李金城 
一、API610是國(guó)際著名離心泵標(biāo)準(zhǔn)
目前，世界上最權(quán)威的泵標(biāo)準(zhǔn)化組織有三個(gè)：即美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ANSI（American National Standards Institute）所屬的B73標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（International Standards Organization）所屬的TC-115標(biāo)準(zhǔn)；美國(guó)石油學(xué)會(huì)API（American Petrochemical Institute）所屬的610標(biāo)準(zhǔn)。在三大著名標(biāo)準(zhǔn)中，由于API610是專門為石油、化工行業(yè)編制的離心泵標(biāo)準(zhǔn)，而且是全面總結(jié)煉廠和化工廠中的泵設(shè)計(jì)或泵制造引發(fā)的事故和教訓(xùn)而制訂出來(lái)的，所以許多專家都認(rèn)為API610標(biāo)準(zhǔn)是鮮血和智慧的結(jié)晶，因而在石油、化工和天然氣工業(yè)用離心泵方面最具權(quán)威性。API610標(biāo)準(zhǔn)對(duì)泵的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量要求非常嚴(yán)，所以按API標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的泵價(jià)格也高，因?yàn)橘|(zhì)量成本增加了。
二、API610標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
第八版API610標(biāo)準(zhǔn)于1995年8月出版。該標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)規(guī)定了范圍、術(shù)語(yǔ)、關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)等總則；壓力泵殼、作用在管口上的力、轉(zhuǎn)子、軸封、軸承、材料等基本設(shè)計(jì)；驅(qū)動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、底座和儀表等副機(jī)和附件；檢查、試驗(yàn)和發(fā)貨；各種特定型泵和賣方資料等章節(jié)。
第八版與第七版比較有6點(diǎn)不同：
（1）在章節(jié)上由原來(lái)的5章增為6章，即多出了“特定型泵”1章；
（2）在名稱上也有變更，由原來(lái)的“一般煉廠用離心泵”改為“石油、重化學(xué)和天然氣工業(yè)用離心泵；
（3）在度量衡單位方面，第八版的主單位采用SI國(guó)際單位制，以US美制單位為輔助單位，在（）內(nèi)給出了參考換算值；
（4）第八版給出了各國(guó)適用的標(biāo)準(zhǔn)比較表；
（5）第八版還給出了各國(guó)的材料標(biāo)準(zhǔn)比較表； ；
（6）第八版在動(dòng)力學(xué)、軸振動(dòng)，特別是機(jī)封方面增加了新內(nèi)容；
第八版涵蓋了6種懸臂式泵的基本形式，即：OH1-底腳安裝式泵；OH2-中心線安裝式泵；OH3-獨(dú)立軸承座立式管道泵；OH4-剛性聯(lián)軸器傳動(dòng)立式管道泵；OH5-共軸傳動(dòng)立式管道泵和OH6-與高速齒輪箱成一整體的立式泵。前兩種是臥式離心泵，后四種是立式離心泵。還涵蓋了5種兩端支承式泵的基本形式，都是多級(jí)離心泵。此外，該標(biāo)準(zhǔn)還涵蓋了7種立式懸吊式離心泵的形式。
API610第八版在“前言”中介紹了該標(biāo)準(zhǔn)的編寫宗旨：目的是提供一份采購(gòu)規(guī)范，以便利石油、化學(xué)和天然氣工業(yè)用離心泵的制造和采購(gòu)。該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容主要是制定機(jī)械方面問(wèn)題的最低限度要求。該標(biāo)準(zhǔn)要求買方（用戶）提出一定的細(xì)節(jié)說(shuō)明和特點(diǎn)，以保證泵的質(zhì)量。該標(biāo)準(zhǔn)推薦用改進(jìn)、刪除和擴(kuò)大內(nèi)容等做法來(lái)增補(bǔ)本標(biāo)準(zhǔn)，而不贊成改寫或把本標(biāo)準(zhǔn)的章節(jié)并入別的本標(biāo)準(zhǔn)中去。該標(biāo)準(zhǔn)在出版之際聲明：因使用本標(biāo)準(zhǔn)而引起的任何損失或損壞，因本標(biāo)準(zhǔn)可能與有些法律相抵觸之事，API聲明不承擔(dān)任何義務(wù)或責(zé)任。
