SH T 3151-2013 石油化工转子泵工程技术规范.pdf

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1、ICS 23.080 P72 备案号:J1791-2014 中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 3151-2013 代替SH/T3151一2007石油化工转子泵工程技术规范Technical specification for rotary pumps in petrochemical industry 2013-10-17发布2014-03一01实施中华人民共和国工业和信息化部发布SH/T 3151-2013 目欠前言.v1 范围.2 规范性引用文件.3 术语和定义.24 替代设ii-.25 基本设计.25. 1 一般要求.25. 2 泵型25. 3 承压件及保压件.35.4 壳体上的管

2、接口及辅助接口.35. 5 法兰35. 6 作用在管口上的外力和外力矩.，35. 7 壳体衬套.，45. 8 转动元件.45. 9 轴封45.10 轴承和轴承箱.7.45.11 动力学及振动眼制.5.12 润滑.5. 13 材料.5. 14 噪声.66 辅助设备.，66. 1 驱动机66.2 联轴器和联轴器护罩.川.川.川.川.川.川.川.川.川.川.气、6. 3 皮带驱=哥动3出J.川.川.川.川.川.川.川.川.川.，76.4 底座76. 5 限压阀76. 6 控制和仪表.，86. 7 辅助管道和设备.86.8 多相流泵组的脉动及振动控制.96.9 专用工具97 检验和试验.97. 1 通

3、则.，97.2 检验.97. 3 试验97.4 检验和试验记录.107.5 材料证书.10SH/T 3151-2013 7.6 无损检测.117. 7 外观检查和尺寸检测.118 涂漆、标志、包装和运输.，128. 1 油漆和防锈处理.128. 2 铭牌和转向箭头.128. 3 标志128. 4 包装和运输.129 保证.139. 1 机械保证139. 2 性能保证1310 卖方的资料.13附录A(资料性附录)参考的供货范围.14附录B(资料性附录)转子泵数据表.15附录c(资料性附录)管法兰标准手J压力等级对W.18附录D(资本H1附录)采零部件用主要材料对照.19附录E(资料性附录)配管材

4、和l对jlq.21附录F(资料性附录)卖方向提供的图纸和资料.22本规范用词说明.24II SH/T 3151-2013 Contents Foreword v 1 Scope l 2 Normative references l 3 Tenns and definitions.2 4 Altemative designs.2 5 Basic design-2 5. 1 General 2 5. 2 Selection and rating of pump type 2 5. 3 Pressure-containing and pressure-retaining parts.3 5.4 Ca

5、sing connections and auxiliary connections3 5.5 Flanges3 5.6 Extemal forces and moments.3 5. 7 Casing liners.4 5. 8 Rotating elements.4 5.9 Mechanical sha位seals.45. 10 Bearings and bearing housings.4 5. 11 Vibration limits.5 5. 12 Lubrication-.5 5. 13 Materials5 5. 14 Noise66 Accessories.6 6. 1 Driv

6、ers6 6.2 Couplings and guards 7 6. 3 Belt drives.7 6. 4 Baseplates7 6. 5 Pressure-limiting valves.7 6. 6 Controls and instruments.8 6. 7 Auxiliary piping.8 6.8 Pulsation and vibration control requirements for multiphase skids9 6. 9 Special tools.9 7 lnspection and testing .9 7. 1 General 9 7. 2 Insp

7、ection-9 7. 3 Testing-9 7.4 Inspection and testing record 10 7. 5 Material certifications10 I I I SH/3151-2013 7. 6 Nondestructive examinatioll.11 7. 7 Surface and overall dimentions examinations.,.11 8 Painting, mark and preparation for shipment.12 8. 1 Painting.12 8.2 Nameplates and rotation arrow

8、s12 8.3 Marlc. 12 8. 4 Preparation for shipment.12 9 Guarantee 13 9. 1 Mechanic guarantee13 9. 2 Performance guarantee 13 10 Vendor、data13Annex A (Informative) Scope of supply for reference M Annex B (Informative) Rotary pump data sheets 15 Annex C (Informative) Comparison table of flange standards

