API Standard 682 ISO 21049

H. Tona Noviembre 2011

John Crane Colombia S.A.

API Standard 682

ISO 21049Tercera Edición, Septiembre 2004


• Especificaciones para Bombas Centrífugasde Servicios Generales de Refinerías.Estándar API 610

• Especificaciones para Sistemas de Selladoen Bombas Centrífugas y Rotativas.Estándar API 682


Evolucion de API para Sellos


IntegrantesIntegrantes de API 682de API 682

1ª Edición Sólo miembros de refinerías

3ª EdiciónJefe

Joe Thorp

3 miembros

1a edición

Representantes

PlantasQuimicas

Incluidoscomites

PIP

RepresentantesEuropeos

Por John Crane Gordon Buck

Chris Fone(ESA) Peter Bowden

4ª EdiciónPresidente Rick

Eickhoff, ExxonMobil

Por John Crane

Gordon Buck

Peter Bowden


ESPECIFICACIONES

API 682 3ª API 682 3ª EdiciónEdición


CATEGORIAS DE SELLOS



0

100

200

300

400

500

600

-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800

°F

psi

gRangos de Operacion Categorias

Sellos Cat. 1

Sellos Cat. 2 y 3

Limites API 682 1a

edicion260260260260 CCCC 400400400400 CCCC20 bar g20 bar g20 bar g20 bar g 41 bar g41 bar g41 bar g41 bar g34.5 bar g34.5 bar g34.5 bar g34.5 bar g


Alcance Categorias

Categoria 1

Bombas de Industria Quimica y Petroquimica

Sellos de proceso disenados para ANSI y cajasamplias segun ISO.

Categoria 2

Bombas API de Industria de Petroleo y Gas.

Servicios definidos previamente como AplicacionesAPI-610.

Pruebas de Calificacion como Cat. III

Categoria 3

Bombas API de Industria de Petroleo y Gas.

Sellos Premium la mas alta especificacion de API 682.

Requiere reportes completos de pruebas de calificacion.

API 682API 682

3ª3ª EdiciónEdición


TIPOS DE SELLOS


SELLOS MECÁNICOS SELLOS MECÁNICOS BALANCEADOS Y CARTUCHOS BALANCEADOS Y CARTUCHOS


Tipos de Sellos

Tipo A


Tipos de Sellos

Tipo B


Tipos de Sellos

Tipo C


TIPOS DE SELLADO



TIPOS DE ARREGLOS



Arreglo Sencillo

Tipos de Arreglo


Arreglo Dual No Presurizado

Tipos de Arreglo


Arreglo Dual Presurizado

Tipos de Arreglo


ORIENTACIONES



Orientaciones

7.3.4.2.1 – El arreglo 3 estándar es de configuración “face-to-back”.


7.3.4.2.2 – Si se especifica, configuraciones “face-to-face” o “back-to-back” pueden ser provistas.

Face to FaceBack to Back

Orientaciones


Diseño


6.1.1.1 – Sellos Cartucho

6.1.1.4 – Espaciadores robustos para evitar daños durante el Ensamble o desensamble.

Espaciadores

Diseño


Requerimientos para Caja de Sellado

6.1.2.6 Holgura mínima entre Sello y Caja 3 mm (1/8 in)

Mín 1/8”


Mínimo 4

6.1.2.7 Cuatro tornillos como mínimo deben ser usados.



Máximo 0,0005” (TIR)

6.1.2.13 Perpendicularidad con eje max 0,5 µm/mm (0,000 5 in/in)



Requerimientos para el diseño de Bridas

6.1.2.6 – Holguras radiales: Componentes rotativos vs. estacionarios = 0.125” mínimo

Mín 1/8”


6.1.2.6 – Holguras radiales: Anillo de bombeo y “bore” = 1/16” mínimo (8.6.2.3)

Mín 1/16”



6.1.2.6 – Holguras radiales: “OD” sello contenedor y buje = 0.060” mínimo

Mín 1/16”



6.1.2.8a – Las bridas deben tener agujeros para tornillos, no ranuras. Las bridas para bombas de carcaza partida son una excepción.

