No domínio das máquinas industriais, garantir a integridade dos equipamentos rotativos e das bombas é fundamental. Os selos mecânicos servem como componentes críticos na manutenção dessa integridade, evitando vazamentos e retendo fluidos. Dentro deste campo especializado, existem duas configurações primárias: única eselos mecânicos duplos. Cada tipo oferece vantagens distintas e atende a demandas operacionais específicas. Este artigo investiga as nuances entre essas duas soluções de vedação, descrevendo 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 estacionárias. A face rotativa da vedação é fixada ao eixo giratório enquanto a face estacionária é fixada na carcaça da bomba. Essas duas faces são unidas por um mecanismo de mola que permite criar uma vedação hermética que evita o vazamento de fluido ao longo do eixo.
Os principais materiais usados para essas superfícies de vedação variam, sendo as seleções comuns carboneto de silício, carboneto de tungstênio, cerâmica ou 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 reside entre as faces da vedação para minimizar o desgaste – um aspecto essencial para manter a longevidade.
Os 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 facilidade de instalação e custos iniciais mais baixos em comparação com soluções de vedação mais complexas. A manutenção destas vedações implica inspeção regular e substituição em intervalos predeterminados para evitar quebras resultantes do desgaste normal.
Em ambientes menos exigentes em mecanismos de vedação – onde não há fluidos agressivos ou perigosos – as vedações mecânicas simples oferecem uma solução eficientesolução de vedaçãocontribuindo para ciclos de vida prolongados dos equipamentos, ao mesmo tempo 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 acionado por mola com faces unidas
Filme fluido de interface de vedação 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 dois selos dispostos em série, também chamado de selo mecânico de cartucho duplo. Este design oferece maior contenção do fluido que está sendo selado. As vedações duplas são normalmente usadas 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 uma vedação interna e outra externa. A vedação interna mantém o produto dentro da carcaça da bomba, enquanto a vedação externa funciona como uma barreira de backup para maior segurança e confiabilidade. As vedações duplas geralmente exigem um fluido tampão entre elas, que serve como lubrificante e também como refrigerante para reduzir o calor de fricção – prolongando a vida útil de ambas as vedações.
O fluido tampão pode ter duas configurações: não pressurizado (conhecido como fluido de barreira) ou pressurizado. Em sistemas pressurizados, se a vedação interna falhar, não deverá haver nenhum vazamento imediato, pois a vedação externa manterá a contenção até que a manutenção possa ocorrer. 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 conflitos
Projeto Duas vedações dispostas em série
Utilização Ambientes perigosos; conservação de fluidos caros; lidar com líquidos difíceis
Vantagens Maior segurança; chance reduzida de vazamento; potencialmente prolonga a vida útil
Requisitos de fluido tampão Pode ser despressurizado (fluido de barreira) ou pressurizado
Segurança Fornece tempo para ação de manutenção antes que ocorra vazamento após falha
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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 consecutivos, presenciais e tandem, cada um com sua configuração e operação distintas.
1. Vedação Mecânica Dupla Costas com Costas
Um selo mecânico duplo 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 qualquer calor gerado devido ao atrito.
Em um arranjo costas com costas, a vedação interna opera sob condições de pressão semelhantes às do produto que está sendo vedado, enquanto uma fonte externa fornece à vedação externa um fluido de barreira a pressão mais alta. Isto garante que haja sempre pressão positiva contra ambas as faces da vedação; evitando assim que fluidos de processo vazem para o meio ambiente.
O uso de um projeto de vedação costas com costas pode beneficiar sistemas onde as 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 em aplicações de alta pressão, garantindo confiabilidade e longevidade do sistema de vedação. Devido ao seu design robusto, eles também fornecem segurança adicional contra inversões inesperadas de pressão do sistema que poderiam comprometer a integridade de um único selo mecânico.