9、and nominal pressure.18 Annex D (Informativ巳)Comparison table of typical material for rotarpumps19 Annex E (lnformative) Comparison table of piping materials 21 Annex F CInformative) Vendor drawings and data requirments 22 Explanation of wording in this standard24 IV SH/3151-2013 目IJI=t 根据中华人民共和国工业和

10、信息化部(2011年第二批行业标准制修订计划)(工信厅科2011134号)的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本规范。本规范共分10章和6个附录。本规范的主要技术内容是:石油化工转子泵的性能设计、材料选用以及重要零部件的合理设计及配置等多个方面应遵循的原则;同时也提出了作为泵组重要组成部分的辅助设备、辅助管道系统、控制和仪表等方面应遵循的准则:还对泵组的检验、试验、包装、运输及资料，准备等方面提出了要求。本规范是在SH/T3151-2007 (石油化工转子泵工程技术规定的基础上修订而成，修订的主要技术内容是:一一依据

11、国外标准APIStd 676-2009，对原引用APIStd 676-1994的相关条款进行了修订;一一增删了个别规范性引用文件:一一更新了规范性引用文件的版本:一更新了数据表:一一更新了法兰标准和公称压力等级对照表;更新了泵零部件主要材料对照表:一一更新了配管材料对照表。本规范由中国石油化工集团公司负责管理，由中国石油化工集团公司机械技术中心站负责日常管理，由中石化上海工程有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议，请寄送日常管理单位和主编单位。本规范日常管理单位:中国石油化工集团公司机械技术中心站通讯地址:上海市延安西路376弄22号10楼邮政编码:200040 电话:021

12、-32140411 传真:021-62489867 本规范主编单位:中石化上海工程有限公司通讯地址:上海市浦东新区张杨路769号邮政编码:200120 本规范参编单位:中国石化工程建设有限公司中石化洛陆工程有限公司中石化宁波工程有限公司天津泵业机械集团有限公司河北恒盛泵业股份有限公司宁波得利时泵业有限公司本规范主要起草人员:蒋国周景芝陈伟岳平杨成炯黄水龙商学成郭秀剧t徐欢天本规范主要审查人员:盛志伟周家样范德明曹永军杨立民漆明贵汪春茂谢福沟朱吉新赵先起黄秀芹王曼秋本规范2007年首次发布，本次为第1次修订。V SH/T 3151-2013 石油化工转子泵工程技术规范1 范围本规范规定了石油化工

13、转子泵(齿轮泵、!蝶、杆泵、凸轮泵、滑片泵等)及其驱动机、辅助设备在设计、制造、检验和试验等方面的最低要求。本规范适用于石油化工转子泵的工程设计及设备采购。2 规范性引用文件下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。GB/T 9112钢制管法兰类型与参数(美洲体系)GBZ/T 189. 8-2007工作场所物理因素测量噪声HG/T 20615 钢制管法兰CClass系列)SH/T 3149 石油化工一般用途汽轮机工程技术规定S江/T3156-2009 石油化工离心泵和转子泵用轴封系

14、统工程技术规范SH/T 3406 石油化工钢制管法兰ISO 10438-2007 CAPI Std 614-2008)石油、石化和天然气工业特殊用润涓泊、密封油和控制油系统及附件CPetroleum，Petrochemical and Natural Gas Industries-Lubrication, shaft-sealing and control-oil systems and auxilia1ies) ISO 1940-1 机械振动在恒定(刚性)状态下转子的平衡质量要求第1部分:平衡允差的规定和核定CMechanicalvibration-Balance quality requi

15、rements for rotors in a constant Crigid) state-part 1 : Specification and飞rerificationof balance tole1ances) ISO 21049-2004 CAPI Std 682-2004) 离心泵和转子泵轴封系统CPumps-Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps) API Std 611 石油、化工和气休工业用一般用途汽轮机CGene1al Purpose Steam Turbines for Petroleum, Chemic

16、al and Gas IndustrServices) API Std 670 机器保护系统CMachine1Y Protection Systems) API Std 676-2009 容积式泵一转子泵CPositiveDisplacement Pumps-Rotary) ASME B16. 1 灰铸铁管法兰和法兰连接件:25 , 125和250等级CGray Iron Pipe Flanges and Flanged Fittings: Classes 25 , 125 , and 250) ASMEB16.5 管法兰和法兰连接件:NPS 1/2至NPS24 CPipe Flanges a

