Sabemos que um selo mecânico deve funcionar até que o carbono se desgaste, mas nossa experiência mostra que isso nunca acontece com o selo original instalado na bomba. Compramos um selo mecânico novo e caro, e este também não se desgasta. Então, o novo selo foi um desperdício de dinheiro?
Na verdade, não. Aqui você está fazendo algo que parece lógico: você está tentando resolver o problema da vedação comprando uma vedação diferente, mas isso é como tentar fazer uma boa pintura em um automóvel comprando uma boa marca de tinta.
Se você quisesse fazer uma boa pintura em um automóvel, teria que fazer quatro coisas: preparar a carroceria (conserto de metal, remoção de ferrugem, lixamento, mascaramento etc.); comprar uma boa marca de tinta (nem todas as tintas são iguais); aplicar a tinta corretamente (com a quantidade exata de pressão de ar, sem gotejamentos ou escorrimentos e lixamento frequente entre as camadas de primer e acabamento); e cuidar da tinta depois de aplicada (mantê-la lavada, encerada e guardada na garagem).
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Se você fizer essas quatro coisas corretamente, quanto tempo a pintura de um automóvel pode durar? Obviamente, anos. Saia de casa e observe os carros passarem e você verá evidências de pessoas que não estão fazendo essas quatro coisas. Na verdade, é tão raro que, quando vemos um carro antigo em bom estado, ficamos olhando para ele.
Alcançar uma boa vida útil da vedação também envolve quatro etapas. Elas deveriam ser óbvias, mas vamos analisá-las mesmo assim.
Prepare a bomba para a vedação – esse é o trabalho corporal
Compre uma boa vedação – a boa tinta
Instale a vedação corretamente – aplique a tinta corretamente
Aplique o controle ambiental correto se necessário (e provavelmente é) – também lave e encere
Analisaremos cada um desses assuntos em detalhes e, com sorte, começaremos a aumentar a vida útil de nossos selos mecânicos até o ponto em que a maioria deles se desgaste. Essas informações se aplicam a bombas centrífugas, mas também podem ser aplicadas a praticamente qualquer tipo de equipamento rotativo, incluindo misturadores e agitadores.
Prepare a bomba para a vedação
Para se preparar, você deve fazer um alinhamento entre a bomba e o acionador, usando um alinhador a laser. Um adaptador de quadro em "C" ou "D" é uma escolha ainda melhor.
Em seguida, balanceie dinamicamente o conjunto rotativo, o que pode ser feito com a maioria dos equipamentos de análise de vibração, mas consulte seu fornecedor caso não tenha o programa. Certifique-se de que o eixo não esteja torto e que você o gire entre os centros.
É uma boa ideia evitar mangas de eixo, pois um eixo sólido tem menos probabilidade de sofrer deflexão e é muito melhor para uma vedação mecânica, e tente reduzir a tensão do tubo sempre que possível.
Utilize uma bomba com projeto de "linha central" se a temperatura do produto for superior a 100 °C, pois isso reduzirá alguns problemas de deformação na tubulação da bomba. Além disso, utilize bombas com uma relação comprimento/diâmetro do eixo baixa. Isso é extremamente importante em bombas de serviço intermitente.
Use uma caixa de gaxetas grande demais, evite designs cônicos e dê bastante espaço à vedação. Tente deixar a face da caixa de gaxetas o mais perpendicular possível ao eixo, o que pode ser feito usando ferramentas de faceamento, e reduza a vibração usando quaisquer técnicas que você conheça.
É essencial que você não deixe a bomba sofrer cavitação, pois as faces de vedação podem se abrir e ser danificadas. Golpe de aríete também pode ocorrer se a bomba perder energia enquanto estiver funcionando, portanto, tome medidas preventivas para evitar esses problemas.
Há algumas coisas que precisam ser verificadas ao preparar a bomba para a vedação, incluindo: que a massa do pedestal da bomba/motor seja pelo menos cinco vezes a massa do hardware sobre ele; que haja dez diâmetros de tubo entre a sucção da bomba e o primeiro cotovelo; e que a placa de base esteja nivelada e rejuntada no lugar.
Mantenha o impulsor aberto ajustado para reduzir a vibração e os problemas de recirculação interna, certifique-se de que os mancais tenham a quantidade adequada de lubrificação e que água e sólidos não penetrem na cavidade do mancal. Substitua também as vedações de graxa ou de lábio por vedações de labirinto ou de face.
Certifique-se de evitar linhas de recirculação de descarga conectadas à caixa de gaxetas; na maioria dos casos, a recirculação de sucção será melhor. Se a bomba tiver anéis de desgaste, certifique-se de verificar também a folga.
