API617標(biāo)準(zhǔn)2014年版與2009年版材料要求方面的主要差異*

孫 奇 鄧德偉 張 林 伊洪麗*/沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司

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API617標(biāo)準(zhǔn)2014年版與2009年版材料要求方面的主要差異*

孫 奇 鄧德偉 張 林 伊洪麗*/沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司

Abstract

本文簡(jiǎn)單介紹了API，API標(biāo)準(zhǔn)以及API617的主要內(nèi)容，并詳細(xì)比對(duì)2014 版API617軸流、離心壓縮機(jī)及膨脹機(jī)-壓縮機(jī)和2009版API 617石油、化工和氣體工業(yè)用軸流、離心壓縮機(jī)及膨脹機(jī)材料方面的要求。相比于2009版，2014版的API617在材料方面新增加了部分要求，對(duì)2009版的部分內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，同時(shí)也刪減了部分內(nèi)容。整體上新標(biāo)準(zhǔn)更加科學(xué)、全面、嚴(yán)謹(jǐn)，相關(guān)單位在壓縮機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)的變化予以注意。

API617；壓縮機(jī)；材料；對(duì)比

1 API介紹

API是美國(guó)石油學(xué)會(huì)（American Petroleum Institute）的簡(jiǎn)稱，于1919年成立，是美國(guó)第一家國(guó)家級(jí)別的商業(yè)協(xié)會(huì)。美國(guó)石油學(xué)會(huì)的前身是美國(guó)石油戰(zhàn)時(shí)服務(wù)委員會(huì)，該委員會(huì)的主要目的是滿足美國(guó)在一次世界大戰(zhàn)中巨大石油的需求。API是美國(guó)石油屆非盈利性的組織，該組織的主要任務(wù)是：促進(jìn)美國(guó)石油產(chǎn)品的國(guó)際貿(mào)易；促進(jìn)石油各相關(guān)行業(yè)的發(fā)展；促進(jìn)與石油相關(guān)的生產(chǎn)工作與科研工作相結(jié)合。負(fù)責(zé)石油和天然氣工業(yè)的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化就是API的一項(xiàng)重要任務(wù)，通過(guò)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化以保證工業(yè)中使用的設(shè)備安全、可靠，并且可以互換。制定API標(biāo)準(zhǔn)是API最早的也是最成功的項(xiàng)目之一［1-3］。

2 API617簡(jiǎn)介

API617是針對(duì)于石油、化工和氣體工業(yè)中用于輸送空氣或其它氣體的壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了離心式壓縮機(jī)、軸流式壓縮機(jī)、齒輪式壓縮機(jī)及膨脹機(jī)-壓縮機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了壓縮機(jī)不同零部件（機(jī)殼、導(dǎo)葉、定子、轉(zhuǎn)子、軸承、軸端密封、潤(rùn)滑系統(tǒng)等）設(shè)計(jì)的最低要求，包括發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助設(shè)備（驅(qū)動(dòng)級(jí)、聯(lián)軸器、控制器和管路）、設(shè)備的檢查裝運(yùn)都給出了一系列的規(guī)定［2-3］。

通常API標(biāo)準(zhǔn)至少每五年要進(jìn)行一次再審查、修訂、重新確認(rèn)或撤消。有時(shí)這一再審周期延長(zhǎng)兩年，實(shí)際上該出版物自其出版之日起，作為有效的和當(dāng)授權(quán)延長(zhǎng)重新出版狀況下的API標(biāo)準(zhǔn)也不會(huì)長(zhǎng)于五年［8］。目前API617的最新版是第八版，出版于2014年9月，API617的第七版是在2002年8月份首次出版，2009年的1月對(duì)第七版進(jìn)行了一次修訂。本文對(duì)比了2014年的第八版與2009年的第七版，對(duì)比分析2014版的新要求，希望能夠?yàn)樾聵?biāo)準(zhǔn)的宣貫與應(yīng)用起到積極的作用，以期更好地指導(dǎo)壓縮機(jī)的生產(chǎn)。