17、nd Flanged Fittings: NPS 1/2 through NPS 24) ASME B16. 42 球墨铸铁管法兰和法兰连接件:150和300等级CDuctile l1on Pipe Flanges and Flanged Fittings: Classes 150 and 300) ASME B16. 47 大尺寸钢法兰:NPS 26至NPS60 CLarge Diamete1 Steel Flanges: NPS 26 through NPS 60) EN 1092一l法兰及其连接件一管道、阀门、管件和附件用1211盘法兰，第1篇:钢tlj法兰CFlangesand the

18、ir Joints-Circular Flanges fo 1 Pipes, Valves, Fittings and Accessories-Part 1 Steel Flanges) EN 1092-2 r去兰及其连接件一管道、阀门、管件和附件用困iA法兰，第2篇:铸铁i!兰CFlangesand their Joints-Ci1cular Flanges fo 1 Pipes, Valves, Fittings and Accesso1ies-Pa1t 2 Cast 11011 Flanges) SH/3151-2013 3 术语和定义API Std 676一2009第3章界定的术语和定

19、义适用于本规范。4 替代设计实方可以根据经验，从技术和商务角度，提供1才有关各方(买方/卖万)都有利的替代设计方案。实方提供的替代设计方案应包括详细说明、使用业绩和应用的标准规范。买方应评估此替代设计方案，决定是否采用。5 基本设计5. 1 一般要求5. 1. 1 转子东(包括辅助设备)应按照使用寿命至少为20年(不包括易损件)，预期不间断连续操作至少为3年进行设计和制造。除买方书面批准外，卖方提供的机器规格应在卖方的设计和制边经验也国内，并且至少应有同样或相似型号的产品在相同或相似操作条件F成功运行两年以上的业绩。5. 1. 2 除刃有规定外，卖方向对整个为主组(包括泵、齿轮变边器、驱动机、

20、IJI系统、控制及仪表、联轴哥哥、相关的辅助设备丰11; 1主系统等)负全部责任，并负责它们之间的合JLjIl!.1 r-k。共方的供货也|二IjJ参见本规范附录A。5. 1.3 除另有规注:外，朵、驱动机及其辅助设备应在规定的操作和环境条件1.近mJ工户外启动和!连锁门口川rh5. 1.4 I垛另有划定外，泵的规格应按输送介质的最小粘度以及规定的压差1;(内部ll立流自米的定:泵的部rii二轴功率应按输送介质的最大粘度以及最大月二差下的所需功率来确定。5. 1.5 对于自联泵，l叫IX?.;)JiL沟可变速，则泵的最大连续许月H专边不出低于驱动机制定转速的105%;/，f驱动机为恒边电机，则

21、杂的最大连续许用转述应等于电机的额定转速。5. 1.6 对于带齿轮箱的狂，若驱动机可变速，则齿轮箱输入轴的最大连续许JTJ古边不应低flJIi)J机额定转速的105%;若驱动机为恒边电机，则齿轮箱输入轴的最大连续许用转过:应等于|包机的额定转边。5. 1. 7 泵及其辅助设备应能在限压阀积聚版力及驱动机跳IWJ转速下连续操作。驱动机的跳!ljU年专边:J最大连续许用转速之比山至少满足下列要求:a) 变速电机一一110%;b) 恒边电机一-100%;c) 汽轮机110%; d) 其他原动机一-110%。5. 1. 8 东在额定点内必需汽蚀余量NPSHr应至少比有效汽蚀余量NPSHa小o.3m,

22、JI.不应考虑对经类液体的修正系数。5. 1. 9 润滑立litl自开11内装需润滑运动零部件(如轴承、轴封、抛光的零部件、测量仪表和控制元!J)l内脏休都应设计成在泵运行或停机闲置期间尽量少受潮湿、灰(粉)尘，以及其他外界杂质的污染。5. 1. 10 泵的所有部件(尤其是轴封部分)的设计，应符合维护便利且经济合理的要求。主要零部件应设有止口配合或IJ柱形定位销，以便于拆卸和重新装自己。5. 1. 11 对于多相流泵，卖方应确保泵组能在稳态最大出口压力及最大|肢入压力下启动。5. 1. 12 泵的连接!螺栓应符合APIStd 676-2009第6.1. 17条的规定。5. 1. 13 泵的安装