Agujeros No ranuras



6.1.2.8a – Las bridas deben tener agujeros para tornillos, no ranuras. Las bridas para bombas de carcaza partida son una excepción.


Ranuras Verticales Ranuras Radiales

Permitido No permitido


Ajuste

+ 0.005”diametral

6.1.2.8b – Ajuste de fijación en pestaña de centramiento= 0.005” TIR.



6.1.2.8c – Hombro del asiento de min 3mm (1/8”) de espesor

Mín 1/8”



6.2.1.2.1 Si es especificado o requerido por 6.1.2.14, multipuerto o flushdistribuido debe ser provisto para arreglos 1 & 2 con sellos rotativos.

Flush Distribuido Multipuerto



Mín

0.187”

6.1.2.21 – Conductos perforados deben ser de 0.187” mínimo.



6.1.2.20 – Bridas para sellos húmedos deben ser auto venteadas.

7.2.4.2 & 7.3.4.3 – Salida tangencial de la barrera

Entrada

Salida

Auto venteo



6.2.1.2.2 – Empaque confinado (O-ring o espirometálico) debe ser usado entre la brida y la cámara de sellado con contacto metal-metal en esta área.



7.1.2.1 & 7.1.2.2 (Arreglo 1) – Las bridas deben tener buje de restricción;

Categoría 1 – Buje fijo de carbón - estándar. Si se especifica use buje flotante de carbón.

Categoría 2 – Buje fijo de metal anti-chispa, standard. Opción buje flotante o segmentado de carbón.

Categoría 3 – Buje flotante de carbón - standard. Opción buje segmentado.

Buje Flotante Buje Segmentado



6.1.2.22 – Holgura de Bujes Fijos:

• ≤ 2.0” = 0.025” máximo

• Cada pulgada adicional (o fracción de pulgada); adiciones 0.005”

Max 0.025” diametral



6.1.2.23 – Holgura de bujes flotantes de carbón:

•≤ 2.0” = 0.007” máximo

•> 2.0 ≤ 3.0” = 0.009” máximo

•> 3.0 ≤ 4.75” = 0.011” máximo

Max 0.007” diametral



Holguras en asientos 4ª edición

� Mínima holgura diametral

� 1 mm para ejes <= 60 mm de diámetro

� 2 mm para ejes mayores


Holguras en asientos John Crane

� Holgura nominal tradicional

� ~ 1/16 pulgada (1.5 mm) diametral

� Pudiera ser menor debido a la tolerancia de fabricación

� Será 2mm (0.079”) para productos API 682 4a edición

� Incluye tolerancia de fabricación

� En el desarrollo de nuevos asientos

� En algunos casos socavar camisas

� En algunos casos aumentar el tamaño del sello

� Se recomienda estrictamente 2mm para todos los sellos sean API o no

� Debe ser asegurado en el proceso de diseño


Requerimientos en anillos de bombeo – 4a Edición

� Mínima holgura diametral

� 1 mm para ejes <= 60 mm de diámetro

� 2 mm para ejes mayores


6.1.3.3 – Hombro tope para cabezal de sello. 2609/3609 usan ranura tope.

6.1.3.7 – Espesor mínimo de 0.100”

•Diámetros de eje < 2.250” = 0.100” de espesor mínimo

•Diámetros de eje de 2.250 a 3.250” = 0.150” de espesor mínimo

•Diámetro de eje > 3.250” = 0.200” de espesor mínimo

6.1.3.10 – Tornillos de Collar no deben traspasar la camisa a menos que tenga desahogo.