3 API617新舊版本結(jié)構(gòu)對(duì)比

圖1和圖2分別是第七版（2009版）API617和第八版（2014版）API617部分內(nèi)容的結(jié)構(gòu)框圖，可以看出新舊版本都是由四個(gè)部分組成的，都是整體介紹壓縮機(jī)的一般要求，再分別介紹離心、軸流壓縮機(jī)，整體齒輪壓縮機(jī)，膨脹機(jī)-壓縮機(jī)。2009版第一部分（一般要求）共五個(gè)小的部分，2014版的第一部分（一般要求）分成了七個(gè)小的部分，但整體內(nèi)容與2009版差別不大。2009版是在2.2節(jié)介紹材料相關(guān)要求，而2014版是在4.5小節(jié)介紹材料相關(guān)要求的。由于壓縮機(jī)在不同工況下運(yùn)行，對(duì)材料的要求極其嚴(yán)格，所以本文主要對(duì)比2014版本與2009版本材料要求方面的區(qū)別。

圖1　API617第七版（2009版）部分內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖

圖2　API617第八版（2014版）部分內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖

4 API617新舊版材料方面區(qū)別

相比于2009版的API617，2014版的API617在材料方面新增加了部分要求，對(duì)2009版的部分內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，同時(shí)也刪減了部分內(nèi)容。下面就材料要求各方面的變化進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比。

4.1 2014版新增加和細(xì)化的方面

2014版的API617在材料方面新增加了部分要求，并且對(duì)2009版的部分要求做了進(jìn)一步的細(xì)化，使整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)謹(jǐn)完善，具體的差別如下：

1）2009版買方需要規(guī)定現(xiàn)場(chǎng)和流體中的腐蝕劑，包括可能引起應(yīng)力腐蝕斷裂的組分。2014版后半部分更改為可能引起腐蝕的組分，表達(dá)更加完善和嚴(yán)謹(jǐn)。2014版注解2是新增加的，強(qiáng)調(diào)了材料的選擇需要制造商和供貨商的共同努力。標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表1。

2）對(duì)低碳鋼的要求中，2009版規(guī)定只有按細(xì)晶粒操作規(guī)程煉成的全鎮(zhèn)靜正火鋼可以用在機(jī)械部件，2014版規(guī)定只有按細(xì)晶粒操作規(guī)程煉成的全鎮(zhèn)靜正火鋼可以用在承壓機(jī)械部件，具體內(nèi)容見表2。對(duì)比兩個(gè)版本，可以看出2014版放寬了非承壓機(jī)械部件對(duì)低碳鋼材料的要求。

3）2009版規(guī)定裸露在酸性環(huán)境（濕H2S）的材料應(yīng)符合NACE MR 0175的要求，只用這一句話進(jìn)行了描述，2014版用4.5.1.6和4.5.1.7兩小節(jié)進(jìn)行了描述，可以看出酸性介質(zhì)腐蝕問(wèn)題得到更高的重視，標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表3。另外2014版規(guī)定裸露在酸性環(huán)境（濕H2S）的材料應(yīng)符合NACE MR 0103，而不是2009版的NACE MR 0175，NACE MR 0103比NACE MR 0175的要求更嚴(yán)格，除了硬度要求之外，還對(duì)焊接的鑒定程序有一定的限制，同時(shí)材料的碳當(dāng)量也有一定的限制。4.5.1.7也給出如果有規(guī)定NACE MR 0175可以替代 NACE MR 0103。NACE MR 0103在API617中首次被提到，今后應(yīng)該多學(xué)習(xí)了解NACE MR 0103標(biāo)準(zhǔn)。

表1　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-1

表2　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-2

表3　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-3

4）2009版只規(guī)定了小零件（如螺母、彈簧、墊圈、墊片和鍵）需要有耐腐蝕性，但是沒(méi)有給出具體的要求，新版本明確指出相同的環(huán)境下小部件的耐腐蝕性至少等同于規(guī)定的零部件耐腐蝕性，標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表4。

5）2009版要求300型的不銹鋼或有類似粘接趨勢(shì)的其它材料制造的配對(duì)零件，應(yīng)使用與工藝狀態(tài)相容的防黏劑。而2014版用奧氏體不銹鋼代替了300型不銹鋼，表達(dá)更加嚴(yán)謹(jǐn)、全面。2014版還強(qiáng)調(diào)了防黏劑要根據(jù)不同的溫度來(lái)選擇，這需要引起廣大用戶的注意，標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表5。

