流体动压径向轴承和推力轴承 除非另有规定 轴承的型式及组合应按表9中规定的界限或根据用户的规定选用 8 为了避免脆裂故障 低温作业的结构材料应当适合于本规范和其它要求中规定的最低设计金属温度 买方和卖方应就使用 维护 运输 安装 试运转以及试验期间可能出现的情况所需要采取的特殊措施进行协商 40 9 卖方在规定制造方法 焊接工艺 以及钢制承压零件材料的选择 此材料处在塑性 脆性转变温度之下使用 时 必须遵照以取得的成功的设计经验 因为公认的各种标准上给出的材料许用应力皆是依据材料的最小伸应力 没有把材料的不脱氧 半镇静 全镇静 热轧或正火分开 也没有把细化晶粒或粗化晶粒分开 卖方在选择预期在