Série Vedação Industrial

O Que É e Como Funciona o Selo Mecânico

O Que É e Como Funciona o Selo Mecânico

Conteúdo do Vídeo:

Nesse vídeo nós trazemos uma visão geral sobre o que é o selo mecânico, abordando o princípio de funcionamento, seus componentes e os dois principais tipos.

O QUE É SELO MECÂNICO:

Selo mecânico é um dos tipos de elementos de máquinas cuja função é vedar equipamentos rotativos que operam fluidos, reduzindo assim o vazamento do fluido operado pela máquina.

Esse vazamento é chamado de "Vazamento Residual".

Para entender melhor, temos que apresentar uma série de conceitos que seguem abaixo:

- FLUIDO: Fluido é qualquer substância que esteja no estado líquido ou gasoso (vapor).

- EQUIPAMENTO ROTATIVO: é todo equipamento que possui um eixo girante. Nem todo equipamento rotativo opera um fluido, como por exemplo, uma lixadeira ou furadeira. Entre os equipamento rotativo que operam fluidos, podemos citar as bombas, os compressor, os agitadores, entre outros.

Todo equipamento rotativo possui folgas entre a parte móvel (eixo) e a parte fixa (carcaça). Quanto maior a folga, maior será o vazamento. Para reduzir o vazamento, utiliza-se algum tipo de elemento de vedação, como por exemplo, as gaxetas, os labirintos, os selos mecânicos, etc.

Para ilustrar, vamos usar um exemplo de uma bomba centrífuga, indicada na figura 01.

Se ampliarmos a região destacada em verde, vamos conseguir visualizar a folga entre o rotor e a carcaça e entre o eixo e a carcaça. Por menor que pareça ser essa folga, do ponto de vista de vedação é muito grande e teremos um fluxo acontecendo ali, indicado pelas setas em azul.

Destacado em preto, na figura 1, temos a chamada "Caixa de Selagem", "Caixa de Gaxeta", ou "Caixa de Engaxetamento", o nome varia em função da vedação escolhida. É nesse região que será instalada o elemento de vedação.

Um dos primeiros tipos de vedação criados foi a gaxeta, que consiste em um material flexível que será deformado, afim de reduzir a folga do equipamento, reduzindo assim, o vazamento residual.

Na figura 02, nós ilustramos a gaxeta interlaçada, que é o tipo mais usada em equipamentos rotativos. Ela parece uma corda de seção quadrada que é cortada a fim de ser criado um anel, chamado "anel de gaxeta". De um modo geral, os equipamentos usam de 3 a 6 anéis de gaxetas.

Um anteparo, chamado "prensa gaxeta" ou "preme-gaxeta" é usado para apertar e comprimir a gaxetas, daí, a gaxeta também ser chamada de "gaxeta de compressão", ou no inglês "compression packing".

Para reduzir ainda mais o vazamento, precisamos ter elementos de vedação mais eficientes. É aqui que entra o selo mecânico.

FUNCIONAMENTO DO SELO MECÂNICO:

O selo mecânico é um elemento de máquina que possui dois conjuntos distintos, uma parte que ficará estacionária, solidária a carcaça do equipamento e a outra parte rotativa que girará juntamente com o eixo.

Cada um desses conjuntos é dotado de uma peça extremamente lisa, chamada de face de vedação, essas faces de vedação ficam separadas por ação do próprio líquido operado, no entanto, essa distância é muito pequena, de tal forma que existe um certo contato entre essas faces.

Essas faces são chamadas de vedação primária do selo mecânico. Alguns fabricantes chamam de "anéis de vedação", enquanto outros, usam os termos, "anel primário e sede".

Como é necessário montar essas peças em um conjunto, vedações adicionais são necessárias, e a essas vedações são chamadas de "vedações secundárias do selo mecânico". Essas vedações podem ser um anel O (O' ring), uma cunha de teflon (ptfe) ou uma gaxeta prensada de grafite, entre outros componentes.