表4　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-4

表5　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-5

6）2009版只介紹了選擇O型圈的時(shí)候，要確保在壓縮機(jī)爆發(fā)性卸壓的時(shí)候不被破壞。2014版后面又增加了一部分，對(duì)于垂直分離的機(jī)殼，供方要明確指出壓縮機(jī)機(jī)殼允許的最大卸壓速率，防止O型圈爆發(fā)性卸壓。2014版增加的部分有利于壓縮機(jī)使用方按照要求控制卸壓速率，這樣可以更好的保護(hù)O型圈，標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表6。

表6　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-6

7）關(guān)于轉(zhuǎn)子和定子涂層，2009版也有相同的內(nèi)容介紹，是在2.2.1.16中介紹的，2014版把其位置提前了，并添加了小標(biāo)題“Coatings”說(shuō)明API更加重視了轉(zhuǎn)子和定子的涂層處理，同時(shí)這也是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和定子以后發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表7。

表7　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-7

8）4.5.1.18小結(jié)的所有內(nèi)容都是2014版新增加的，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓縮機(jī)材料要進(jìn)行可靠性鑒別。這說(shuō)明壓縮機(jī)的材料可靠性需要引起更多的重視。標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表8。

表8　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-8

表9　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-9

9）2014版中4.5.1.19.6的內(nèi)容在2009版本是以注解的形式表達(dá)的，2014版單獨(dú)列為一小節(jié)，無(wú)疑是更加重視低溫沖擊試驗(yàn)的控制厚度，希望大家也按照標(biāo)準(zhǔn)確定沖擊試樣的控制厚度。2009版2.2.1.15.5中的內(nèi)容：對(duì)于ASME規(guī)程第Ⅷ篇，第1冊(cè)或等效標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有包括的材料和厚度，買方將規(guī)定要求。2014版將之單獨(dú)列為一小節(jié)4.5.1.19.7，也是希望引起更多的重視。標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表9。

10）2009版要求承壓鑄件不能有孔隙、熱裂、縮孔、砂眼、裂紋、氧化皮、結(jié)疤和類似的有害缺陷，而2014版是要求鑄件不能有上面所述的一些列缺陷，不單是2009版的提到承壓鑄件，非承壓鑄件也不能有上面的一些列的缺陷，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鑄件的要求更加嚴(yán)格了。標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表10。

表10　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-10

11）新版本4.5.2.3小節(jié)整個(gè)部分在2009版本都沒(méi)有提到，是2014版本新增加的部分，該部分主要介紹了承壓的黑色鑄件的補(bǔ)焊問(wèn)題?？珊傅燃?jí)的鋼鑄件需要進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊的工藝應(yīng)該按照ASME標(biāo)準(zhǔn)或者等同的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。補(bǔ)焊之后水壓試驗(yàn)之前，補(bǔ)好的鑄件需要進(jìn)行焊后熱處理確保應(yīng)力的釋放，保證焊縫和基體材料機(jī)械性能的連續(xù)，以及運(yùn)行工況尺寸的穩(wěn)定?；铱阼T鐵可以采用填堵的方式進(jìn)行修補(bǔ)，填補(bǔ)要在ASTM A278，ASTN A395，ASTM A536標(biāo)準(zhǔn)的限制以內(nèi)。為填堵而鉆的洞要用液體滲透仔細(xì)檢查，以保證所有有缺陷的材料都被清除了。標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表11。

12）關(guān)于球墨鑄鐵的生產(chǎn)，2009版就給出按照國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)如ASTM A395來(lái)生產(chǎn)，2014版除了需要按照公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)之外，還給出了4.5.2.5.1-4.5.2.5.4的具體要求。標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表12。

表11　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-11

表12　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-12

13）關(guān)于承壓黑色鍛件的補(bǔ)焊，2009版規(guī)定ASTM 未涉及的補(bǔ)焊應(yīng)以買方的認(rèn)可為準(zhǔn)，而2014版除此之外還規(guī)定可焊級(jí)別的鋼鍛件可以進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊的工藝按ASME標(biāo)準(zhǔn)或等同的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。補(bǔ)焊后水壓試驗(yàn)前，補(bǔ)好的鍛件需要進(jìn)行焊后熱處理，確保應(yīng)力的釋放，保證焊縫和基體材料機(jī)械性能的連續(xù)，以及運(yùn)行工況尺寸的穩(wěn)定。標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表13。

