No âmbito das máquinas industriais, garantir a integridade dos equipamentos rotativos e bombas é fundamental. Os selos mecânicos são componentes essenciais para manter essa integridade, prevenindo vazamentos e retendo fluidos. Dentro deste campo especializado, existem duas configurações principais: simples eselos mecânicos duplosCada tipo oferece vantagens distintas e atende a demandas operacionais específicas. Este artigo analisa as nuances entre essas duas soluções de vedação, destacando suas respectivas funcionalidades, aplicações e benefícios.
O que éSelo mecânico único?
Um único selo mecânico consiste em dois componentes principais: o rotativo e ofaces de vedação estacionáriasA face rotativa da vedação é fixada ao eixo rotativo, enquanto a face estacionária é fixada à carcaça da bomba. Essas duas faces são unidas por um mecanismo de mola, o que permite criar uma vedação firme que impede o vazamento de fluido ao longo do eixo.
Os principais materiais utilizados nessas superfícies de vedação variam, sendo as opções mais comuns carboneto de silício, carboneto de tungstênio, cerâmica ou carbono, frequentemente escolhidos com base nas características do fluido do processo e nas condições operacionais, como temperatura, pressão e compatibilidade química. Além disso, uma película lubrificante do fluido bombeado normalmente reside entre as faces da vedação para minimizar o desgaste — um aspecto essencial para manter a longevidade.
Selos mecânicos simples são geralmente empregados em aplicações onde o risco de vazamento não representa riscos significativos à segurança ou preocupações ambientais. Seu design mais simples permite fácil instalação e custos iniciais mais baixos em comparação com soluções de vedação mais complexas. A manutenção desses selos envolve inspeção e substituição regulares em intervalos pré-determinados para evitar quebras decorrentes do desgaste normal.
Em ambientes menos exigentes em mecanismos de vedação - onde fluidos agressivos ou perigosos não estão presentes - as vedações mecânicas simples oferecem uma solução eficientesolução de vedaçãocontribuindo para prolongar os ciclos de vida dos equipamentos, ao mesmo tempo em que mantém as práticas de manutenção simples.
Descrição do recurso
Componentes primários Face de vedação rotativa (no eixo), Face de vedação estacionária (na carcaça da bomba)
Materiais Carboneto de silício, carboneto de tungstênio, cerâmica, carbono
Mecanismo de mola com faces unidas
Interface de vedação Filme fluido entre faces
Aplicações comuns Fluidos/processos menos perigosos onde o risco devido a vazamento é mínimo
Vantagens Design simples; Facilidade de instalação; Menor custo
Requisitos de manutenção Inspeção regular; Substituição em intervalos definidos
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O que é selo mecânico duplo?
Um selo mecânico duplo consiste em duas vedações dispostas em série, também chamado de selo mecânico de cartucho duplo. Este projeto oferece melhor contenção do fluido a ser selado. As vedações duplas são normalmente utilizadas em aplicações onde o vazamento do produto pode ser perigoso para o meio ambiente ou para a segurança do pessoal, onde o fluido do processo é caro e precisa ser conservado, ou onde o líquido é difícil de manusear e pode cristalizar ou solidificar em contato com as condições atmosféricas.
Essas vedações mecânicas geralmente possuem uma vedação interna e uma externa. A vedação interna mantém o produto dentro da carcaça da bomba, enquanto a vedação externa atua como uma barreira de segurança para maior segurança e confiabilidade. As vedações duplas geralmente requerem um fluido de amortecimento entre elas, que serve como lubrificante e também como refrigerante para reduzir o calor causado pelo atrito — prolongando a vida útil de ambas as vedações.
O fluido de amortecimento pode ter duas configurações: não pressurizado (conhecido como fluido de barreira) ou pressurizado. Em sistemas pressurizados, se a vedação interna falhar, não deve haver vazamento imediato, pois a vedação externa manterá a contenção até que a manutenção possa ser realizada. O monitoramento periódico desse fluido de barreira ajuda a prever o desempenho e a longevidade da vedação.
Descrição do recurso
Solução de vedação de alta contenção de conflito
Design Duas vedações dispostas em série
Uso Ambientes perigosos; conservação de fluidos caros; manuseio de líquidos difíceis
Vantagens Segurança aprimorada; chance reduzida de vazamento; potencialmente prolonga a vida útil
Requisito de fluido tampão Pode ser despressurizado (fluido de barreira) ou pressurizado
Segurança Fornece tempo para ações de manutenção antes que ocorra vazamento após a falha
selo mecânico duplo 500×500 1
Tipos de selos mecânicos duplos
As configurações de selos mecânicos duplos são projetadas para lidar com desafios de vedação mais exigentes do que os selos mecânicos simples. Essas configurações incluem arranjos costas com costas, frente a frente e tandem, cada um com sua configuração e operação distintas.
1. Selo mecânico duplo costas com costas
Um selo mecânico duplo costas com costas consiste em dois selos simples dispostos em uma configuração costas com costas. Este tipo de selo é projetado para aplicações específicas onde um sistema de fluido de barreira é empregado entre os selos para fornecer lubrificação e remover qualquer calor gerado devido ao atrito.
Em um arranjo back-to-back, a vedação interna opera sob condições de pressão semelhantes às do produto a ser selado, enquanto uma fonte externa fornece à vedação externa um fluido de barreira a uma pressão mais alta. Isso garante que haja sempre pressão positiva contra ambas as faces da vedação, evitando assim o vazamento de fluidos do processo para o ambiente.
