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Selo Mecânico

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Você sabe o que é "fretting"?

Olá Pessoal! Hoje vamos falar de "fretting" em selos mecânicos.

"Fretting" nada mais é que um desgaste excessivo provocado pelo atrito do elastômero em contato com as partes metálicas dos selos mecânicos.

Esse desgaste é normalmente causado por conta da dureza elevada do elastômero (o'ring) e/ou vibração do equipamento.

Nota: Nos casos onde são necessárias vedações com durezas elevadas, recomenda-se um tratamento na superfície de contato, como por exemplo, revestimento de cromo duro.

Peças com "fretting" deverão ser reformadas ou trocadas, pois a deformação provoca pontos de vazamentos, o que compromete a confiabilidade do selo mecânico.

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Equipamentos em “quarentena”! E agora?

Olá Pessoal! Aproveitando o assunto mais falando nos últimos dias, vamos ver o que a “quarentena” pode causar nos selos mecânicos, uma vez que os mesmos vão ficar parados por algum tempo.

Os selos mecânicos são desenvolvidos para operações 24h e quando as operações exigem paradas longas, os mesmos podem perder sua eficiência.

Quando aumentamos essas paradas de processo para longas paradas devido à “quarentena”, por exemplo, temos vários fatores que podem prejudicar a performance das vedações, caso não sejam tomadas as devidas precauções.

O principal problema encontrado são os fluídos que solidificam quando os equipamentos estão sem operação, nesses casos, o mais importante é fazer uma limpeza no sistema antes da parada total, pois caso exista produto solidificado no selo mecânico, o mesmo provavelmente irá quebrar no momento da retomada do processo;

O segundo fator é o ressecamento das vedações secundárias (o’rings), pois em alguns casos as borrachas podem ressecar após um tempo de operação (úmido) e depois de um longo período com os equipamentos vazios (seco), perdendo assim a elasticidade e sua função de vedar, provocando vazamentos na retomada do processo;

O terceiro caso e também muito importante são sujeiras que podem acumular nas tubulações e após a partida dos equipamentos danificarem as vedações primárias (faces deslizantes), para isso seria ideal uma limpeza antes da partida.

Os três casos acima citados são os mais comuns, mas podem aparecer alguns  por outros motivos que devem ser tratados caso a caso, pois toda parada não programada e por longos períodos são prejudiciais ao sistema como todo.

Nota: Os selos mecânicos em estoque devem ser armazenados em suas embalagens originais de fábrica longe de fontes de calor e claridade. Essas precauções também evitam que as vedações secundárias (o’rings) sejam danificadas, mesmo com os selos mecânicos sem uso.

Com relação aos equipamentos como as bombas, por exemplo, existem alguns cuidados a serem tomados. Vou citar abaixo o link de um artigo muito bom feito pelo Sr. Aleçandro Acorsi que pode ser usado como base de estudos.

https://www.linkedin.com/pulse/hiberna%C3%A7%C3%A3o-de-ativos-uma-manuten%C3%A7%C3%A3o-entressafra-ale%C3%A7andro-acorsi

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Quando utilizar o’ring em EPDM?

Olá Pessoal! Hoje vamos falar do Elastômero Etileno Propileno, o famoso EPDM!

Muitos não conhecem esse tipo de elastômero (borracha), mas é muito utilizado em vedações secundárias nos selos mecânicos.

Vamos dar algumas dicas de como utilizar esse composto e principalmente as precauções no uso.

Basicamente o EPDM é utilizado em água, vapor, condensando, soda cáustica, ácidos diluídos entre outros fluidos a base de água. Mas a principal vantagem desse composto é em fluidos quentes (base de água) acima de 60 °C até 150 °C, onde o viton® (elastômero fluorcarbono) não tem boa eficiência.

O EPDM normalmente é comercializado na cor preta e tem características físicas diferentes do viton®, podendo ser facilmente identificado quando utilizada uma caneta de teste de elastômero ou até mesmo pelo som do impacto da borracha em uma base sólida. Nesse teste de impacto, o EPDM tem um som mais suave comparado com o viton®.

Outro ponto muito importante na utilização do EPDM é a incompatibilidade com fluidos a base de hidrocarbonetos (petróleo), quando o elastômero tem contato com esse tipo de fluido, o mesmo tem uma reação química, perdendo sua dureza, ou seja, a borracha fica mole e não tem resistência mecânica para fazer a vedação. Portanto no manuseio do EPDM, deve-se ter atenção dobrada com a contaminação, pois um simples toque da mão do operador suja de graxa, por exemplo, pode comprometer todo o trabalho.

Uma dica bem interessante é a utilização de detergente neutro, álcool ou água para lubrificar as peças e facilitar a montagem dos componentes do selo mecânico.

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Condições de Operação!

Olá pessoal! O assunto hoje é Condições de Operação!