0.100” min (2.5 mm)

Ver tabla 30.100 to 0.200”

(2.5 to 5.00 mm)

Localización del hombro

Recubrimiento opcional

Alivio Alivio

O-ring en lado proceso

Requerimientos para el diseño de Camisas


Conexiones en Bridas y cajas

a Todos son NPTb Conexiones requeridas cuando throttle bushing es provistoc Conexión 3/8 NPT cuando no hay espacio para 1/2 NPTd 1/2 NPT para ejes < 63,5 mm (2,5 pulg.), 3/4 NPT para mayorese conexión 1/4 NPT cuando no hay espacio para 3/8 NPTf conexión tangencial preferida para la salidag WS = Conexión es provista sólo cuando es especificado el apropiado plan


Conexiones en Bridas y cajasF (Flush)

V (Venteo)Q (Quench)



LBI (Liquid Buffer In)

LBO (Liquid Buffer Out)


API 682 3ª EdicionLinea de Productos John Crane Categoria 1

Arreglo 1 5610Q-1 5615Q-1 Contacto liquido

Tipo A Descripcion

Arreglo 2 5620P-1 5625P-1 Dual liquido de barrera

Arreglo 2 5620D-1 Engineered ECS

Contacto seco contenedor secundario

Arreglo 3 5620P-1 5625P-1Liquido de barrera

face-to-back

Arreglo 3 2800 2800MBGas de barrera

(0-300 psig)

Tipo C

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

Tipo B

Buje de Carbon estandar en sellos sencillosOpcional sello interno estacionario


Arreglo 11648-2 1670-2

Sencillo contacto liquido

opcion RREL

Tipo A Descripcion

2648-2 2670-2 Liquido de barrera

2648-2C 2670-2C Contacto seco contenedor secundario


2800 2800MBGas de barrera

(0-300 psig)

Tipo C

1604-2

2609-2

2609-2C

3609-2

N/A

2648-2N 2670-2N No-contacto contenedor secundario

2609-2N

2800HP N/AGas de barrera

(300 – 600 psig)N/A

Tipo B

Arreglo 2

Arreglo 2

Arreglo 2

Arreglo 3

Arreglo 3

Arreglo 3

Buje de bronce estandar en sellos sencillos.



Arrangement 1

1648-3 1670-3Sencillo contacto liquido Opcion RREL

Tipo A Descripcion


2648-3C 2670-3CContacto seco contenedor secundario


2800 2800MBGas de barrera

(0-300 psig)

Tipo C

1604-3

2609-3

2609-3C

3609-3

N/A

2648-3N 2670-3NNo-contacto contenedor secundario

2609-3N

2800HP N/AGas de barrera

(300 – 600 psig)N/A

Tipo B

Arreglo 2

Arreglo 1

Arreglo 2

Arreglo 2

Arreglo 3

Arreglo 3

Arreglo 3



Material para Caras

Sellos múltiples todas las categorías:

Tipo 2800: Anillo Primario: P99 (8261)Asiento: D81 (1903)

Tipo 2800HP: Anillo Primario: P99 (8261)Asiento: D81 (1903)

Tipo 2800MB: (Sin Calificar por ahora)

ECS: Anillo Primario: P15 (7250)Asiento: D81 (1903)

Tipo S48SC: Anillo Primario: P173 (8276)Asiento: D81 (1903)

Tipo 28SC: Anillo Primario: P147 (8270)Asiento: O15 (9205)


Material para Caras

CATEGORÍA 1:

Tipo 5610/5620: Anillo Primario: F55 (9055) {en stock} P200 (8250)P147 (8270) {Alt.};P147 (8270) {Alt: Diseño RS}

Asiento: 058 (9221) D86 (1908)

Tipo 5615/5625: Anillo Primario: P87 (8225)Asiento: O58 (9221) D86 (1908)

Tipo 5620D: Anillo Primario: P15 (7250)Asiento: O58 (9221) D86 (1908)


Material para Caras

CATEGORÍA 2 / 3:

1648 / 2648 / 3648: Anillo Primario: F48 (9048) P147 (8270); P15 (7250)– Grupo de Fluidos No-HidrocarburoAsiento: D81(1903)

1670 / 2670 / 3670: (2670 / 3670 Sin calificar por ahora)Anillo Primario: P87 (8225)Asiento: D81 (1903)

1604: Anillo Primario: P190 (8016); P194 (7273); D55 (8792)Asiento: D81 (1903)

2609 / 3609 HTL: Anillo Primario (Interno): P190 (8016); P194 (7273); D55 (8792)Anillo Primario (Externo): P190 (8016); P194 (7273)Asiento: D81 (1903)