三、API610對(duì)高速泵的要求
由于美國(guó)勝達(dá)因泵公司的努力，高速泵以“OH6”的基本泵型被收入了API610第八版。在這里重點(diǎn)介紹API610對(duì)高速泵的獨(dú)特要求，一些通用的要求諸如原材料、驅(qū)動(dòng)方式、管路和工藝等就不介紹了。
1、API610對(duì)高速泵驅(qū)動(dòng)方式的要求
API610把高速泵定義為整體式齒輪箱驅(qū)動(dòng)泵，它要求有一個(gè)與泵成為一體的增速齒輪箱。葉輪直接裝在齒輪箱的輸出軸上。在泵和齒輪箱之間沒有聯(lián)軸器；但是，齒輪箱與驅(qū)動(dòng)機(jī)是撓性聯(lián)軸器聯(lián)接。泵可以是立式的或臥式的。
2、API610對(duì)高速泵葉輪形式的要求
API610規(guī)定高速泵的葉輪可以是開式、半開式或全封閉式的。葉輪應(yīng)制成整體的鑄件或焊接件。焊合的葉輪需要買方的專門批準(zhǔn)。由于高速泵常常在低比轉(zhuǎn)速的條件下使用，采用開式葉輪效率最好，因?yàn)闇p少了葉輪的輪盤摩擦損失。
3、API610對(duì)高速泵動(dòng)力學(xué)方面的要求
API610要求高速泵要做橫向臨界轉(zhuǎn)速分析，以便保證在整個(gè)預(yù)期的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)振動(dòng)振幅處于可接受的水平。該標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為：高速泵在開發(fā)過(guò)程中通常都經(jīng)過(guò)充分的研究，其典型的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析是有效的和適用的。只有對(duì)于獨(dú)特的、新型的、或危險(xiǎn)條件下工作的泵才應(yīng)當(dāng)規(guī)定作橫向分析。
臨界轉(zhuǎn)速是對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子橫向自振頻率（固有頻率）的轉(zhuǎn)速。所謂干臨界轉(zhuǎn)速是指：按照轉(zhuǎn)子僅支承在軸承上和軸承具有無(wú)限大剛度這樣的假設(shè)計(jì)算得出的轉(zhuǎn)子自振頻率。所謂濕臨界轉(zhuǎn)速是指：計(jì)及工作條件下的泵送液體在轉(zhuǎn)子各處運(yùn)轉(zhuǎn)間隙內(nèi)所起的附加支承作用和阻尼作用，并計(jì)及軸承內(nèi)的柔度和阻尼作用這些因素后計(jì)算得出的轉(zhuǎn)子自振頻率。對(duì)于傳統(tǒng)的剛性轉(zhuǎn)子，API610要求其一階臨界轉(zhuǎn)速要高出泵最大允許連續(xù)轉(zhuǎn)速一個(gè)安全百分?jǐn)?shù)：設(shè)計(jì)僅作濕運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子要高出20%；設(shè)計(jì)成能夠干運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子要高出30%。
4、API610對(duì)高速泵軸承的要求
API610第八版要求滾動(dòng)軸承的適用條件是：其dm?n值不超過(guò)50萬(wàn)mm?r/min；在額定條件下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)至少應(yīng)為25000h；在最大徑向和軸向負(fù)荷下和額定轉(zhuǎn)速下至少應(yīng)為16000h；泵的能量強(qiáng)度（額定功率kW和額定轉(zhuǎn)速r/min的乘積）不超過(guò)4百萬(wàn)。如果超過(guò)了上述條件，即dm?n值大于50萬(wàn)mm?r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)壽命少于25000h或16000h，能量強(qiáng)度大于4百萬(wàn)時(shí)，則應(yīng)選用流體動(dòng)壓徑向軸承和推力軸承，而且要求流體動(dòng)壓徑向軸承為整體式。與API610第七版相比，第八版對(duì)軸承的要求有了更高更嚴(yán)的規(guī)定。第七版時(shí)滾動(dòng)軸承的dm?n值是30萬(wàn)mm?r/min，能量強(qiáng)度是2百萬(wàn)。在壽命方面沒有變化，都是25000h或16000h的指標(biāo)。