23、表面的粗糙度和平面度应符合APIStd 676-2009第6.1. 18条的规定。5. 2 泵型转子泵的泵型分类及特殊设计特征应符合APIStd 676-2009第4.3条的规定。各类转子泵适用的2 SH/3151-2013 流量和压力范围应按APIStd 676-2009的图9所示:其转速应由卖方在综合考虑汽蚀余量、液体最大粘度、;1;休!月l!.及jpf蚀性杂质fr112、磨损允目:守;因素后，向买方推荐，并f1J.1导到买方的同意。5.3 承压件及保压件5.3.1 承压件的设计应符合APIStd 676-2009第6.3.1条的规定。5. 3. 2 壳体和其他承压件及其支撑件应合理设计，

24、并满足在指定操作工况下，同时经受温度、压力、扭矩，以及许用外力军口外力矩的最苛刻组合时也不会发生损坏性扭曲变形。5. 3. 3 除另有规定夕怀、壳体设计时应保证泵的吸入口区域与吐出区域采用相同的压力等级。5.3.4 对于操作温度。以上的泵，应按最高操作温度至少加10C进行设计操作温度在OC及以下的泵，应比较最低操作温度与最低环境温度，技两者中较低的温度进行设计。3. 5 壳体应配j提高而引5.3. 损伤5.3. 壳体5.3.81除穷有规定外，夹套的设计压力应大子或等于O.52MPa (G)，水压试验压力应大于或等于O. 8MPa毛()5.3.9壳侍应采用平垫片、;则在压缩型缠绕式垫片，或0型阁

25、进行密封。5.3. )OL才呆压件中应尽量少二日摇纹孔。为防止11!1j路，各ii孔及隙纹孔周围和底部的剩余金属厚度(包括腐蚀格董J应至少为螺栓公称直径的乏。螺纹孔的深度应大子或等于1.5倍的螺柱直径主5.4 ;克体主的管接口及辅助接口5.4.1.二除另有规定外，壳体上不应设置压力表接口。5.4.2除另有规定外，壳体应设置t:1I:净口等辅助接1:105.4.3除泵设计成自排气外，壳体应设置排气口。5.4.4除数据表上另有规定外，与月1户连接的接口应为法兰连接。若泵出口尺寸小于f或等于DN50(2 in) ，则除泵选出口尺寸以外的其他壳体接口尺寸应至少为DN15(1/2 in);若泵出口尺寸大

26、于或等于DN80 3 n)则除泵进出口尺寸以外的其他完体接|二!尺寸应至少为DN20(3/4in);密封111洗管路接口及仪表接口可不区分泵尺寸大小，均采用DN15(1/2 in)。5.4.5 壳体上的辅助接口应符合APIStd 676-2009第6.5条的规定。5. 5 法兰J5.5. 1 法兰应采用GB/T9112，或SH/T3406，或HG/T20615，或ASMEB 16. 1，或ASMEB16.5, 或ASMEB16.钮，或ASMEB 16.47标准，参见附录co采用上述标准之外的法兰应得到买方的确认。具体的法兰标准二压力等级和密封面型式应符合数据表的J吕定，参见附录Bo.5. 5.

27、 2 除另有规定外，泵的l吸入口和排出口法兰应采用相同的法兰标准和压力等级。5. 5. 3 铸铁材料的泵，其法兰密封面应为全平面(FF)，其他材料的泵，法兰密封面至少应为突面(RF)。5.5.4 法兰螺栓孔宜为全通孔结构。5. 6 作用在管口上的外力和外力矩泵(包括壳体支承和底座)应能承受一定的管逅载荷和热膨胀引起的外力和外力矩。泵的进出口法兰允许承受的外力和外力矩可按公式(5.6-1)、公式(5.6-2)计算。Fx= Fy= Fz=13D (5.6-1) SH/T 3151-2013 式中:凡，鸟，Fz 泵进出口法兰X，y , z方向(见图5.6)允许承受的外力，N; D 管口公称直径，mm