TIPOS DE SELOS MECÂNICOS:

Podemos classificar os selos mecânicos sob diversas características, a primeira e mais conhecida é conforme a sua forma construtivas.

Temos o chamado "Selo Mecânico Componente" que é o selo mecanico que vem em dois conjuntos, chamados de sede e cabeça do selo mecânico. Nesse tipo, o mecânico monta uma peça no eixo e a outra peça na tampa da bomba, também chamada de "Sobreposta". Esse tipo de selo mecânico pode ser visualizado na figura 03 a.

Existem também, o chamado "Selo Mecânico Cartucho". Este nada mais é do que um selo componente montando sobre uma luva e com uma sobreposta, de tal forma que ele já vem montado. Assim a sua fixação no equipamento é muito mais simples, rápido, e menos suscetível a erros de montagem. Ilustramos esse tipo de selo na figura 03b.

Uma outra classificação de selos mecanicos é com relação a quantidade de selos instalados. Temos os chamados selo mecanico simples, que é composto por apenas um conjunto de faces de vedação e o chamado selo mecânico múltiplo, que é composto por dois ou mais conjuntos de faces de vedação. O mais comum é o selo mecânico duplo.

Ilustramos na figura 04, um selo mecanico simples (a) e um selo mecanico duplo (b).

COMPARAÇÃO DE VAZAMENTOS:

Importante você ter em mente que todo selo mecânico tem um vazamento residual, que normalmente é imperceptível a olho nu, mas ele existe.

Se fizermos um comparativo com o vazamento da gaxeta, que gira em torno de 60 gotas por minuto.

Um selo mecânico simples terá por volta 1,2% desse vazamento, o que corresponde a 1 gota a cada 1 minuto e meio.

Já um Selo mecânico duplo terá por volta de 0,15% do vazamento residual de uma gaxeta. Aqui é importante salientar, que o vazamento que estamos falando é de produto operado e no caso do selo duplo, você terá uma vazamento maior de fluido barreira que dilui o produto operado. Isso nós explicamos melhor em outros videos.

Dúvidas ou consultoria, entre em contato conosco.

Imagens

O Que É e Como Funciona o Selo Mecânico
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O CURSO VEDAÇÃO INDUSTRIAL - SELOS MECÂNICOS

O nosso curso Vedação Industrial - Selos Mecânicos é baseado principalmente em nossa experiência de campo como engenheiro de vendas por mais de 8 anos em uma multinacional fabricantes de selos mecânicos e sistemas de selagem.


Abordamos no curso os seguintes temas:

1. Introdução aos Equipamentos Rotativos
  1.1. O que são equipamentos rotativos
  1.2. Principais tipos de empresas que operam fluidos
  1.3. Principais tipos de equipamentos rotativos presentes nas indústrias de um modo geral

2. Vedações Mais Usadas em Equipamentos Rotativos
  2.1. Importância da vedação e seus principais tipos
  2.2. As Juntas
    2.2.1. Definição de juntas
    2.2.2. Materiais usados em juntas
    2.2.3. Especificação de juntas
  2.3. Os Anéis O ou "O-Rings"
    2.3.1. Definição de anel Ó ou "O-Ring"
    2.3.2. Extrusão ou Mordidas de anéis O - Anéis Anti Extrusão
    2.3.3. Materiais mais usados em anéis O e suas características
    2.3.4. Especificação de anéis O
  2.4. Os Retentores
    2.4.1. O que são retentores
    2.4.2. A influência da pressão
    2.4.3. O que é e a importância da velocidade periférica
    2.4.4. Ábaco da velocidade periférica
    2.4.5. Excentricidades
    2.4.6. Parâmetros de montagem de retentores
    2.4.7. Tipos Mais Comuns de Retentores
  2.5. Os Isoladores de Mancal Tipo Labirinto
    2.5.1. Conceito
    2.5.2. Aplicações e características
    2.5.3. Tipos mais comuns
    2.5.4. Especificações técnicas
    2.5.5. Exemplo de aplicação
  2.6. Isolador de Mancal tipo Magnético
    2.6.1. Conceito e características
    2.6.2. Tipos mais comuns
    2.6.3. Especificações técnicas
  2.7. Equipamentos isentos de vazamento
    2.7.1. Equipamentos herméticos
    2.7.2. Equipamentos de acoplamento magnético