5、API610對(duì)高速泵旋轉(zhuǎn)零部件動(dòng)平衡的要求
API610對(duì)動(dòng)平衡問(wèn)題有下列要求：
a、當(dāng)零部件的工作轉(zhuǎn)速≥ 3800r/min時(shí)，應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡。
b、動(dòng)平衡用心軸的重量不應(yīng)超過(guò)被平衡零部件的重量。
c、當(dāng)被平衡零部件的外徑與其寬度之比為6或更大時(shí)，允許只在一個(gè)平面上作動(dòng)平衡。否則，均應(yīng)在兩個(gè)平面上作動(dòng)平衡。
d、3800r/min以下的轉(zhuǎn)子，按ISO標(biāo)準(zhǔn)1940的G2.5平衡質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行平衡。超過(guò)3800r/min的轉(zhuǎn)子，按ISO標(biāo)準(zhǔn)1940的G1.0平衡質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行平衡。
e、.轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部件）平衡時(shí)，不包括軸套類和機(jī)械密封的旋轉(zhuǎn)件，但任何空缺的單鍵槽都應(yīng)補(bǔ)滿半個(gè)鍵。
f、具有較高撓性的轉(zhuǎn)子（其撓性系數(shù)L4/D2≤ 1.9X109mm2）用于超過(guò)3800r/min時(shí)，要達(dá)到和保持G1.0的平衡水平，要求對(duì)設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)給予特別的關(guān)注。這里L是軸承的跨距，D是葉輪處的軸直徑。
6、API610對(duì)機(jī)械密封的主要結(jié)構(gòu)要求
a、機(jī)械密封應(yīng)具有集裝式結(jié)構(gòu)，以便于試驗(yàn)和安裝。
b、標(biāo)準(zhǔn)的單端面機(jī)械密封應(yīng)是一個(gè)內(nèi)部平衡型的密封。
c、標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)壓式雙重機(jī)械密封（以前稱為串聯(lián)式機(jī)封）也應(yīng) 是平衡型密封，應(yīng)能承受275kPa緩沖液的壓力。
d、標(biāo)準(zhǔn)的有壓式雙重機(jī)械密封（以前稱為雙端面機(jī)封）也應(yīng)是平衡型密封。這種密封要設(shè)計(jì)得能承受反向壓差而不致打開密封面。
e、規(guī)定的密封接口和泵上的接口應(yīng)當(dāng)用耐久的標(biāo)記符號(hào)標(biāo)識(shí)在零部件上和圖紙上。
f、機(jī)械密封是否需要冷卻（或加熱）沖洗，應(yīng)該由買方、賣方和機(jī)封制造廠三方共同商定。
g、機(jī)械密封輔助裝置見API610附錄D，有各種方案可供選擇。
7、API610對(duì)泵試驗(yàn)和泵性能的要求
a、買方有權(quán)參加賣方的泵試驗(yàn)，檢查試驗(yàn)的項(xiàng)目要事先約定。賣方應(yīng)提供完 整的資料和現(xiàn)場(chǎng)觀察的方便。
b、賣方應(yīng)進(jìn)行至少4個(gè)點(diǎn)（高速泵不能在關(guān)死點(diǎn)試驗(yàn)）的揚(yáng)程、流量、功率 和振動(dòng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。這4個(gè)點(diǎn)是最小連續(xù)穩(wěn)定流量點(diǎn)、最小流量與額定流量的中間點(diǎn)、額定流量點(diǎn)和最大允許流量點(diǎn)（至少為120%的最高效率點(diǎn)）。
