No setor de máquinas industriais, garantir a integridade de equipamentos rotativos e bombas é fundamental. Os selos mecânicos desempenham um papel crucial na manutenção dessa integridade, prevenindo vazamentos e contendo fluidos. Dentro desse campo especializado, existem duas configurações principais: selos simples e selos mecânicos.selos mecânicos duplosCada tipo oferece vantagens distintas e atende a demandas operacionais específicas. Este artigo explora as nuances entre essas duas soluções de vedação, descrevendo suas respectivas funcionalidades, aplicações e benefícios.
O que éSelo mecânico simples?
Uma única vedação mecânica consiste em dois componentes principais: o rotor e o...faces de vedação estacionáriasA face de vedação rotativa é fixada ao eixo rotativo, enquanto a face estacionária é fixada à carcaça da bomba. Essas duas faces são pressionadas uma contra a outra por um mecanismo de mola, permitindo que criem uma vedação hermética que impede o vazamento de fluido ao longo do eixo.
Os principais materiais utilizados para essas superfícies de vedação variam, sendo as opções mais comuns o carboneto de silício, o carboneto de tungstênio, a cerâmica ou o carbono, geralmente 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 se forma entre as faces de vedação para minimizar o desgaste — um aspecto essencial para garantir a longevidade do sistema.
Os selos mecânicos simples são geralmente empregados em aplicações onde o risco de vazamento não representa perigos 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 regular e substituição em intervalos predeterminados para evitar falhas resultantes do desgaste normal.
Em ambientes menos exigentes em termos de mecanismos de vedação — onde não há fluidos agressivos ou perigosos — as vedações mecânicas simples oferecem uma solução eficiente.solução de vedaçãocontribuindo para prolongar o ciclo de vida dos equipamentos e, ao mesmo tempo, manter as práticas de manutenção simples.
Descrição do recurso
Componentes principais: Face de vedação rotativa (no eixo), Face de vedação estacionária (na carcaça da bomba)
Materiais: Carbeto de silício, Carbeto de tungstênio, Cerâmica, Carbono
Mecanismo com mola e faces pressionadas uma contra a outra
Película fluida de interface de vedação entre faces
Aplicações comuns: Fluidos/processos menos perigosos onde o risco de vazamento é mínimo.
Vantagens: Design simples; Fácil instalação; Custo reduzido
Requisitos de manutenção: Inspeção regular; Substituição em intervalos definidos.
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O que é um selo mecânico duplo?
Um selo mecânico duplo consiste em dois selos dispostos em série, também chamado de selo mecânico de cartucho duplo. Este projeto oferece maior contenção do fluido selado. Os selos duplos são normalmente usados 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.
Esses selos mecânicos geralmente possuem um selo interno e um externo. O selo interno mantém o produto dentro da carcaça da bomba, enquanto o selo externo serve como uma barreira de segurança adicional para maior confiabilidade. Selos duplos frequentemente requerem um fluido intermediário entre eles, que atua como lubrificante e refrigerante para reduzir o calor gerado pelo atrito, prolongando a vida útil de ambos os selos.
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 deverá haver vazamento imediato, uma vez que 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 vida útil da vedação.
Descrição do recurso
Solução de vedação de alto confinamento para conflitos
Desenho Dois selos dispostos em série
Utilização em ambientes perigosos; conservação de fluidos dispendiosos; manuseio de líquidos difíceis.
Vantagens: Maior segurança; menor probabilidade de vazamentos; potencial prolongamento da vida útil.
Requisito de fluido tampão: Pode ser não pressurizado (fluido de barreira) ou pressurizado.
Segurança: Proporciona 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 selo mecânico duplo 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 em tandem, cada um com sua configuração e operação distintas.
1. Vedação Mecânica Dupla Costas com Costas
Uma vedação mecânica dupla "costas com costas" consiste em duas vedações simples dispostas em uma configuração "costas com costas". Este tipo de vedação é projetado para aplicações específicas onde um sistema de fluido de barreira é empregado entre as vedações para fornecer lubrificação e remover o calor gerado pelo atrito.
Em uma configuração de vedação dupla, a vedação interna opera sob condições de pressão semelhantes às do produto a ser vedado, 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, vazamentos de fluidos do processo para o ambiente.
A utilização de um projeto de vedação dupla pode beneficiar sistemas onde a reversão de pressão é uma preocupação ou quando a manutenção de uma película lubrificante constante é crucial para evitar condições de funcionamento a seco. São especialmente adequados para aplicações de alta pressão, garantindo a confiabilidade e a longevidade do sistema de vedação. Devido ao seu design robusto, também proporcionam segurança adicional contra inversões inesperadas de pressão no sistema, que poderiam comprometer a integridade de uma única vedação mecânica.
