Os desafios enfrentados pelas indústrias de processo mudaram, embora continuem a bombear fluidos, alguns deles perigosos ou tóxicos. Segurança e confiabilidade ainda são de primordial importância. No entanto, os operadores aumentam as velocidades, as pressões, as taxas de fluxo e até mesmo a severidade das características do fluido (temperatura, concentração, viscosidade, etc.) enquanto processam muitas operações em lote. Para os operadores de refinarias de petróleo, instalações de processamento de gás e plantas petroquímicas e químicas, segurança significa controlar e prevenir a perda ou exposição aos fluidos bombeados. Confiabilidade significa bombas que operam de forma eficiente e econômica, com menos necessidade de manutenção.
Um selo mecânico adequadamente projetado garante ao operador da bomba um desempenho duradouro, seguro e confiável da bomba com uma tecnologia comprovada. Entre vários equipamentos rotativos e uma infinidade de componentes, os selos mecânicos comprovadamente funcionam de maneira confiável na maioria dos tipos de condições operacionais.
BOMBAS E SELOS - UM BOM AJUSTE
É difícil acreditar que quase 30 anos se passaram desde a promoção em massa da tecnologia de bombas sem vedação na indústria de processos. A nova tecnologia foi promovida como a solução para todos os problemas e limitações percebidas dos selos mecânicos. Alguns sugeriram que esta alternativa eliminaria totalmente o uso de selos mecânicos.
No entanto, não muito depois desta promoção, os utilizadores finais aprenderam que os selos mecânicos poderiam cumprir ou exceder os requisitos legais de fuga e contenção. Além disso, os fabricantes de bombas apoiaram a tecnologia fornecendo câmaras de vedação atualizadas para substituir as antigas “caixas de empanque” de compressão.
As câmaras de vedação atuais são projetadas especificamente para selos mecânicos, permitindo uma tecnologia mais robusta em uma plataforma de cartucho, facilitando a instalação e criando um ambiente que permite que os selos funcionem em todo o seu potencial.
AVANÇOS NO PROJETO
Em meados da década de 1980, novas regulamentações ambientais forçaram a indústria não apenas a olhar para a contenção e as emissões, mas também para a fiabilidade dos equipamentos. O tempo médio entre reparos (MTBR) para selos mecânicos em uma fábrica de produtos químicos foi de aproximadamente 12 meses. Hoje, o MTBR médio é de 30 meses. Actualmente, a indústria petrolífera, sujeita a alguns dos mais rigorosos níveis de emissões, tem um MTBR médio superior a 60 meses.
Os selos mecânicos mantiveram sua reputação demonstrando a capacidade de atender e até mesmo superar os requisitos da melhor tecnologia de controle disponível (BACT). Além disso, fizeram-no mantendo-se como uma tecnologia económica e energeticamente eficiente, disponível para cumprir os regulamentos ambientais e de emissões.
Os programas de computador permitem que os selos sejam modelados e prototipados antes da fabricação para confirmar como eles lidarão com condições operacionais específicas antes de serem instalados no campo. As capacidades de projeto de fabricação de vedações e a tecnologia dos materiais de face de vedação progrediram a tal ponto que podem ser desenvolvidas para um ajuste individual para uma aplicação de processo.
Os programas e a tecnologia atuais de modelagem computacional permitem o uso de revisão de projeto 3-D, análise de elementos finitos (FEA), dinâmica de fluidos computacional (CFD), análise de corpo rígido e programas de diagnóstico por imagem térmica que não estavam prontamente disponíveis no passado ou eram muito caros. para uso frequente com esboços 2-D anteriores. Esses avanços nas técnicas de modelagem aumentaram a confiabilidade do projeto dos selos mecânicos.
Esses programas e tecnologias abriram caminho para o projeto de selos de cartucho padrão com componentes muito mais robustos. Isso incluiu a remoção de molas e anéis de vedação dinâmicos do fluido do processo e tornou a tecnologia de estator flexível o projeto de escolha.