c、應(yīng)當(dāng)把揚(yáng)程下降3%看作是泵性能斷裂的標(biāo)志。應(yīng)當(dāng)對(duì)上述4個(gè)點(diǎn)都做汽蝕 試驗(yàn)。額定點(diǎn)的NPSHr不應(yīng)超過(guò)合同規(guī)定值。在這里，簡(jiǎn)單介紹一下泵的汽蝕、汽蝕余量（NPSH）、有效汽蝕余量（裝置汽蝕余量NPSHa）和必需汽蝕余量（NPSHr）。離心泵要在一定轉(zhuǎn)速、流量、溫度和吸入水頭壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，在這些條件的一項(xiàng)或幾項(xiàng)發(fā)生變化時(shí)，泵內(nèi)（通常是葉輪入口）會(huì)出現(xiàn)液體的壓力等于或低于該液體汽化壓力的情況，這時(shí)泵送液體發(fā)生汽化，泵性能變壞甚至打不出液體，并伴隨振動(dòng)增加，這種現(xiàn)象叫做泵發(fā)生了汽蝕。所謂汽蝕余量是指從基面算起的泵吸入口的總絕對(duì)吸入水頭（以米計(jì)），減去該液體的汽化壓力（絕對(duì)壓力，以米計(jì)）所富裕的量。對(duì)于立式泵，基面是指泵入口中心線；對(duì)于臥式泵，基面是指泵軸中心線。所謂有效汽蝕余量（裝置汽蝕余量 NPSHa），是由買方（用戶）根據(jù)該泵裝置（以液體在額定流量和正常泵送溫度下為準(zhǔn)）確定的汽蝕余量（以米計(jì)）。所謂必需汽蝕余量（NPSHr）是由賣方根據(jù)用水試驗(yàn)確定的汽蝕余量（以米計(jì)）。必需汽蝕余量在吸入法蘭處測(cè)定并修正（換算）到基準(zhǔn)面。額定流量和其它流量點(diǎn)的必需汽蝕余量（NPSHr）等于因泵內(nèi)汽蝕而造成揚(yáng)程下降3%的那個(gè)汽蝕余量（NPSH）。
泵的性能允差應(yīng)符合下表規(guī)定：
注：效率不是額定值，不規(guī)定允差，體現(xiàn)在功率允差中了。
8、API610對(duì)泵最小流量的規(guī)定
1、最小連續(xù)穩(wěn)定流量：在不超過(guò)規(guī)定的振動(dòng)限度下，泵能夠工作的最小 流量。如果用戶沒有特別說(shuō)明，則泵最小流量均為此定義的情況。
2、最小連續(xù)熱限制流量：泵能夠維持工作而其運(yùn)行不致被泵送液體的溫 升所損害的最小流量。
3、按泵試驗(yàn)的振動(dòng)數(shù)據(jù)確定最小流量：
a、流量與振動(dòng)的關(guān)系曲線
API610標(biāo)準(zhǔn)要求每臺(tái)泵要試驗(yàn)出如下圖所示的流量與振動(dòng)的關(guān)系曲線。
b、泵振動(dòng)隨流量的變化規(guī)律
API610認(rèn)為：離心泵的振動(dòng)隨流量而變，通常在最佳效率點(diǎn)流量附近其值最小，并且隨著流量的增大或減少而增加。從最佳效率點(diǎn)流量起振動(dòng)隨流量的變化取決于泵的能量密度（比能）、比轉(zhuǎn)速及汽蝕比轉(zhuǎn)速。通常，振動(dòng)的變化隨能量密度的增加、比轉(zhuǎn)速越高和汽蝕比轉(zhuǎn)速越高而增加。
c、泵流量工作區(qū)的劃分
API610根據(jù)上述振動(dòng)隨流量變化的特征，將離心泵的工作流量范圍分成兩個(gè)區(qū)，一個(gè)稱為“優(yōu)先工作區(qū)”，在此區(qū)內(nèi)泵表現(xiàn)出低振動(dòng)。另一個(gè)稱為“允許工作區(qū)”，此區(qū)以這樣的流量點(diǎn)來(lái)界定，即在此區(qū)內(nèi)的流量下泵的振動(dòng)達(dá)到較高值，但仍然是“可以接受的”水平。上圖即示出了這一概念。還應(yīng)指出：除振動(dòng)之外的其它幾個(gè)因素，例如溫升隨著流量減少而增大，或必需汽蝕余量NPSHr隨著流量增大而增大，這兩個(gè)因素可能會(huì)使得“允許工作區(qū)”變得更窄。
d、劃分流量工作區(qū)的振動(dòng)基準(zhǔn)值
對(duì)于立式高速泵，API610標(biāo)準(zhǔn)把優(yōu)先工作區(qū)各流量點(diǎn)的振動(dòng)基準(zhǔn)值定為未濾波振動(dòng)速度均方根值（RMS）Vu<3.0mm/s，把超出泵的優(yōu)先工作區(qū)之外，但在允許工作區(qū)內(nèi)的各流量點(diǎn)的允許振動(dòng)的增加量為30%，即在優(yōu)先區(qū)振動(dòng)基準(zhǔn)值基礎(chǔ)上增加30%，Vu=3.9mm/s。