As últimas coisas a fazer ao preparar a bomba são certificar-se de que as partes molhadas da bomba sejam fabricadas com materiais resistentes à corrosão, pois produtos de limpeza e solventes nas linhas às vezes causam problemas que o projetista nunca previu.
Em seguida, feche qualquer vazamento de ar no lado de sucção da bomba e remova qualquer ar que possa estar preso na voluta.
Compre um bom selo
Use modelos hidraulicamente balanceados que vedem tanto a pressão quanto o vácuo e, se for usar um elastômero na vedação, tente usar um anel de vedação. Esses são os melhores formatos por vários motivos, mas não deixe ninguém aplicar carga de mola no anel de vedação, ou ele não flexionará ou rolará como deveria.
Você também deve usar projetos de vedação sem atrito, pois o atrito do eixo é uma das principais causas de falha prematura da vedação.
Vedações estacionárias (onde as molas não giram com o eixo) são melhores do que as rotativas (as molas giram) para vedar emissões fugitivas e quaisquer outros fluidos. Se a vedação tiver molas pequenas, mantenha-as fora do fluido ou elas entupirão facilmente. Existem muitos modelos de vedação que possuem esse recurso antientupimento.
Uma face rígida larga é excelente para o movimento radial que vemos em aplicações de misturadores e vedações que estão fisicamente posicionadas bem longe dos rolamentos.
Você também precisará de algum tipo de amortecimento de vibração para vedações de fole metálico de alta temperatura, porque elas não possuem o elastômero que normalmente desempenha essa função.
Utilize projetos que mantenham o fluido de vedação no diâmetro externo da vedação, ou a força centrífuga lançará sólidos nas faces lapidadas e restringirá seu movimento quando o carbono se desgastar. Você também deve usar carbonos sem adição de aditivos para as faces da vedação, pois são os melhores e o custo não é excessivo.
Além disso, certifique-se de que você pode identificar todos os materiais de vedação, porque é impossível solucionar problemas de um “material misterioso”.
Não deixe que o fornecedor diga que seu material é proprietário e, se for essa a atitude dele, procure outro fornecedor ou fabricante; caso contrário, você merece todos os problemas que terá.
Tente manter os elastômeros longe da face da vedação. O elastômero é a parte da vedação mais sensível ao calor, e a temperatura é mais alta nas faces.
Qualquer produto perigoso ou caro também deve ser vedado com vedações duplas. Certifique-se de que o equilíbrio hidráulico esteja em ambas as direções, ou você corre o risco de uma das faces se abrir em uma reversão ou surto de pressão.
Por fim, se o design tiver carbono prensado em um suporte de metal, certifique-se de que o carbono foi prensado e não "encolhido". O carbono prensado sofrerá cisalhamento para se adaptar às irregularidades do suporte de metal, ajudando a manter as faces sobrepostas planas.
Instale a vedação corretamente
Os selos de cartucho são o único design que faz sentido se você quiser fazer ajustes no impulsor, e são muito mais fáceis de instalar porque você não precisa de impressão nem de fazer medições para obter a carga facial correta.
Os selos duplos de cartucho devem ter um anel de bombeamento integrado e você deve usar fluido tampão (pressão mais baixa) entre os selos sempre que possível para evitar problemas de diluição do produto.
Evite qualquer tipo de óleo como fluido tampão devido ao baixo calor específico e à baixa condutividade do óleo.
Ao instalar, mantenha a vedação o mais próximo possível dos rolamentos. Geralmente, há espaço para mover a vedação para fora da caixa de gaxetas e, em seguida, usar a área da caixa de gaxetas como bucha de suporte para ajudar a estabilizar o eixo rotativo.
Dependendo da aplicação, você terá que decidir se esta bucha de suporte precisa ser mantida axialmente.
Selos divididos também fazem sentido em praticamente qualquer aplicação que não exija selos duplos ou selos de emissão fugitiva (vazamento medido em partes por milhão).
As vedações divididas são o único modelo que você deve usar em bombas de extremidade dupla, caso contrário, você terá que substituir ambas as vedações quando apenas uma delas falhar.
Eles também permitem que você troque as vedações sem precisar fazer um realinhamento com o acionador da bomba.
Não lubrifique as faces da vedação durante a instalação e mantenha os sólidos longe das faces sobrepostas. Se houver uma camada protetora nas faces da vedação, certifique-se de removê-la antes da instalação.
