A escolha do material para sua vedação é importante, pois desempenhará um papel na determinação da qualidade, vida útil e desempenho de uma aplicação, além de reduzir problemas no futuro.Aqui, veremos como o ambiente afetará a seleção do material de vedação, bem como alguns dos materiais mais comuns e para quais aplicações eles são mais adequados.
Fatores Ambientais
O ambiente ao qual uma vedação será exposta é crucial na seleção do design e do material.Há uma série de propriedades importantes que os materiais de vedação precisam para todos os ambientes, incluindo a criação de uma face de vedação estável, capaz de conduzir calor, resistente quimicamente e boa resistência ao desgaste.
Em alguns ambientes, essas propriedades precisarão ser mais fortes do que em outros.Outras propriedades do material que devem ser levadas em consideração ao considerar o meio ambiente incluem dureza, rigidez, expansão térmica, desgaste e resistência química.Ter isso em mente o ajudará a encontrar o material ideal para sua vedação.
O ambiente também pode determinar se o custo ou a qualidade do selo podem ser priorizados.Para ambientes abrasivos e agressivos, as vedações podem ser mais caras devido aos materiais que precisam ser fortes o suficiente para suportar essas condições.
Para tais ambientes, gastar o dinheiro para uma vedação de alta qualidade terá retorno ao longo do tempo, pois ajudará a evitar paradas dispendiosas, reparos e reformas ou substituições da vedação que resultariam em uma vedação de qualidade inferior. fluido muito limpo e com propriedades lubrificantes, uma vedação mais barata poderia ser adquirida em favor de rolamentos de maior qualidade.
Materiais de vedação comuns
Carbono
O carbono usado nas faces de vedação é uma mistura de carbono amorfo e grafite, com as porcentagens de cada um determinando as propriedades físicas no grau final do carbono.É um material inerte e estável que pode ser autolubrificante.
É amplamente utilizado como um dos pares de faces finais em vedações mecânicas e também é um material popular para vedações circunferenciais segmentadas e anéis de pistão sob lubrificação seca ou com pequenas quantidades.Esta mistura de carbono/grafite também pode ser impregnada com outros materiais para lhe conferir características diferentes, como porosidade reduzida, melhor desempenho ao desgaste ou maior resistência.
Uma vedação de carbono impregnada com resina termofixa é a mais comum para vedações mecânicas, sendo a maioria dos carbonos impregnados com resina capaz de operar em uma ampla gama de produtos químicos, desde bases fortes até ácidos fortes.Eles também possuem boas propriedades de fricção e um módulo adequado para ajudar a controlar as distorções de pressão.Este material é adequado para trabalhos gerais até 260°C (500°F) em água, refrigerantes, combustíveis, óleos, soluções químicas leves e aplicações em alimentos e medicamentos.
As vedações de carbono impregnadas com antimônio também provaram ser bem-sucedidas devido à resistência e ao módulo do antimônio, tornando-as adequadas para aplicações de alta pressão quando é necessário um material mais forte e rígido.Essas vedações também são mais resistentes à formação de bolhas em aplicações com fluidos de alta viscosidade ou hidrocarbonetos leves, tornando-as a classe padrão para muitas aplicações em refinarias.
O carbono também pode ser impregnado com formadores de filme, como fluoretos para funcionamento a seco, criogenia e aplicações de vácuo, ou inibidores de oxidação, como fosfatos, para aplicações em alta temperatura, alta velocidade e turbinas até 800 pés/s e cerca de 537°C (1.000°F).
Cerâmica
Cerâmicas são materiais inorgânicos não metálicos feitos de compostos naturais ou sintéticos, mais comumente óxido de alumina ou alumina.Possui alto ponto de fusão, alta dureza, alta resistência ao desgaste e à oxidação, por isso é amplamente utilizado em indústrias como máquinas, produtos químicos, petróleo, farmacêutico e automobilístico.
Ele também possui excelentes propriedades dielétricas e é comumente usado em isoladores elétricos, componentes resistentes ao desgaste, meios de retificação e componentes de alta temperatura.Em altas purezas, a alumina tem excelente resistência química à maioria dos fluidos de processo, exceto alguns ácidos fortes, o que a leva a ser usada em muitas aplicações de selos mecânicos.No entanto, a alumina pode fraturar-se facilmente sob choque térmico, o que restringiu o seu uso em algumas aplicações onde isso poderia ser um problema.
O carboneto de silício é produzido pela fusão de sílica e coque.É quimicamente semelhante à cerâmica, mas possui melhores qualidades de lubrificação e é mais duro, o que o torna uma boa solução resistente para ambientes agressivos.
Ele também pode ser lapidado e polido para que uma vedação possa ser reformada várias vezes ao longo de sua vida útil.Geralmente é usado de forma mais mecânica, como em vedações mecânicas, por sua boa resistência à corrosão química, alta resistência, alta dureza, boa resistência ao desgaste, pequeno coeficiente de atrito e resistência a altas temperaturas.