CAPACIDADE DE TESTE DE PROJETO PERSONALIZADO
A introdução de vedações de cartucho padrão contribuiu significativamente para uma maior confiabilidade do sistema de vedação através de sua robustez e facilidade de instalação. Essa robustez permite uma ampla gama de condições de aplicação com desempenho confiável.
Além disso, o projeto e a fabricação mais rápidos de sistemas de vedação personalizados permitiram o “ajuste fino” para diversos requisitos de serviço da bomba. A personalização pode ser introduzida através de alterações na própria vedação ou, mais facilmente, através de componentes auxiliares do sistema, como um plano de tubulação. A capacidade de controlar o ambiente da vedação sob diversas condições operacionais por meio de um sistema de suporte ou planos de tubulação é fundamental para o desempenho e a confiabilidade da vedação.
Também ocorreu uma progressão natural com bombas com design mais personalizado, com um selo mecânico personalizado correspondente. Hoje, um selo mecânico pode ser rapidamente projetado e testado para qualquer tipo de condição de processo ou característica de bomba. As faces da vedação, os parâmetros dimensionais da câmara de vedação e como a vedação se encaixa na câmara de vedação podem ser projetados e fabricados para um ajuste personalizado para uma ampla gama de aplicações. A atualização de padrões como o padrão 682 do American Petroleum Institute (API) também gerou maior confiabilidade da vedação por meio de requisitos que validam o design, os materiais e a funcionalidade da vedação.
UM AJUSTE PERSONALIZADO
A indústria de selos luta diariamente contra a comoditização da tecnologia de selos. Muitos compradores pensam que “um selo é um selo é um selo”. As bombas padrão geralmente podem usar a mesma vedação básica. Entretanto, quando instalado e aplicado em condições de processo específicas, algum tipo de customização no sistema de vedação é frequentemente implementado para obter a confiabilidade necessária sob aquele conjunto específico de condições operacionais e processo químico.
Mesmo com o mesmo design de cartucho padrão, existe uma ampla gama de potencial de personalização, desde uma seleção de componentes de materiais até o plano de tubulação empregado. A orientação sobre a seleção dos componentes do sistema de vedação pelo fabricante da vedação é crucial para atingir o nível de desempenho e confiabilidade geral necessários. Esse tipo de personalização pode permitir que os selos mecânicos estendam o uso normal por até 30 a 60 meses de MTBR, em vez de 24 meses.
Com esta abordagem, os usuários finais podem ter a certeza de receber um sistema de vedação projetado para sua aplicação, forma e função específicas. A capacidade fornece ao usuário final o conhecimento necessário sobre a operação da bomba antes de ela ser instalada. Não é necessário adivinhar como a bomba funciona ou se ela pode lidar com a aplicação.
PROJETO CONFIÁVEL
Embora a maioria dos operadores de processo execute as mesmas funções, as aplicações não são as mesmas. Os processos funcionam em diferentes velocidades, diferentes temperaturas e diferentes viscosidades, com diferentes procedimentos operacionais e diferentes configurações de bombas.
Ao longo dos anos, a indústria de selos mecânicos introduziu inovações significativas que diminuíram a sensibilidade dos selos a diversas condições operacionais e levaram a um aumento na confiabilidade. Isso significa que se um usuário final não tiver instrumentação de monitoramento para fornecer avisos de vibração, temperatura, cargas de rolamentos e motores, as vedações atuais, na maioria dos casos, ainda desempenharão suas funções primárias.
CONCLUSÃO
Através de engenharia de confiabilidade, aprimoramentos de materiais, projeto auxiliado por computador e técnicas avançadas de fabricação, os selos mecânicos continuam a provar seu valor e confiabilidade. Apesar das mudanças no controle de emissões e de contenção e nos limites de segurança e exposição, as vedações permaneceram à frente dos requisitos desafiadores. É por isso que os selos mecânicos ainda são a escolha preferida nas indústrias de processo.
Horário da postagem: 30 de junho de 2022