28、o Mx My=M二=7D(5.62) 式中:Mx My , Mz 泵进出口法兰X，y, z方向(见图5.6)允许承受的外)J矩，Nlno tlli线图5.6 泵进出口法兰力和力矩的坐标系5. 7 壳体衬套5.7. 1 1徐另有圳定外，螺杆泵应采用可9:1兔的壳体衬套。5.7.2 1垛另有规定外，对j二多相|流的双螺杆泵，衬套应采用耐踏材料，或对衬套内孔衣rililli行耐磨iil!化处理。5. 8 转动元件5.8. 1 在规定工况(包J币110%限压阀整定压力)下，转子与先体之问以戊IJI同步齿轮转动的转f之问应避免发生磨损，转动部件和l轴应有足够的刚度，材料选择时应避免使用易于咬合磨损的材

29、料。5. 8. 2 对于非整体生;构的转子，转动部件和车111之间应采用紧自连接。5. 8. 3 转动部件和轴!当机械力l工，其径向跳动量(TIR)应小于或等于0.05mmo5.8.4 转子还应符合APIStd 6762009第6.8.1条的其他规定。5. 8. 5 同步齿轮应符合APIStd 6762009第6.8.2条的规定。5. 9 轴封5.9. 1 1垛另有规定外，车III封应为集装式机械密封，轴封及其系统应符合SH/T3156-2009的规定。如规定密封不执行S江/T3156-2009，应得到买方的批准，并应符合APIStd 6762009第6.9. 2条6.9.19条的规定。5.

30、9. 2 泵的密封型式可由买方在数据表上规定，卖方根据规定的工况应负责最终选择，并标明密封的分类代号、卖方代号、材料牌号和辅助管道布置方案。5. 9. 3 当吸入压力为负压时，应采用合适内结构设计，使密封腔的压力为正压:否则，密封腔应采用负压有效密封。5. 9. 4 所有密封部件应按最高预期的密封)王)J丰n最宽温度范围进行设计。5. 9. 5 当规定选用双端面机械密封时，可不提供节流衬套。5.10 轴承和轴承箱5. 10. 1 转子泵宜采用稀1111润滑轴承。5.10.2 轴承的润滑系统和冷却系统应根据使用条件进行选择，且能够在任何规定的操作条件下保证轴承箱的最高温度小于或等于820C或环城

31、温度加400C的较低值。4 SH/3151-2013 5.10.3 对于双转子泵(内齿轮泵除外)，当输送润滑性很差或含颗粒介质时，宜采用外轴承和同步齿轮。5.10.4 轴承箱的设计，宜保证在无前移动泵和驱动机的条件下可更换轴承05.10.5 滚动轴承的部件均应采用金属件。5.10.6 轴承还应满足AP1Std 676-2009第6.10条的规定。5. 11 动力学及振动限制5. 11. 1 除买方书面批准外，转子应采用刚性轴设计。刚性轴转子的一阶临界转速应大于或等于最高连续转速的120%。5. 11. 2 卖方提供的支承系统(底)盔、机身及轴承箱)，应确保在额定转速90%110%范回内不产生共

32、振。5. 11. 3 除另有规定外，双螺杆泵的主要转动部件应按1SO1940一1标准G2.5级进行动平衡试验。5. 11.4 转子泵轴承箱处测得的提动速度限值应符合表5.11. 4的规定。表5.11. 4 转子泵轴承箱处测得的振动速度限值工况振豆豆J速度向(均方根，未过滤)输送纯液体介质，在试验台及在安装现场测试时，操作范围内任何转速下，55 1. 10 6 SH/T 3151-2013 6.1.3 电机的使用系数不应低于1.0。6.1.4 屯机的起动转矩应能保证泵在80%正常电压IJI至额定转速。6. 1. 5 用于皮带传动的电机应采用加氏轴的结构，并满足皮带轮所产生的侧向负荷，同时要考虑皮带宽度。6.1.6 对于汽轮机驱动的泵组，汽轮机铭牌额定值至少应为指定的任何工况下的110%。泵最大轴功率应包括齿轮箱、联轴器等的传动损失，并满足100%限压阀积聚压力下工作二6. 1.7 任何动力传动设备，如齿轮变速器，液力偶合