 

3. Gaxeta de Compressão
  3.1. O que é gaxeta
  3.2. Como funciona uma gaxeta 
  3.3. Materiais usados em gaxetas
  3.4. Formas construtivas das gaxetas
  3.5. Lubrificantes
  3.6. Procedimento para especificação de gaxetas
  3.7. Aplicações das gaxetas
    3.7.1. Válvulas
    3.7.2. Equipamentos Rotativos

 

4. Selos Mecânicos Úmidos
  4.1. Introdução aos Selos Mecânicos
    4.1.1. Revisão importância da vedação
    4.1.2. Revisão equipamentos rotativos
    4.1.3. Evolução das vedações
    4.1.4. Desenvolvimento dos selos mecânicos
    4.1.5. Componentes básicos de um selo mecânico
      4.1.5.1. Faces de vedação
      4.1.5.2. Estojo
      4.1.5.3. Elemento elástico
      4.1.5.4. Acionamentos do selo mecânico
    4.1.6. Resumo da concepção de um selo mecânico
  4.2. Funcionamento de um selo mecânico
    4.2.1. O que é película interfacial ou filme de líquido
    4.2.2. Selo mecânico tem vazamento residual?
    4.2.3. Selo mecânico versus mancal de deslizamento
    4.2.4. Funções da película interfacial
    4.2.5. Fontes de geração de calor no selo mecânico
    4.2.6. Selo mecânico trabalhando a seco
  4.3. Tipos e classificações de selos mecânicos
    4.3.1. Quanto a forma construtiva
       4.3.1.1. Selo mecânico componente
       4.3.1.2. Selo mecânico cartucho
    4.3.2. Quanto a quantidade de selos instalados no equipamento
      4.3.2.1. Selo mecânico simples
      4.3.2.2. Selo mecânico duplo
      4.3.2.3. Selo mecânico múltiplo
    4.3.3. Quanto a disposição de montagem: Selos mecânicos simples
      4.3.3.1. Selos mecânicos internos
      4.3.3.2. Selos mecânicos externos
    4.3.4. Quanto a disposição de montagem: Selos mecânicos duplos
      4.3.4.1. Selos mecânicos tandem ou em série
      4.3.4.2. Selos mecânicos face a face
      4.3.4.3. Selos mecânicos costa a costa
      4.3.4.4. Importância ou relevância da disposição de montagem
    4.3.5. Quanto a movimentação da vedação secundária
      4.3.5.1. Selos mecânicos "pusher”
      4.3.5.2. Selos mecânicos "não-pusher"
    4.3.6. Quanto ao fator de balanceamento
      4.3.6.1. O que é fator de balanceamento
      4.3.6.2. Selo mecânico balanceado
      4.3.6.3. Selo mecânico não-balanceado
    4.3.7. Quanto a reversibilidade da pressão
      4.3.7.1. Selos mecânicos não-autobalanceados
      4.3.7.2. Selos mecânicos autobalanceados
      4.3.7.3. Relevância ou importância do autobalanceamento

  4.4. Especificação de selos mecânicos
    4.4.1. Parâmetros necessários para especificação de um selo mecânico
    4.4.2. Materiais mais usados para as "faces de vedação" e suas características
    4.4.3. Materiais mais usados como vedações secundárias
    4.4.4. Efeito da temperatura na escolha dos materiais usados no selo mecânico
    4.4.5. Efeito da compatibilidade química para a escolha dos materiais usados no selo mecânico
    4.4.6. Fator pressão -velocidade periférica
  4.5. Dimensionamento de selos mecânicos - Principais grandezas calculadas
  4.6. Importância da transferência de calor para o funcionamento do selo mecânico
  4.7. Importância da termodinâmica para o funcionamento do selo mecânico
  4.8. Montagem de selos mecânicos
    4.8.1. Montagem de selos mecânicos componentes
  4.9. Montagem de selos mecânicos cartuchos