Quando usado em faces de vedação mecânica, o carboneto de silício resulta em melhor desempenho, maior vida útil da vedação, menores custos de manutenção e menores custos de operação para equipamentos rotativos, como turbinas, compressores e bombas centrífugas.O carboneto de silício pode ter propriedades diferentes dependendo de como foi fabricado.O carboneto de silício ligado por reação é formado pela ligação de partículas de carboneto de silício entre si em um processo de reação.
Este processo não afeta significativamente a maioria das propriedades físicas e térmicas do material, porém limita a resistência química do material.Os produtos químicos mais comuns que constituem um problema são os cáusticos (e outros produtos químicos com pH elevado) e os ácidos fortes e, portanto, o carboneto de silício ligado por reação não deve ser utilizado nestas aplicações.
O carboneto de silício autosinterizado é feito pela sinterização de partículas de carboneto de silício diretamente entre si, usando auxiliares de sinterização não óxidos, em um ambiente inerte a temperaturas acima de 2.000°C.Devido à falta de um material secundário (como o silício), o material sinterizado direto é quimicamente resistente a quase todos os fluidos e condições de processo que possam ser observados em uma bomba centrífuga.
O carboneto de tungstênio é um material altamente versátil como o carboneto de silício, mas é mais adequado para aplicações de alta pressão, pois possui maior elasticidade, o que permite flexionar levemente e evitar distorção da face.Assim como o carboneto de silício, ele pode ser lapidado e polido.
Os carbonetos de tungstênio são mais frequentemente fabricados como carbonetos cimentados, portanto não há tentativa de unir o carboneto de tungstênio a si mesmo.Um metal secundário é adicionado para ligar ou cimentar as partículas de carboneto de tungstênio, resultando em um material que possui as propriedades combinadas do carboneto de tungstênio e do ligante metálico.
Isto tem sido usado com vantagem, proporcionando maior tenacidade e resistência ao impacto do que seria possível apenas com o carboneto de tungstênio.Um dos pontos fracos do carboneto de tungstênio cimentado é sua alta densidade.No passado, o carboneto de tungstênio ligado a cobalto era usado, mas foi gradualmente substituído pelo carboneto de tungstênio ligado a níquel devido à falta da faixa de compatibilidade química necessária para a indústria.
O carboneto de tungstênio ligado a níquel é amplamente utilizado em faces de vedação onde são desejadas propriedades de alta resistência e alta tenacidade, e tem boa compatibilidade química geralmente limitada pelo níquel livre.
GFPTFE
O GFPTFE possui boa resistência química e o vidro adicionado reduz o atrito das faces de vedação.É ideal para aplicações relativamente limpas e é mais barato que outros materiais.Existem subvariantes disponíveis para melhor adequar a vedação aos requisitos e ao ambiente, melhorando seu desempenho geral.
Buna
Buna (também conhecida como borracha nitrílica) é um elastômero econômico para anéis de vedação, selantes e produtos moldados.É bem conhecido por seu desempenho mecânico e tem bom desempenho em aplicações à base de petróleo, petroquímicas e químicas.Também é amplamente utilizado para aplicações em petróleo bruto, água, vários álcoois, graxa de silicone e fluidos hidráulicos devido à sua inflexibilidade.
Como o Buna é um copolímero de borracha sintética, ele apresenta bom desempenho em aplicações que exigem adesão de metal e material resistente à abrasão, e essa formação química também o torna ideal para aplicações de selantes.Além disso, ele pode suportar baixas temperaturas, pois foi projetado com baixa resistência a ácidos e álcalis moderados.
Buna é limitado em aplicações com fatores extremos, como altas temperaturas, condições climáticas, luz solar e resistência ao vapor, e não é adequado com agentes sanitizantes de limpeza no local (CIP) contendo ácidos e peróxidos.
EPDM
EPDM é uma borracha sintética comumente usada em aplicações automotivas, de construção e mecânicas para vedações e anéis de vedação, tubos e arruelas.É mais caro que o Buna, mas pode suportar uma variedade de propriedades térmicas, climáticas e mecânicas devido à sua alta resistência à tração de longa duração.É versátil e ideal para aplicações que envolvem água, cloro, água sanitária e outros materiais alcalinos.
Devido às suas propriedades elásticas e adesivas, uma vez esticado, o EPDM retorna à sua forma original independentemente da temperatura.O EPDM não é recomendado para aplicações em óleo de petróleo, fluidos, hidrocarbonetos clorados ou solventes de hidrocarbonetos.
Viton
Viton é um produto de borracha fluorada de hidrocarboneto de longa duração e alto desempenho, mais comumente usado em anéis de vedação e vedações.É mais caro que outros materiais de borracha, mas é a opção preferida para as necessidades de vedação mais desafiadoras e exigentes.
Resistente ao ozônio, à oxidação e às condições climáticas extremas, incluindo materiais como hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, fluidos halogenados e materiais ácidos fortes, é um dos fluoroelastômeros mais robustos.
A escolha do material correto para vedação é importante para o sucesso de uma aplicação.Embora muitos materiais de vedação sejam semelhantes, cada um serve a uma variedade de finalidades para atender a qualquer necessidade específica.
Horário da postagem: 12 de julho de 2023