2609 / 3609 HTC: Anillo Primario (Interno): D107 (1883)Anillo Primario (Externo): P190 (8016); P194 (7273); D107 (1883)Asiento: D81 (1903)


Material para Caras

Para el resto de servicios:

(1) Tungsten Carbide Primary/ Mating Rings: O15Note: For the above material:(1) The combination of WC vs SiC was qualified for metal bellows seals in high temperature Mineral Oil using the above noted materials. This vendor is not the current vendor of choice. They are no current plans to qualify a combination of Carbon vs WC, or WC vs SiC, or SiC vs WC for other seal types in other fluid groups at this time.Using the family designation “O15” is the best choice for cost and availability and the material supplied would most likely come from the vendor that we would eventually qualify if required. Customer specific testing can be done,but at a rather high cost. D65 (8704) is the non-API preferred material at this time.


Material para CarasAdditional Material Notes:

A) It is recommended to take exception to the API 682 / ISO 21049 requirement for qualified material for

Cat. 1 seals as there is a low requirement for the use of these seals and the materials are stocked as family grades. For example on Type5610/5620 seals the materials tested and qualified were P200 (8250) and D86 (1908J), but the standard components are stocked as F55 and O58. The materials in the family, both carbon and silicon carbide have undergone rigorous qualification testing under the John Crane qualification requirements to be included into a material family.B) Materials for Cat. 2 & 3 seals that are not qualified pairs

1) The face material pair is not specified by the customer on the data sheet and the material pair is; Hard vs Hard faces arerequired for the application OR a non-qualified carbon vs Hard face is required due to the corrosive nature of the application. In these cases Family Grades shall be specified. Add a note:“The materials supplied are not qualification tested, but are required to satisfy the requirements for the specified operating conditions.”2) The material of the mating ring is not the standard default material (i.e. D81) due to the nature of the fluid being sealed (i.e. acid or caustic will attack reaction bonded SiC). The qualified carbon grade should still be specified or default to 2a above. The mating ring material should be a Family Grade. Add a note:“An alpha sintered silicon carbide mating ring is supplied due to the nature of the fluid being sealed.”3) The customer (Purchaser / End User) specified the materials to be used on the data sheet. Family Grades shall be used unless a specific grade is noted for one or both faces (i.e. Graphite Sic – D107). Add a note:“Materials supplied are customer specified.”C) Non – Qualification Tested Configurations

1) Configuration was specified by the customer on the data sheet (i.e. Type A, Category 3, Configuration 3CW-BB). Seal Type would still be 3648-3, etc. Add a note:“Seal configuration is customer specified.”2) Configuration was specified by John Crane in the quote and noted to be an exception as not qualified. Seal Type would still be 3648-3, etc. Add a note:“The seal configuration has not been qualification tested, but is required to satisfy the requirements for the specified operating conditions.”P.S.: Always look at the Qualification Forms on the Engineering website for updates


Material para Caras


Material para Caras

Códigos de Materiales John Crane que reúnen las calificaciones API 682 Material Numero de ParteCódigo Sufijo Descripción1 . . . . . . . . . .0550 . . . . . . . . . . . .Acero Inoxidable316

B 93 . . . . . . . .9505 . . . . . . . . . . . .Nitrilo

D 55 . . . . . . . .8792 . . . . . . . . . . . .Carburo de Tungsteno

D 81 . . . . . . . .1903 . . . . . . . . . . . .Carburo de Silicio - Reaction Bonded

D 86 . . . . . . . .1908 . . . . . . . . . . . .Carburo de Silicio - Alpha Sintered

P 15 . . . . . . . .7250 . . . . . . . . . . . .Carbón - Especifico

P 147 . . . . . . .8270 . . . . . . . . . . . .Carbón Especifico

X . . . . . . . . . .9549 . . . . . . . . . . . .Fluoroelastomero

X 14 . . . . . . . .3769 . . . . . . . . . . . .Perfluoroelastomero

X 15 . . . . . . . .3767 . . . . . . . . . . . .Perfluoroelastomero


Material (API 682 B.5)