 

5. Planos ou Sistemas Auxiliares de Selagem
  5.1. Introdução aos Planos de Selagem
    5.1.1. O que são planos de selagem
    5.1.2. Parâmetros para a escolha do plano de selagem
    5.1.3. Padronização dos planos de selagem
    5.1.4. Equivalências entre as normas API, ANSI e ISO
  5.2. O que é "flush" ou "flusing"?
  5.3. O que é "quench"?
  5.4. Classificação dos Planos de Selagem Conforme a Codificação API
    5.4.1. Planos código 1: Objetivo de circulação com fluidos limpos
      5.4.1.1. Plano 01 - Circulação integral
      5.4.1.2. Plano 11 - Recirculação da descarga
      5.4.1.3. Plano 12 - Recirculação da descarga com filtro
      5.4.1.4. Plano 13 - Recirculação com inversa
      5.4.1.5. Plano 14 - Recirculação da descarga com retorno
    5.4.2. Planos código 2: Objetivo de refrigeração e com fluidos com alta temperatura
      5.4.2.1. Plano 02 - Câmara para circulação de fluido refrigerante
      5.4.2.2. Plano 21 - Recirculação com trocador de calor
      5.4.2.3. Plano 22 - Recirculação com trocador de calor e filtro
      5.4.2.4. Plano 23 - Circuito fechado com trocador de calor
      5.4.2.5. Plano 24 - Recirculação com trocador de calor e retorno
      5.4.2.6. Plano 21 versus plano 23
      5.4.3. Planos código 3: Objetivo de lubrificação e com fluidos abrasivos
      5.4.3.1. Plano 31 - Separador Ciclônico
      5.4.3.2. Plano 32 - Injeção de Fonte Externa
  5.4.4. Planos código 4: Objetivo de refrigeração e lubrificação com fluidos abrasivos e com alta temperatura
      5.4.4.1. Plano 41 - Separador ciclônico com trocador de calor
    5.4.5. Planos código 5: Objetivo de aumentar a segurança com fluidos perigosos
      5.4.5.1. Plano 51 - Selo simples com barreira
      5.4.5.2. Plano 52 - Selo duplo não pressurizado
      5.4.5.3. Plano 53A - Selo duplo pressurizado com reservatório
      5.4.5.4. Plano 53B - Selo duplo pressurizado com acumulador hidráulico
      5.4.5.5. Plano 53C - Selo duplo pressurizado com pistão diferencial
      5.4.5.6. Comparação entre o plano de 52 e plano 53A
      5.4.5.7. Plano 54 - Injeção de fonte externa
    5.4.6. Planos código 6: Objetivo de manipulação das emissões com fluidos em geral
      5.4.6.1. Plano 61 - Conexões para escorvamento e drenagem
      5.4.6.2. Plano 62 - Conexões para lavagem e limpeza
    5.4.7. Planos código 7: Objetivo de fluido barreira para gases
      5.4.7.1. Plano 71 - Barreira de gás - Opcional
      5.4.7.2. Plano 72 - Barreira de gás não-pressurizado
      5.4.7.3. Plano 74 - Barreira de gás pressurizado
      5.4.7.4. Plano 75 - Drenagem de condensado
      5.4.7.5. Plano 76 - "Vent" de vazamento não-condensado
    5.4.8. Plano não previsto na normal - Caixa selo

 

6. Introdução aos DGS ou Dry Gas Seal ou Selos a Gás Secos
  6.1. O que são e como funcionam os selos a gás ou selos sem contato
  6.2. Aplicações dos DGS
  6.3. Aplicações da tecnologia DGS em bombas
  6.4. Plano de selagem aplicados aos selos a seco - Plano 74

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