耗时近6年，新版API 682机械密封标准终于修订完毕，将于近期生效。自1994年推出以来，在石油天然气行业及（石油）化工行业离心泵密封和供应系统的采购和运行方面，API 682标准一直被认定为全球性“唯一”标准。API 682是一项“活跃”的标准，其更新版本当中新加入了丰富多样的实际经验。

美国石油协会（API）于1919年在华盛顿创立，其成员包括来自石油天然气行业以及石油化工行业的近500家公司，协会自1924以来一直致力于制定各种技术标准。目前，API已经制定了大约500项标准，这些标准针对各种过程和部件做了详尽的规定，并最终确保了最高水平的运行和过程可靠性。这些API标准清晰地定义了各种试验方法和试验步骤，它们不仅在美国生效，在许多情况下，这些标准还发展成为了世界性的行业标准。API标准经常被认为是“安全和可靠性”的同义词。

其中一些标准，包括针对机械密封和密封供应系统的API 682标准，一直以来被广泛应用，同时还在工业应用范围以外被引用。新版API 682标准的编写者指出，新标准从来没有考虑工业外的应用范围，并明确了API 682标准适用范围，这些标准仅适用于泵机的密封系统，而不适用于搅拌机或压缩机。而且此标准适用于石油天然气以及（石油）化工行业，而不适用于供水或者食品行业。

20世纪90年代中期以来的标杆

有关机械密封的初始信息最初在API 610泵机标准内提供。20世纪90年代，API 682逐步发展成为一个针对机械密封及其系统的标准。API 682标准得到了用户和制造商的认可，并不断地得到了维护和更新。

API 682标准不只是针对单一的技术解决方案。除了经过证实和试验的标准解决方案（默认方案）之外，该标准还特意列出了备选解决方案（备选方案），以及订制化的解决方案（专门设计解决方案）。第4版新标准比以往版本更具多样性。

API在对密封件的相关规定更多的从实际出发，委员会由25位成员组成，这个专门的委员会自2006年以来一直从事2004年生效（至今仍然有效）的第3版API 682标准的更新工作。委员会的成员除了有来自领先密封系统制造商（包括EagleBurgmann公司）之外，还有来自著名的设计公司，规模较大的能源公司（例如ExxonMobil、Shell和Total），以及密封解决方案的实际用户。

经过核查和试验的安全性

目前仍然有效的API 682版本标准总共200页，第4版如今已达到260页。修订版本内容分为11章的正文和范围扩充的详尽附录。例如，附录1用20多页的篇幅提供了符合API规定的密封质量鉴定试验的详细信息。

“默认密封”以及“可选密封”必须采用可代表典型API应用的5种不同介质和清晰定义的工作条件进行试验。这些实验方案与所描述的密封设计方案相结合，将产生大量的可能试验变型。在此过程当中，密封类型产品每项试验所花费的时间可多达200h。典型工业密封设计将记录在试验证书和详细报告之内。可以针对“专门设计密封件”与用户商定合格性试验。

实质上，API 682标准最核心的目标是核查并试验产品的安全性。API 682的目标是让系统连续运行至少3年（25000个工作小时，且符合法律规定的排放值要求，美国环保署（EPA）方法21），而且运行可靠性更高，维护得到简化。API所定义的这些标准只适用于轴直径为20~100mm的滤芯系统以及一些定义好的使用条件。

图1 20多年以来，EagleBurgmann一直致力于提供密封技术解决方案，目前已有超过21000套EagleBurgmann API密封系统投入使用，促进了石油天然气和（石油）化工行业密封系统标准的推行

编码体系的完善

第4版还修订了产品编码体系（附录D）。已经成功证明的分类参数“类别”、“布置”和“类型”将继续沿用。修订后代码中最先列出这些参数，并提供相应API密封的安装和现场使用信息。布置包括了密封布置方式，区别定义了单密封（布置1）和采用和不采用加压方式的双密封（布置2和布置3）。有关辅助系统的详图规定为“方案”，同时也包括在旧编码和新编码之内。

编码里面新添加了材质选择和轴直径的精确信息。这些信息赋予编码更多的意义并保证机械密封及其运行都有清晰的规格，从材料选择到文档记录。行业专家赞同这种扩充编码体系，这种编码将在实践中被证明并持续得到应用。

风险和危险代码

API密封系统的选择是一项复杂的工作。新版本当中超过10页篇幅专门用于刊载与选择过程相关的多个流程图和表格。为了在决定布置方式时在技术选择过程当中提供更多的准确信息，第4版标准第一次加入了一种替代性的选择工具（附录A.4）。这种方法以“风险和危险代码”为基础并已经在实践中通过了测试。

在选择之前必须首先考虑所泵送的介质，介质的安全性数据在“风险和危险代码”部分记录并描述。这样就可以快速而安全地做出决策，例如，是采用单密封（布置1），还是采用配备屏障压力系统的双重密封。

