Стандарт API 676 для одиночных насосов

Он представляет

В нефтяной, газовой, нефтехимической, химической и перерабатывающей промышленности транспортировка жидкостей со специальными свойствами представляет собой серьёзную инженерную задачу. Во многих случаях используемые жидкости обладают высокой вязкостью, содержат взвешенные частицы или чувствительны к сдвигу, что делает центробежные насосы неэффективными. Поэтому используются объёмные роторные насосы, например, моноблочные.

Для обеспечения надёжной, безопасной и долговременной работы этих насосов необходимо соблюдать определённые стандарты проектирования и производства. Одним из важнейших стандартов является API 676 , разработанный Американским институтом нефти и считающийся основным стандартом для проектирования объёмных циркуляционных насосов.

В этой статье подробно рассматривается API 676, его технические требования, его связь с отдельными насосами, преимущества и проблемы внедрения стандарта, а также практические советы по выбору насосов на основе стандарта.

Винтовые насосы серии CFS-Inox

Определение и цель API 676

Стандарт API 676 «Роторные объёмные насосы» специально регламентирует объёмные насосы. Этот стандарт устанавливает минимальные требования к конструкции, изготовлению, материалам, монтажу и эксплуатационным испытаниям этих насосов для обеспечения их надёжности и эксплуатационной безопасности в критически важных промышленных условиях.

Целью разработки настоящего стандарта является создание общего языка между покупателями и производителями насосов для предотвращения технических споров, преждевременных отказов и эксплуатационных рисков.

Фактически API 676 устанавливает стандарты, которые гарантируют качественную конструкцию, точную работу, длительный срок службы и простоту обслуживания.

Область применения API 676

Настоящий стандарт распространяется на следующие типы объемных циркуляционных насосов:

Шестеренчатые насосы с внутренним и внешним зацеплением
насос кулачкового вала
винтовые насосы
лопастной насос
Однополостной насос или ступенчатый полостной насос

Однако этот стандарт не распространяется на поршневые насосы или насосы с регулируемым расходом (например, API 675).

Насосы, соответствующие стандарту API 676, используются для транспортировки тяжелых и чувствительных жидкостей в различных отраслях промышленности, особенно на нефтеперерабатывающих заводах, в трубопроводах, при производстве красок, клеев, целлюлозы и кормов для животных.

Положение одного насоса в API 676

Одновинтовой насос (также известный как винтовой насос) — это объёмный роторный насос, состоящий из винтового рабочего колеса и резинового статора. Вращение рабочего колеса обеспечивает непрерывный поток жидкости от входного отверстия к выходному.

Эксплуатационные характеристики насоса, такие как медленная перекачка жидкости, равномерное поддержание давления и способность перекачивать вязкие жидкости и твердые частицы, помещают его в категорию насосов, соответствующих стандарту API 676.

Согласно стандарту, одноступенчатые насосы должны быть совместимы с другими роторными насосами по конструкции корпуса, выбору материала, типу уплотнения, вибростойкости и испытаниям производительности.

Требования к проектированию в API 676

1. Конструкция самолета и основные компоненты

Корпус насоса должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать рабочее давление и нагрузку трубопровода. Его конструкция должна исключать утечку жидкости и поддерживать внутреннее давление в допустимых пределах.

Все детали, контактирующие с жидкостью, должны быть изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии, высоким температурам и истиранию. Для нефтяных жидкостей обычно используется нержавеющая или углеродистая сталь с защитным покрытием.

2. Установите основание (нижнюю пластину)

Основание насоса должно быть прочным и изготовлено таким образом, чтобы обеспечить точное совмещение насоса и двигателя. Поверхность основания должна иметь небольшой уклон для облегчения слива вытекающей жидкости и должна быть оборудована сливными отверстиями.

В крупных проектах конструкция фундамента в соответствии с API 676 должна поглощать вибрации и предотвращать передачу усилий на трубопровод.

3. Подшипники и валы

Подшипники должны быть рассчитаны на минимальный срок службы 25 000 часов. Вал насоса должен быть изготовлен из высокопрочной стали и выдерживать изгиб и крутящий момент, создаваемые давлением жидкости.

В одиночных насосах из-за длины вала особое значение имеет конструкция опоры и выбор соответствующей муфты.

4. Система герметизации

Уплотнения насосов являются одним из важнейших конструктивных элементов. API 676 отдаёт предпочтение механическим уплотнениям, поскольку они менее проницаемы, чем сальники, и их проще обслуживать.

В особых условиях, например, при наличии абразивных жидкостей, применяют системы двойных уплотнений или специальные уплотнения с заливкой защитных жидкостей.

5. Двигатель и соединение

API 676 рекомендует использовать гибкие металлические муфты для поддержания соосности насоса и двигателя и снижения вибрации.

Двигатель или привод должны иметь достаточную мощность для работы насоса в условиях максимального давления и расхода.

Требования к работе

1. Расход и рабочее давление

Насос должен обеспечивать ожидаемый расход и давление в заданном диапазоне с минимальными колебаниями. В ходе испытаний производительности фактический расход сравнивается с проектным значением, а также проверяется допустимая погрешность.

2. Вибрация и звук

Вибрация насоса не должна превышать допустимых пределов. Чрезмерная вибрация может указывать на неправильную установку или центровку, а также на механические проблемы.
Уровень шума также должен быть в допустимых пределах, чтобы предотвратить передачу вибрации на систему.