Um arranjo de vedação mecânica dupla face a face, também conhecido como vedação tandem, é projetado com duas faces de vedação opostas posicionadas de modo que as vedações interna e externa entrem em contato uma com a outra através de suas respectivas faces planas. Este 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 se vazar.
Um dos benefícios mais significativos do uso de um selo mecânico duplo face a face é sua capacidade de evitar vazamento de fluidos de processo para o meio 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 o fluido do processo, qualquer vazamento tende a se mover em direção a esta área e para longe da liberação externa.
A configuração permite monitorar o estado do fluido de barreira, o que é 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 rapidamente do que com outras configurações de vedações.
Outra vantagem está relacionada à vida útil; esses tipos de vedações geralmente apresentam vida útil prolongada porque quaisquer partículas presentes no fluido do processo têm um impacto menos prejudicial nas superfícies de vedação devido ao seu posicionamento relativo e porque funcionam sob condições menos adversas graças à presença do fluido tampão.
3.Selos mecânicos duplos em tandem
Tandem, ou selos mecânicos duplos face-to-back, são configurações de vedação onde dois selos mecânicos são dispostos em série. Este sistema oferece um nível superior de confiabilidade e contenção em comparação com vedações simples. O selo primário está localizado mais próximo do produto a ser selado, funcionando como 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, se houver alguma falha na vedação primária, a vedação secundária contenha o fluido. As vedações tandem geralmente incorporam um fluido tampão com pressão mais baixa do que o fluido do processo entre ambas as vedações. Este fluido tampão serve tanto como lubrificante quanto como refrigerante, reduzindo o calor e o desgaste nas faces da vedação.
Para manter o desempenho ideal dos selos mecânicos duplos tandem, é essencial ter sistemas de suporte adequados para controlar o ambiente ao seu redor. Uma fonte externa regula a temperatura e a pressão do fluido tampão, enquanto os sistemas de monitoramento rastreiam o desempenho da vedação para resolver preventivamente quaisquer problemas.
A configuração tandem aumenta a segurança operacional, fornecendo redundância adicional e mitiga os riscos associados a fluidos perigosos ou tóxicos. Por terem um backup confiável em caso de falha do selo primário, os selos mecânicos duplos operam de forma eficaz em aplicações exigentes, garantindo derramamento mínimo e conformidade com padrões ambientais rigorosos.
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 na carcaça do equipamento e outra fixada no eixo giratório, com uma película fluida que proporciona lubrificação. Esses tipos de vedações são normalmente empregados em aplicações onde há menos preocupação com vazamentos ou onde é possível lidar com quantidades moderadas de vazamento de fluido.
Por outro lado, os selos mecânicos duplos são compostos por dois pares de vedações trabalhando em conjunto, oferecendo um nível adicional de proteção contra vazamentos. O projeto inclui um conjunto de vedação interna e externa: a vedação interna retém o produto dentro da bomba ou misturador, enquanto a vedação externa evita a entrada de contaminantes externos e também contém qualquer fluido que possa escapar da vedação primária. Os selos mecânicos duplos são preferidos em situações que lidam com meios perigosos, tóxicos, de alta pressão ou estéreis porque oferecem maior confiabilidade e segurança, reduzindo o risco de contaminação e exposição ambiental.
Um aspecto essencial a ser observado é que os selos mecânicos duplos requerem um sistema de suporte auxiliar mais complexo, incluindo um sistema amortecedor ou de fluido de barreira. Esta configuração ajuda a manter diferenciais de pressão em diversas seções da vedação e fornece resfriamento ou aquecimento conforme necessário, dependendo das condições do processo.
Para concluir
Concluindo, a decisão entre vedações mecânicas simples e duplas é significativa e depende de vários fatores, incluindo a natureza do fluido a ser vedado, considerações ambientais e requisitos de manutenção. As vedações simples são normalmente econômicas e mais simples de manter, enquanto as vedações duplas oferecem proteção aprimorada para o pessoal e para o meio ambiente ao manusear meios perigosos ou agressivos.
Horário da postagem: 18 de janeiro de 2024