Categoria 1 Tipo de Sello

5610Q-1

Tipo A

Arreglo 1


Materiales Categoria 1

Partes Metalicas316 SS

ResorteHastelloy™ C

Sellantes SecundariosFluoroelastomeros

Anillo PrimarioCarbon con Resina - estándarCarburo Tungsteno - opcional

AsientoCarburo Silicio Alfa Sinterizado



5620P-1

Tipo A

Arreglo 2

Anillo de bombeo

Balanceado a presion de reversa

Sello interior estacionario opcional



5620D-1

Tipo A

Arreglo 2

Sello contenedor secundario

Carburo de Silicio Alfa-sinterizado




5615Q-1

Tipo B

Arreglo 1

Fuelle metalico soldado Sealol Aleacion C-276

Buje fijo de carbon




5625P-1

Tipo B

Arreglo 2

Sello Dual tiene entrada radial y salida tangencial del fluido de barrera

Anillode bombeoCarburo Silicio Alfa-sinterizado



Categoria 2 Tipo de Sello1648-2

Tipo A

Arreglo 1

Buje Fijo Carbón

Espaciadores deFijación

FlushDistribuido


Materiales Categoria 2

Partes Metálicas 316 SS

ResortesHastelloy™ C

Sellantes Secundarios Fluoroelastómero

AsientoCarburo de Silicio Reaction bonded

Buje Fijo Carbón

Anillo PrimarioCarbón con antimonio - standardCarburo de Tugnsteno - optional



2648-2

Tipo A

Arreglo 2

BOMBAS

P-3101 A/B. Plan 13/52

P-3102 A/B. Plan 11/52


Categoría 2 Tipo de Sello

1670-2

Tipo B

Arreglo 1



2670-2 Tipo B, Arreglo 2

3670-2 Tipo B, Arreglo 3 Anillo de Bombeo Axial



1604-2 Tipo C, Arreglo 1


Materiales Sello Tipo C

Sellantes SecundariosGrafito

Buje FijoCarbón

Fuelle EstacionarioInconel



2609-2 Tipo C Arreglo 2

3609-2 Tipo C Arreglo 3

BOMBAS

VRP 9 A/B. Plan 54


Categoría 3 Tipo de Sello1648-3Tipo AArreglo 1

Buje Segmentado

FlushDistribuído


Materiales Categoría 3

Partes Metálicas316 SS

ResortesHastelloy™ C

Sellantes SecundariosFluoroelastomeros

AsientoCarburo de SilicioReaction bonded

BujeSegmentadoCarbón

RecubrimientoEndurecidoOpcional

Anillo PrimarioCarbón con Antimonio – standardCarburo de Tungsteno - opcional


Categoría 2 y 3Sello Contenedor Secundario

2648-2C

Tipo A

Arreglo 2

Tipo 48SC

Buje de Aislamiento


Category 2 & 3 Secondary Containment Seals

2670-2C

Type B, Arrangement 2

ECS™Low-Temperature

Isolation Bushing

Low-temperature

Type 670 seal head


Category 2 & 3 Secondary Containment Seals

2609-2C,

Type C, Arrangement 2

High-TemperatureECS™

Isolation Bushing

High-temperature Type 609


Category 2 & 3 Non-contactingSecondary Containment Seals

2648-2N

Type A, Arrangement 2

28LD

Isolation Bushing

Type 48LP


Category 3 Seal Types

1648-3 Type A, Arrangement 1

Provided with appropriate documentation inaccordance with the API 682 Specification

Segmentedbushing

Distributedflush

Sleeve hardcoating

(optional)


316 SSMetal parts

Hastelloy™ C Springs

Fluoroelastomer secondary seals

Reaction bonded Silicon CarbideMating Ring

Segmented throttle bushing standard

Sleeve hard coating (optional on API 682 seals)