3. Утечки

Во время испытания на герметичность все соединения, фланцы и уплотнения должны быть герметичны. Для насосов, содержащих опасные жидкости, необходимо использовать специальные герметики.

4. Итоговый экзамен

API 676 определяет набор заводских испытаний, которые включают:

Испытание гидростатическим давлением
Функциональные испытания (испытания на поток и давление)
Испытания на вибрацию и звук
Испытание на герметичность
Выполнение теста

Требования к материалам в API 676

Материалы, используемые для изготовления компонентов, контактирующих с жидкостью, должны быть совместимы с ее химическими и физическими свойствами.

В одиночных насосах обычно используются следующие комбинации:

Ротор: нержавеющая сталь или сталь с твердым хромовым покрытием
Статор: прочная резина (NBR, EPDM или FKM), подходящая для различных температур и типов жидкостей
Корпус клапана: углеродистая сталь, нержавеющая сталь или чугунный сплав.
Уплотнение: карбид кремния или карбид вольфрама , износостойкое

Все металлические компоненты должны пройти проверку подлинности материалов (PMI) для обеспечения совместимости сплавов.

Преимущества насосов, соответствующих API 676

1. Повышенная надежность:
точная конструкция и высококачественное управление позволяют насосу работать в тяжелых промышленных условиях и сокращать время простоя.

2. Длительный срок службы и низкие затраты на техническое обслуживание:
благодаря выбору соответствующих материалов и принципиальной конструкции срок службы насоса может быть продлен, а требования к техническому обслуживанию снижены.

3. Высокая безопасность в опасных средах:
минимальная утечка и стабильная работа снижают вероятность возникновения опасностей для окружающей среды и человека.

4. Международная стандартизация:
принятие API 676 делает различные проектные группы более совместимыми.

5. Применение в специальных жидкостях:
Насосы, соответствующие этому стандарту, отлично подходят для вязких, коррозионных жидкостей или жидкостей, содержащих твердые частицы.

Проблемы внедрения API 676

1. Увеличение издержек производства:
Соблюдение всех технических требований, строгий контроль качества и специальные материалы увеличат конечную цену насоса.

2. Сложность индивидуальной конструкции насоса:
Из-за длины ротора и чувствительности статора к температуре и износу точное проектирование в соответствии с API 676 требует высокого уровня знаний и опыта.

3. Требуется точная и стабильная установка: небольшие ошибки в выравнивании или установке насоса могут
вызвать вибрации и привести к долгосрочным неисправностям.

4. Соответствие другим стандартам:
В некоторых проектах требования местных стандартов могут не совпадать с API 676, что требует тщательного технического анализа.

Роль API 676 в обеспечении качества и инспекции

Документация имеет решающее значение при производстве и поставке насосов. В соответствии со стандартом API 676 производители обязаны предоставлять следующую документацию:

Строительные и сборочные чертежи
Результаты функциональных и гидростатических испытаний
Сертификат материалов
Отчет о контроле качества
Инструкции по установке и обслуживанию

Окончательная проверка обычно проводится в присутствии представителя покупателя, чтобы убедиться, что насос полностью соответствует стандартным требованиям.

Выберите один насос согласно API 676

Для правильного выбора одного насоса в соответствии с API 676 необходимо выполнить следующие шаги:

Анализ типа жидкости:
включает температуру, плотность, вязкость, химический состав и наличие твердых частиц.
Определите расход и рабочее давление:
чтобы выбрать насос, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, необходимо получить точную информацию о технологическом процессе.
Выберите правильный материал:
Материалы ротора, статора и крышки определяются типом жидкости.
Проверьте условия окружающей среды:
температура окружающей среды, высота над уровнем моря и условия установки могут повлиять на производительность насоса.
Изучите стандартные условия и определите исключения:
если требуется отклонение от конкретного положения стандарта, оно должно быть задокументировано и одобрено работодателем.
Заводские испытания (FAT):
перед окончательной поставкой насос должен пройти испытания на заводе, а результаты должны быть задокументированы.
Правильная установка и эксплуатация:
правильная установка, точное выравнивание и проверка вибрации являются важнейшими требованиями для долгосрочной работы.

Советы по обслуживанию и эксплуатации

API 676 рекомендует для продления срока службы насоса:

Необходимо периодически измерять уровни вибрации и шума.
Убедитесь, что подшипники правильно смазаны.
Уплотнения и соединения следует проверять через определенные промежутки времени.
Избегайте работы насоса всухую.
Во время длительного простоя насос следует очищать и обслуживать с использованием соответствующей жидкости.

Окончательно

API 676 — один из наиболее всеобъемлющих и авторитетных международных стандартов проектирования и производства объёмных насосов. Соблюдение этого стандарта при проектировании и производстве каждого насоса гарантирует высокое качество, безопасность и долговечность в суровых условиях эксплуатации.

Насосы, соответствующие этому стандарту, играют важнейшую роль в промышленных процессах благодаря стабильной производительности, постоянной производительности и способности перекачивать определённые жидкости . Хотя полное соответствие требованиям может быть более дорогостоящим, оно сократит время простоя, продлит срок службы оборудования и сэкономит средства в долгосрочной перспективе.

Поэтому для критически важных проектов выбор одного насоса, соответствующего стандартам API 676, является разумным инженерным решением.