O uso de um projeto de vedação back-to-back pode beneficiar sistemas onde pressões reversas são uma preocupação ou quando a manutenção de uma película de lubrificação constante é crucial para evitar condições de funcionamento a seco. São especialmente adequados para aplicações de alta pressão, garantindo confiabilidade e longevidade do sistema de vedação. Devido ao seu projeto robusto, também oferecem segurança adicional contra inversões inesperadas de pressão do sistema, que poderiam comprometer a integridade de uma única vedação mecânica.
Um arranjo de vedação mecânica dupla face a face, também conhecido como vedação tandem, é projetado com duas faces de vedação opostas posicionadas de forma que as vedações interna e externa entrem em contato através de suas respectivas faces planas. Esse tipo de sistema de vedação é particularmente benéfico ao lidar com aplicações de média pressão, onde o fluido entre as vedações precisa ser controlado e pode ser potencialmente perigoso em caso de vazamento.
Um dos benefícios mais significativos do uso de um selo mecânico duplo face a face é sua capacidade de impedir o vazamento de fluidos do processo para o ambiente. Ao criar uma barreira com um tampão ou fluido de barreira entre as duas vedações de face plana sob pressão mais baixa do que a do fluido do processo, qualquer vazamento tende a se deslocar para essa área e se afastar da liberação externa.
A configuração permite o monitoramento da condição do fluido de barreira, essencial para fins de manutenção e garante confiabilidade ao longo do tempo. Como os possíveis caminhos de vazamento são para fora (lado atmosférico) ou para dentro (lado do processo), dependendo dos diferenciais de pressão, os operadores podem detectar vazamentos mais facilmente do que com outras configurações de vedação.
Outra vantagem está relacionada à vida útil; esses tipos de vedações geralmente apresentam vida útil mais longa porque quaisquer partículas presentes no fluido do processo têm menos impacto prejudicial nas superfícies de vedação devido ao seu posicionamento relativo e porque trabalham em condições menos adversas graças à presença do fluido tampão.
3. Selos mecânicos duplos em tandem
Selos mecânicos duplos tandem, ou face-a-costas, são configurações de vedação em que dois selos mecânicos são dispostos em série. Este sistema proporciona um nível superior de confiabilidade e contenção em comparação com selos simples. O selo primário fica localizado mais próximo do produto a ser selado, funcionando como a principal barreira contra vazamentos. O selo secundário é colocado atrás do selo primário e atua como uma proteção adicional.
Cada vedação dentro do arranjo tandem opera de forma independente; isso garante que, em caso de falha da vedação primária, a vedação secundária contenha o fluido. As vedações tandem frequentemente incorporam um fluido de amortecimento a uma pressão mais baixa do que o fluido do processo entre ambas as vedações. Esse fluido de amortecimento serve tanto como lubrificante quanto como refrigerante, reduzindo o calor e o desgaste nas faces da vedação.
Para manter o desempenho ideal das vedações mecânicas duplas tandem, é essencial contar com sistemas de suporte adequados para controlar o ambiente ao redor. Uma fonte externa regula a temperatura e a pressão do fluido de amortecimento, enquanto os sistemas de monitoramento monitoram o desempenho da vedação para solucionar quaisquer problemas preventivamente.
A configuração tandem aumenta a segurança operacional, proporcionando redundância adicional e reduzindo os riscos associados a fluidos perigosos ou tóxicos. Com um backup confiável em caso de falha da vedação primária, as vedações mecânicas duplas operam com eficácia em aplicações exigentes, garantindo derramamento mínimo e conformidade com rigorosos padrões ambientais.
A diferença entre selos mecânicos simples e duplos
A distinção entre selos mecânicos simples e duplos é um fator crucial no processo de seleção para diversas aplicações industriais. Selos mecânicos simples consistem em duas superfícies planas que deslizam uma contra a outra, uma fixada à carcaça do equipamento e a outra ao eixo rotativo, com uma película de fluido que fornece lubrificação. Esses tipos de selos são normalmente empregados em aplicações onde há menor preocupação com vazamentos ou onde o manuseio de quantidades moderadas de vazamento de fluido é administrável.
Por outro lado, os selos mecânicos duplos são compostos por dois pares de selos trabalhando em conjunto, oferecendo um nível adicional de proteção contra vazamentos. O projeto inclui um conjunto de selos interno e externo: o selo interno retém o produto dentro da bomba ou misturador, enquanto o selo externo impede a entrada de contaminantes externos e também contém qualquer fluido que possa escapar do selo primário. Os selos mecânicos duplos são preferidos em situações que lidam com meios perigosos, tóxicos, de alta pressão ou estéreis, pois oferecem maior confiabilidade e segurança, reduzindo o risco de contaminação e exposição ambiental.
Um aspecto essencial a ser observado é que selos mecânicos duplos requerem um sistema de suporte auxiliar mais complexo, incluindo um sistema de fluido tampão ou de barreira. Essa configuração ajuda a manter os diferenciais de pressão em várias seções do selo e fornece resfriamento ou aquecimento conforme necessário, dependendo das condições do processo.
Para concluir
Em conclusão, a decisão entre selos mecânicos simples e duplos é significativa e depende de vários fatores, incluindo a natureza do fluido a ser selado, considerações ambientais e requisitos de manutenção. Selos simples são geralmente mais econômicos e de manutenção mais simples, enquanto selos duplos oferecem maior proteção tanto para o pessoal quanto para o meio ambiente durante o manuseio de meios perigosos ou agressivos.
Horário da publicação: 18/01/2024