更注重实践经验

这种基于经验的“活跃”API 682标准还在以下事项中得到了证明，即两种碳化硅（SiC）变型材料——反应烧结碳化硅和自烧结碳化硅常用作化学工业（类别1）和精炼/石油天然气（类别2/3）内滑动表面材料。直至现在，烧结SiC因其具有卓越的化学稳定性而可以在化工领域中应用，反应烧结碳化硅已经在炼油行业中得到了广泛的应用。由于实际应用比较成功的例子引起了专门委员会的注意，这些例子要求进行规程纠正，因此委员会取消了这种严格的分配规定。

第8章和第9章主要针对辅助系统硬件和仪表，委员会对这些章节进行了彻底的重组，现在，分3个阶段来更加系统地叙述辅助系统硬件和仪表相关的内容。第一部分总体介绍了辅助系统，其余部分叙述了管道和部件。

密封辅助系统的选择

采用加压屏障液体的方案53属于更为复杂的辅助系统。详细来说，有3种类型可以使用，53A方案是制造上复杂度最低的解决方案。通常采用氮气通过在贮箱内进行气体加压实现缓冲。但是，这种方式会受到一定的限制，较高的屏障压力有可能导致氮气溶解在屏障介质内，导致机械密封的密封间隔内存在润滑不足的风险。方案53B和53C可用于更高缓冲压力的环境。

当方案53C配合活塞式蓄压器使用时，则会形成更为复杂的密封辅助系统，而方案53B采用了一种特别智能的解决方案。通过贮箱内的一个弹性体囊加压，这个弹性体囊将氮气与缓冲液隔离开来。考虑囊式蓄压器内温度作用的压力监测装置将记录这些数值并将其传输至控制室。控制室考虑所有温度影响计算填充液位并确定缓冲液重新填充的时间。

第4版API 682标准加入了新规定的至少28天的重新填充周期。这个液体贮箱的容量必须足够大，能够在这整个周期内向密封供应缓冲液而无需重新填充。为了获得最为紧凑的贮箱，要求制造商找到缓冲液泄漏值最小的优化系统解决方案。

除保留已有方案之外，新标准中新加入了方案03、55、65A、65B、66A、66B和99，并在附录G内进行了详细描述。

图2 EagleBurgmann公司的API专家Markus Fries先生和Thomas Böhm先生（自左至右）与新开发API机械密封以及符合API Plan 53B要求的相应密封供应系统

用传感器取代开关

无论是压力、温度、流量还是填充物料位，第4版标准预示着辅助系统将向着采用现代化传感器方向改变。与之前被确定为标准方案的开关不同，如今传感器已经占据了领跑位置。虽然这些传感器有可能更昂贵，但能发送连续测量值。控制室可以知道实际系统在实时状态并可以在发生问题时立刻发出警报。

将默认选项改为传感器的转变明确说明，API标准主要关注的是运行过程的可靠性，之后才是经济可行性。这种方式一直以来都在普遍应用着，而且得到了专门委员会的验证，即只允许使用无缝管作为辅助系统的“配管”，避免使用廉价焊接管道。

专门委员会还以极为实用且面向实际应用的方式，解决了辅助系统所使用仪表的耐热性问题。以前经常出现各种相关的讨论，探讨适用于高温应用的辅助系统，例如用于400℃的泵机是否必须配备特殊仪表。

目前，仪表温度规格一直被限制在100℃。如果未来要求使用温度限值更高的仪表，那么客户必须相应地通知密封系统供应商。

结构更清晰

除了所有技术补充和更新之外，重要的改进就是最新API标准的结构更清晰。对文本主体进行了适当的处理，将技术细节和背景信息放到了附录部分。从实际应用出发，对一些章节的措词进行了修改并加强解释。

附录E清晰体现出新版标准更出色的用户友好性，此附录用于实现供应商与客户之间的结构化信息交流和数据交换。旧版API 682标准大量篇幅的说明在第4版内汇集成了2个紧凑的说明清单。第一个说明清单系统描述了询价和报价当中必须考虑的事项，还特别指出了需要提供的数据以及必须共同提供的其他信息和文档。例如，各种标准化衍生解决方案的密封系统必须单独列出。附录E列出了必要订购用文档的第二个说明清单。

除了数量众多的技术更新和更好的用户友好性之外，第4版标准还规定所有机械密封都在供货时在供应接头内配备了红色堵头。在密封单元安装之前，这些塑料封闭件能够防止污物侵入密封件内。在运行期间，这些接头或将分配给管道连接，或者用金属堵头替换塑料堵头。另外，第4版API密封件可以通过这些红色堵头快速被识别。

机械密封

压力限值：2MPa类别1；4MPa类别2/3；

“专用密封件”详细注释；

在2/3布置方案中结合了“密封类型”；

蒸汽压力裕量的定义；

内部间隙尺寸一览表；

可不用考虑类别而选择SiC表面材料；

金属波纹管B型可选择采用波纹管材料合金718；

对扭矩传递用定位螺钉的附加要求；

用于选择和运行加压双重密封系统的新详图；

内部泵送设备最小间隙更小。

密封供应系统

采用传感器来取代开关；

可依据风险和危险代码采用替换性布置选择方法；

新API 方案03、55、65A、65B、66A、66B和99；

方案52、53A的静压力水平检测；

方案53B的气泡温度测量；

屏障压力系统重新填充间隔期为28天；

焊缝最小管壁厚度2.5mm；

仪表温度限值。