Bushing retained by bolted follower plate

Distributed flush

Primary Face Carbon - standardTungsten Carbide - optional

Category 3 Seal Types1648-3Type A, Arrangement 1


Category 3 Seal Types

1670-3

Type B

Arrangement 1

• Provided with appropriate documentation in

accordance with the API 682 Specification• Distributed flush standard

• Segmented bushing standard• Sleeve hard coating optional


Category 1, 2, & 3 Non-contactingGas-lubricated Seals

2800 Type A, Arrangement 3

Patentedspiral grooveDual mating ring design meets

API 682 design specifications

0 to 300 psig / 21 bar g


Category 1, 2, & 3 Non-contactingGas-lubricated Seals2800HP Type A, Arrangement 3

Dual mating ring design conforms to API 682 design requirements

300 psig / 21 bar g to 600 psig / 41 bar g


Category 1, 2, & 3 Non-contactingGas-lubricated Seals

2800MB Type B, Arrangement 3Dual mating ring design conforms Dual mating ring design conforms Dual mating ring design conforms Dual mating ring design conforms to API 682 design requirementsto API 682 design requirementsto API 682 design requirementsto API 682 design requirements Patentedspiral grooveSealol edgeSealol edgeSealol edgeSealol edge----welded welded welded welded metal bellows metal bellows metal bellows metal bellows 0 to 230 psig / 16 bar g0 to 230 psig / 16 bar g0 to 230 psig / 16 bar g0 to 230 psig / 16 bar g


Type 2800 Dry Running Gas Seal

NITROGEN INJECTION NITROGEN INJECTION 30 PSIG ABOVE MAXIMUM 30 PSIG ABOVE MAXIMUM SEAL CHAMBER PRESSURESEAL CHAMBER PRESSURE

Shaft Rotation Shaft Rotation

ATMOSPHEREATMOSPHEREOUTBOARDOUTBOARD

PROCESS SIDEPROCESS SIDEINBOARDINBOARD

Clockwise Clockwise CounterCounter--Clockwise Clockwise Shaft Rotation Shaft Rotation


Gas Seal Control Panels

John Crane Seal Support Systems

Types• Single Outlet• Multiple Outlet

• Low Pressure• Medium Pressure

• High Pressure

• Pressure Boosters• Pressure Tracking


Pruebas de Calificación

� 10.3.1.2.6 Consiste de tres fasesa) Fase dinámica a

temperatura, presión y velocidad constante

b) Fase estática a las mismastemperatura , presión y velocidad que la dinámica

c) Fase cíclica variandotemperaturas y presiones

� 10.3.1.2.1 Los sellos deben ser probados en un apropiado “test rig” por el fabricante del sello de acuerdo a 10.3.1.2.2 to 10.3.1.2.12 and 10.3.1.3.


Prueba con aire 4ª Edición

� El propósito es asegurar el ensamble adecuado

� Condiciones de la prueba

� 1,7 bar (25 psig)

� 3,5 md (5 minutos)

� Pérdida permitida 0,14 bar (2 psi)

� Máximo volumen 28 litros (1 pie cúbico)

� Probar cada sección del sello independientemente

� Algunos usuarios querían una prueba más estricta

� Prueba anterior mantenida

� Nuevos estándares JC del IS-145 al IS-150


C1 A1 A 11categoría

arregloPlan API

tipo

Códificación


EJEMPLO 1

C1A1A11

C1 = Categoría 1,

A1= Arreglo 1 (Sello Sencillo),

A = Tipo A (Sello de Empuje),

11= Plan API 11.

Códificación


EJEMPLO 2

C3A2C1152

C3 = Categoría 3

A2 = Arreglo 2 (no presurizado)

C = Tipo C (fuelle metálico estacionario)

11 52 = Plan 11 y Plan 52.

Códificación


NUEVOS PLANES API



PLAN 53

Nuevos Planes API

Plan 53B

Plan 53C

Plan 53A


PLAN 14

Nuevos Planes API


PLAN 24

Nuevos Planes API


PLAN 65

Nuevos Planes API


PLANES PARA GASES

Plan 72 Plan 74

Plan 75 Plan 76

Nuevos Planes API


API 682

Questions & Answers

API Standard 682 ISO 21049

Documents

Transcript of API Standard 682 ISO 21049