Se for uma vedação de fole de borracha, é necessário um lubrificante especial que fará com que o fole grude no eixo. Normalmente, é um fluido à base de petróleo, mas você pode verificar com seu fornecedor para ter certeza. As vedações de fole de borracha também exigem um acabamento de eixo não superior a 40 RMS, ou a borracha terá dificuldade para aderir ao eixo.
Por fim, ao instalar em uma aplicação vertical, certifique-se de ventilar a caixa de gaxetas nas faces de vedação. Pode ser necessário instalar essa ventilação caso o fabricante da bomba não a tenha fornecido.
Muitos selos de cartucho têm uma ventilação integrada que pode ser conectada à sucção da bomba ou a algum outro ponto de baixa pressão no sistema.
Cuide do selo
O último passo para garantir uma boa vida útil da vedação é cuidar dela continuamente. As vedações preferem selar um líquido lubrificante fresco e limpo, e embora raramente tenhamos uma para vedar, talvez você possa aplicar um controle ambiental na área da caixa de gaxetas para transformar seu produto em uma.
Se estiver usando uma caixa de gaxetas com camisa, certifique-se de que a camisa esteja limpa. Condensado ou vapor são os melhores fluidos para circular pela camisa.
Tente instalar uma bucha de carbono na extremidade da caixa de vedação para atuar como uma barreira térmica que ajudará a estabilizar a temperatura da caixa de vedação.
A descarga é o melhor controle ambiental, pois causa diluição do produto, mas se você estiver usando a vedação correta, não precisará de muita descarga. Quatro ou cinco galões por hora (observe que eu disse hora, não minuto) devem ser suficientes para esse tipo de vedação.
Você também deve manter o fluido em movimento na caixa de vedação para evitar o acúmulo de calor. A recirculação por sucção removerá sólidos mais pesados que o produto que você está selando.
Como essa é a condição mais comum para lama, use a recirculação por sucção como padrão. Além disso, aprenda onde não usá-la.
A recirculação de descarga permitirá aumentar a pressão na caixa de gaxetas para evitar a vaporização de fluido entre as faces lapidadas. Evite direcionar a linha de recirculação para as faces lapidadas, pois isso pode danificá-las. Se estiver usando um fole metálico, a linha de recirculação pode atuar como um jato de areia e cortar as finas placas do fole.
Se o produto estiver muito quente, resfrie a área da caixa de gaxetas. É importante lembrar que esses controles ambientais costumam ser mais importantes quando a bomba está parada, pois as temperaturas de imersão e o resfriamento durante o desligamento podem alterar drasticamente a temperatura da caixa de gaxetas, causando alterações no estado do produto.
Produtos perigosos precisarão de uma gaxeta tipo API se você optar por não usar vedações duplas. A bucha de segurança que faz parte da configuração API protegerá a vedação contra danos físicos caso você perca um rolamento enquanto a bomba estiver funcionando.
Certifique-se de que as conexões da API estejam feitas corretamente. É fácil confundir as quatro portas e conectar a linha de descarga ou recirculação à porta de resfriamento.
Evite aplicar muito vapor ou água na conexão de resfriamento, pois isso pode entrar na caixa de mancais. Vazamentos pela conexão de drenagem são frequentemente percebidos pelos operadores como uma falha na vedação. Certifique-se de que eles saibam a diferença.
Implementando essas dicas de vedação
Alguém já fez todas essas quatro coisas? Infelizmente, não. Se fizéssemos, 85% ou 90% dos nossos retentores estariam se desgastando, em vez dos 10% ou 15% que se desgastam. O retentor com falha prematura e bastante carbono restante continua sendo a regra.
A desculpa mais comum que ouvimos para explicar a falta de uma boa vida útil das vedações é que nunca há tempo para consertar, seguida do clichê: "Mas sempre há tempo para consertar". A maioria de nós realiza uma ou duas das etapas necessárias e percebe um aumento na vida útil das vedações. Não há nada de errado em aumentar a vida útil das vedações, mas isso está muito longe de desgastar as vedações.
Pense nisso por um minuto. Se a vedação durar um ano, qual a gravidade do problema? A temperatura não pode estar muito alta nem a pressão muito forte. Se isso fosse verdade, não levaria um ano para a vedação falhar. O produto não pode estar muito sujo pelo mesmo motivo.
Frequentemente, descobrimos que o problema é tão simples quanto um projeto de vedação que desgasta o eixo, causando um vazamento através da luva ou eixo danificado. Outras vezes, descobrimos que a causa é a descarga usada para limpar as linhas uma vez por ano, e ninguém troca os materiais da vedação para refletir essa ameaça aos componentes da vedação.
Data de publicação: 25 de agosto de 2023