Um sistema de vedação mecânica dupla face a face, também conhecido como vedação em tandem, é projetado com duas faces de vedação opostas posicionadas de forma que as vedações interna e externa entrem em contato uma com a outra através de suas respectivas faces planas. Esse tipo de sistema de vedação é particularmente vantajoso em aplicações de média pressão, onde o fluido entre as vedações precisa ser controlado e poderia ser potencialmente perigoso em caso de vazamento.
Um dos benefícios mais significativos do uso de uma vedação mecânica dupla face a face é sua capacidade de impedir vazamentos de fluidos de processo para o ambiente externo. Ao criar uma barreira com um fluido tampão ou barreira entre as duas faces planas da vedação, sob pressão inferior à do fluido de processo, qualquer vazamento tende a se deslocar para essa área, afastando-se de possíveis vazamentos externos.
Essa configuração permite o monitoramento da condição do fluido de barreira, o que é essencial para fins de manutenção e garante a confiabilidade ao longo do tempo. Como os possíveis caminhos de vazamento são para o exterior (lado atmosférico) ou para o interior (lado do processo), dependendo dos diferenciais de pressão, os operadores podem detectar vazamentos com mais facilidade do que com outras configurações de vedação.
Outra vantagem está relacionada à vida útil; esses tipos de vedações geralmente apresentam maior durabilidade porque as partículas presentes no fluido do processo têm um impacto menos prejudicial nas superfícies de vedação devido ao seu posicionamento relativo e porque funcionam em condições menos severas graças à presença do fluido de amortecimento.
3. Selos mecânicos duplos em tandem
As vedações mecânicas duplas em tandem, ou face a face, são configurações de vedação onde duas vedações mecânicas são dispostas em série. Este sistema proporciona um nível superior de confiabilidade e contenção em comparação com vedações simples. A vedação primária está localizada mais próxima do produto a ser vedado, funcionando como a principal barreira contra vazamentos. A vedação secundária é colocada atrás da vedação primária e atua como uma proteção adicional.
Cada vedação em um sistema tandem opera de forma independente; isso garante que, em caso de falha da vedação primária, a vedação secundária contenha o fluido. As vedações tandem geralmente incorporam um fluido de amortecimento a uma pressão inferior à do fluido de processo entre as duas vedações. Esse fluido de amortecimento atua como lubrificante e refrigerante, reduzindo o calor e o desgaste nas faces das vedações.
Para manter o desempenho ideal de selos mecânicos duplos em tandem, é essencial contar com sistemas de suporte adequados para controlar o ambiente ao seu redor. Uma fonte externa regula a temperatura e a pressão do fluido de amortecimento, enquanto sistemas de monitoramento acompanham o desempenho do selo para solucionar preventivamente quaisquer problemas.
A configuração em tandem aumenta a segurança operacional, proporcionando redundância adicional e mitigando os riscos associados a fluidos perigosos ou tóxicos. Ao contar com um sistema de reserva confiável em caso de falha da vedação primária, as vedações mecânicas duplas operam com eficácia em aplicações exigentes, garantindo o mínimo de derramamento e a conformidade com as rigorosas normas ambientais.
A diferença entre selos mecânicos simples e duplos
A distinção entre selos mecânicos simples e duplos é uma consideração crucial no processo de seleção para diversas aplicações industriais. Os selos mecânicos simples consistem em duas superfícies planas que deslizam uma contra a outra, uma fixada à carcaça do equipamento e a outra acoplada ao eixo rotativo, com uma película fluida proporcionando lubrificação. Esses tipos de selos são normalmente empregados em aplicações onde há menor preocupação com vazamentos ou onde o controle de vazamentos de fluidos em quantidades moderadas é viável.
Por outro lado, os selos mecânicos duplos são compostos por dois pares de selos que trabalham em conjunto, oferecendo um nível adicional de proteção contra vazamentos. O projeto inclui um conjunto de selo interno e um 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 envolvem fluidos 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 observar é que as vedações mecânicas duplas requerem um sistema de suporte auxiliar mais complexo, incluindo um sistema de fluido de amortecimento ou barreira. Essa configuração ajuda a manter os diferenciais de pressão em várias seções da vedação 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 importante e depende de diversos fatores, incluindo a natureza do fluido a ser selado, considerações ambientais e requisitos de manutenção. Os selos simples são geralmente mais econômicos e fáceis de manter, enquanto os selos duplos oferecem maior proteção tanto para o pessoal quanto para o meio ambiente ao lidar com fluidos perigosos ou agressivos.
Data da publicação: 18/01/2024