著名勝達(dá)因泵數(shù)據(jù)單和使用說(shuō)明書上的允許振動(dòng)值與API610的規(guī)定值有所區(qū)別，勝達(dá)因泵出廠試驗(yàn)未濾波振動(dòng)速度允許≤7.6mm/s，現(xiàn)場(chǎng)使用允許振動(dòng)速度大到11mm/s，超過(guò)11mm/s時(shí)則應(yīng)檢修。實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的情況證明，勝達(dá)因泵的規(guī)定是安全可靠的。
四、中國(guó)泵標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
1、國(guó)標(biāo)的一般情況
中國(guó)的《GB3215-82煉廠、化工及石油化工流程用離心泵通用技術(shù)條件》，是專門針對(duì)我國(guó)石油、化工行業(yè)的離心泵標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)檢測(cè)方面引用了兩項(xiàng)國(guó)標(biāo)：《GB3214-91水泵流量的測(cè)定方法》和《GB3216離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗(yàn)方法》。為便于與API610標(biāo)準(zhǔn)比較，這里僅介紹一些與高速泵有關(guān)的要求。
2、GB3215對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的規(guī)定
單級(jí)泵的軸應(yīng)是剛性的。軸的最大允許連續(xù)轉(zhuǎn)速n應(yīng)小于第一臨界轉(zhuǎn)速nc1，取n<0.8nc1。對(duì)于有撓性軸的泵，軸的最大允許連續(xù)轉(zhuǎn)速n要大于第一臨界 轉(zhuǎn)速nc1而小于第二臨界轉(zhuǎn)速nc2，取1.4nc1<n<0.7nc2。
3、GB3215對(duì)動(dòng)平衡的規(guī)定
1）符合下列條件之一的產(chǎn)品轉(zhuǎn)子應(yīng)做動(dòng)平衡
a.轉(zhuǎn)速n>1800rpm，流量Q>55m3/h，葉輪直徑D2>150mm；
b.轉(zhuǎn)速n>3600rpm的泵。
2）動(dòng)平衡精度要求
按上述a條件運(yùn)行的泵，應(yīng)不低于ISO1940的G6.3級(jí)；按上述b條件運(yùn)行的泵，應(yīng)不低于ISO1940的G2.5級(jí)。
3）GB3215對(duì)振動(dòng)速度的規(guī)定
泵在運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)汽蝕的情況下，在軸承體上測(cè)得的均方根振動(dòng)速度VRMS≤4.5mm/s。
4、GB3215對(duì)軸承選用的規(guī)定
當(dāng)泵的軸徑與轉(zhuǎn)速的乘積D?n>300000mm?rpm或泵的軸功率與轉(zhuǎn)速的乘積P?n>2100000kW?rpm時(shí)選用滑動(dòng)軸承，否則可用滾動(dòng)軸承。
5、GB3215對(duì)泵性能試驗(yàn)精度的規(guī)定
GB3215規(guī)定按GB3216和GB3214進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)量。當(dāng)泵的揚(yáng)程小于和等于300m時(shí)按C級(jí)執(zhí)行，當(dāng)泵的揚(yáng)程大于300m時(shí)按B級(jí)執(zhí)行。GB3216規(guī)定的B級(jí)和C級(jí)精度見下表。
由于在術(shù)語(yǔ)、原動(dòng)機(jī)、承壓試驗(yàn)、材料、密封輔助系統(tǒng)和包裝交付事項(xiàng)的原則與API610均相同，故此部分內(nèi)容就不介紹了。
磁力泵生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)http://www.affgtv.com/newsdetail_1869919.html
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