表13　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-13

14）材料的焊接部分2009版只規(guī)定了非承壓部件的焊接應(yīng)該按照公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。沒(méi)有涉及非承壓以外部件的焊接，2014版本對(duì)此做了補(bǔ)充，規(guī)定了管件的焊接、承壓部件、轉(zhuǎn)子部件、高應(yīng)力部件、焊接修復(fù)、不同金屬焊接都應(yīng)該按照ASME標(biāo)準(zhǔn)或者買方認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的程序進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容差異見表14。

表14　2014版與2009版API617的差異對(duì)比表-14

表15　2014版相比2009版刪減的內(nèi)容表-1

4.2 2014版刪減的部分

2014版的材料相關(guān)的要求在2009版基礎(chǔ)上除了新增加和細(xì)化部分內(nèi)容之外，還刪減了一部分。具體刪減的內(nèi)容為表15和表16中斜體部分。表15斜體內(nèi)容：“低溫”可適用于比先前使用的-29℃（-20℉）要高的溫度下使用或暴露的材料。表16斜體內(nèi)容：某些標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有在沸騰的、半鎮(zhèn)靜的、全鎮(zhèn)靜的熱軋和正火鋼材料之間加以區(qū)別，也沒(méi)有考慮這些材料是在細(xì)晶粒還是在粗晶粒操作規(guī)程下生產(chǎn)。賣方在作打算用于-30℃（-20℉）至40℃（100℉）間用途的材料的選擇上，要特別謹(jǐn)慎。以上兩方面的內(nèi)容在2014版都沒(méi)有提到。

表16　2014版相比2009版刪減的內(nèi)容表-2

5 典型材料選擇

2009版典型材料的選擇只在第一部分有一個(gè)附表，而2014版二、三、四部分分別有一個(gè)材料選擇的附表。針對(duì)不同類型的壓縮機(jī)有專門的選材表，更方便設(shè)計(jì)人員選材。零件的材料選擇范圍也有少許的改變，具體的改變就不一一贅述，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要查閱附表進(jìn)行材料選擇。

6 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)比對(duì)了2014版API617軸流、離心壓縮機(jī)及膨脹機(jī)-壓縮機(jī)和2009版API617石油、化工和氣體工業(yè)用軸流、離心壓縮機(jī)及膨脹機(jī)材料要求方面的變化。相比于2009版的API617，2014版的API617在材料方面新增加了部分要求，對(duì)2009版的部分內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，同時(shí)也刪減了部分內(nèi)容。整體上新標(biāo)準(zhǔn)更加科學(xué)、全面、嚴(yán)謹(jǐn)。希望本文的撰寫可以更好的幫助新版本API617的宣貫，同時(shí)也期望本文能夠?yàn)閴嚎s機(jī)的生產(chǎn)廠商在材料要求方面提供一些實(shí)際的幫助。

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The Main Differences of Material Requirements between the 2014 Version and 2009 Version of API617

Sun Qi，Deng De-wei，Zhang Lin，YiHong-li/ ShenyangBlowerWorksGroup Corporation Deng De-wei/School of Material Science and Technology，Dalian University of Technology

Thisarticlesimply introduced the API，APIstandards and themain contentof API617，and compared the requirements of materialbetween the 2014 edition and 2009 edition of API617 in detail.Compared with the2009 versionofAPI617，the2014 version of API617 added new parts in material requirements，detailed and emphasized some parts of the 2009 version，as well as reducing some parts.On the whole，the new standard ismore scientific，comprehensive and rigorous.Compressor manufacturers should pay attention to the changes in the new standardsin theproduction.

API617；compressor；material；contrast

TH432；TK05

A

1006-8155（2016）01-0072-08

10.16492/j.fjjs.2016.01.0072

國(guó)家973項(xiàng)目（2011CB013402）；遼寧省自然科學(xué)基金（2014028002）；遼寧省科技創(chuàng)新重大專項(xiàng)（201303002）；遼寧重大裝備制造協(xié)同創(chuàng)新中心；沈鼓-大工重大科研發(fā)展基金；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金

*本文其他作者：鄧德偉/大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

2015-05-04 沈陽(yáng) 110869