OS SELOS MECÂNICOS

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Tabela 1 - Componentes de um selo mecânico.

Componentes

Materiais usados em sua fabricação

Face rotativa

Grafite injetado / carvão usinado.

Fole / luva

Elastômeros (borracha) Nitrílica, VITON ®, EPDM.

Estojo

Aço Inox 304/316, carbono, nylon.

Acionador

Aço Inox 304/316, carbono, nylon.

Mola

Aço Inox 304/316, carbono.

Encosto de mola

Aço Inox 304/316, carbono, nylon.

Sede estacionária

Cerâmica técnica, C. silício, FoFo, bronze

Anel copo/ A. reto

Elastômeros (borracha) Nitrílica, VITON ®, EPDM

Vedadores primários:

- Carvão-Grafite: Usado como opção para um dos vedadores primários do selo mecânico em mais de 90% dos líquidos industriais. O carvão tem baixa condutividade térmica, apresenta boa qualidade lubrificante e é adequado para temperaturas até 450ºC.

- Stellite: Liga de Cobalto, Cromo e Tungstênio com alta dureza e excelente resistência química, baixa condutividade térmica. É usado para serviços com óleos, hidrocarbonetos, ácidos orgânicos e cáusticos. Não deve ser usado em serviços com água e soluções aquosas.

- Carbeto de Tungstênio: Material mais versátil utilizado em vedadores primários, devido à excelente qualidade de dureza, propriedades de antifricção e inerte a maioria dos produtos químicos industriais.

- Carbureto de silício: Extremamente duro, resistente ao desgaste, opera com produtos abrasivos e corrosivos.

- Cerâmica: Material não metálico de baixa condutividade térmica, por ser duro é bastante resistente ao desgaste.

95% dos líquidos em operação industrial podem ser vedados empregando-se materiais diferentes para a sede e o anel de selagem. Na maioria dos casos, uma das peças é de carvão-grafite. A seleção adequada dos materiais das faces seladoras é muito importante, qualquer desgaste prematuro provocará vazamentos. A seguir têm-se as principais combinações de materiais para os fluidos:

• Água: Carvão e Bronze; Carvão e Ni resist; Carvão e Cerâmica; Carvão e aço inoxidável endurecido.

• Ácidos: Carvão e Stellite; Carvão e Cerâmica; Carvão e Carbeto de tungstênio.

• Ácidosoxidantesfortes: Carvão especial e cerâmica; Carvão especial e Carbeto de silício; Teflon com vidro e Cerâmica.

• Soluçõessalinas: Carvão e Ni resist; Carbeto de silício e Carbeto de silício.

• Materiaisparasolventes: Carvão e Ni resist; Carvão e Teflon com vidro; Carvão e Carbeto de tungstênio.

Vedadores Secundários:Influenciam o líquido a ser vedado e a temperatura na caixa de vedação. . A seguir têm-se os principais materiais utilizados.

• Maioria dos líquidos industriais: Grafite e Teflon.

• Água, ácidos diluídos, álcoois, gasolina, soda caustica: Neoprene.

• Ácidos diluídos, álcalis, álcoois, aminas, amônia, água salgada: Etileno Propileno.

• Ácidos concentrados, derivados de petróleo, fenol: Viton.

• Combustíveis, fluidos térmicos, líquidos oxidantes: Kalrez.

Outras partes metálicas do selo: Há predominância do uso de aço inoxidável. Normalmente essa seleção fica à cargo do fabricante.

3 FUNCIONAMENTO

"Os selos mecânicos são dispositivos dinâmicos que tem a finalidade de impedir a passagem de um fluido ao longo da interface de duas superfícies anelares radiais animadas de movimento relativo", Lima (2003).

Todo selo mecânico tem pelo menos cinco componentes: dois anéis principais, dois vedadores radiais, Figura 1, e um mecanismo de compressão axial (mola helicoidal ou foles). Um dos anéis principais é montado num alojamento usinado na sobreposta e fica impedido de girar devido a um dispositivo de trava (pino-trava).

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FIGURA 1. Anéis principais e vedadores radiais montados. Fonte: Lima (2003).

Esse eixo estacionário é chamado de sede. Um dos vedadores radiais fica instalado entre a sede e a sobreposta. Tem a finalidade de impedir a passagem de líquido por essa região e dar flexibilidade à sede no sentido de compensar pequenos desvios de perpendicularismo. Geralmente o vedador radial utilizado é um anel "O" (O-ring). O outro anel principal é montado no eixo e deve girar com ele, esse anel é chamado anel de vedação ou anel de selagem. Na região do diâmetro interno do anel de vedação instala-se o outro vedador radial, também podendo ser um anel "O". Este anel tem a função de bloquear a passagem de líquido por essa região, permitir que o anel de vedação tenha mobilidade suficiente para se manter em contato com a sede e absorver vibrações e pequenos deslocamentos axiais.

O mecanismo de compressão axial pressiona o anel de selagem contra a sede para impedir a passagem do fluido nesta área. O fluido que se deseja vedar ocupa o espaço compreendido entre uma câmara e um eixo giratório.

Os selos mecânicos vão vedar três regiões: A interface da sede com o anel de selagem, o trecho situado entre o anel de selagem e a luva de eixo, e o trecho situado entre a sede e a sobreposta.

Os vedadores secundários têm formatos compatíveis com as seções transversais de seus alojamentos na sede e no anel de selagem. Usam-se juntas, anéis "O", anéis "U", anéis "V", e cunhas [...] As molas helicoidais são as