Em visita a um cliente me deparei com uma bomba nessa situação! Com vazamentos nas tubulações, desalinhamento, vibrações, sem óleo no mancal e sem a tampa do óleo e por incrível que pareça o selo mecânico não estava vazando.

Mas vamos aproveitar e levantar esse assunto, deixando claras as condições mínimas para ter um conjunto eficaz:

- Dimensionamento do equipamento (bomba);

- Aplicação correta do selo mecânico;

- Fixação do conjunto motobomba (base);

- Alinhamento bomba x motor (ideal a laser);

- Alinhamento das tubulações;

- Análise de vibração;

- Controle de lubrificação;

Com esses cuidados sendo tomados, com certeza a vida útil do conjunto será maior e consequentemente o custo de manutenção irá diminuir drasticamente, principalmente considerando o custo de parada do processo.

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Plano de Ligação API 03

API 03

Plano de ligação para selos mecânicos simples e duplos, pois esse plano tem apenas a função de retirada de sólidos da caixa de selagem e não a de lubrificação e refrigeração.

A grande novidade desse plano, que surgiu apenas na 4ª Edição da API 682, fica por conta da conicidade da caixa de selagem, onde a mesma tem a função de retirada de sólidos em suspensão do fluido, resultante da força centrífuga da região do selo mecânico.

Neste plano de ligação a sobreposta do selo mecânico tem a conexão de flush plugada (bujonada), que pode ser utilizada futuramente no caso de limpeza interna da caixa de selagem ou mudança do processo.

Esse plano de ligação é utilizado principalmente em fluidos sujos (sólidos em suspensão) e frios, não sendo recomendado em processos de altas pressões e temperaturas.

O plano de ligação API 03 pode ser combinado com outros planos como, por exemplo, o plano de ligação API 53A (refrigeração e lubrificação de fonte externa) e também o plano de ligação auxiliar API 62 (quench e dreno).

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Plano de Ligação API 01

API 01

Plano de ligação para selos mecânicos simples, onde a circulação e refrigeração do selo mecânico são feitos por uma furação interna da voluta para caixa de selagem da bomba, sem nenhum tipo de tubulação externa.

Neste plano de ligação a sobreposta do selo mecânico não necessita de conexão, mas caso tenha a mesma deve ser plugada (a conexão poderá ser utilizada futuramente como flush ou vent).

O plano de ligação API 01 pode ser combinado com outro plano de ligação como, por exemplo, o plano API 62 (quench e dreno).

Esse plano de ligação é utilizado principalmente em fluidos limpos e frios ou em fluidos altamente viscosos que podem engrossar, congelar ou polimerizar com a utilização de tubulação externa.

Nota: O dimensionamento da furação deve ser suficiente para a refrigeração e lubrificação do selo mecânico utilizado, visto que a circulação não está direcionada exatamente nas faces deslizantes do selo mecânico.

Observação: Não recomendado para bombas verticais.

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Passa uma “graxinha” no selo que monta!

Olá Pessoal! O assunto hoje é “lubrificantes” para montagem dos selos mecânicos!

Primeiramente vamos deixar bem claro que para a montagem de qualquer selo mecânico o mais importante é a organização e limpeza da bancada, das ferramentas, dos equipamentos a serem montados e principalmente das mãos do profissional responsável pela tarefa.

Depois o ponto mais crítico é a compatibilidade química do “lubrificante” a ser usado, com os componentes dos selos mecânicos, principalmente as vedações secundárias (o’rings, anéis de vedação, etc.). Esses lubrificantes podem agredir quimicamente as vedações, fazendo com que percam totalmente a função e consequentemente provocando vazamentos.

Outra condição tão importante quanto as citadas anteriormente é o uso de lubrificantes como “graxa” por exemplo, em peças que tem fixação por o’ring sem a utilização de pinos ou parafusos. Nessas condições as peças “patinam” nos alojamentos, prejudicando totalmente o funcionamento do conjunto e provocando um vazamento precoce.

Portanto verifiquem com os fabricantes dos selos mecânicos quais os lubrificantes mais indicados para a montagem dos selos mecânicos adquiridos e qual a maneira correta de fazer a lubrificação dos mesmos.

Mas vou deixar uma dica simples, prática e barata que pode ser usada em qualquer situação. Na dúvida utilizem água ou detergente neutro (doméstico), eles têm função lubrificante, secam rápido após montagem e não agridem nenhum tipo de material usado em selos mecânicos.

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Qual é o aperto do selo mecânico?

Olá pessoal! Falaremos agora sobre a pergunta mais feita aos que trabalham com selos mecânicos. Qual é o aperto do selo mecânico?

Muitos pedem tabelas prontas, mas nem sempre as tabelas são úteis, pois existem vários tipos de selos mecânicos no mercado e cada um tem uma particularidade na medida de aperto.

Vamos tentar simplificar o assunto, para que com o conhecimento adquirido nesse artigo ajude vocês a fazerem as montagens, de forma simples e sem preocupação com as tabelas.

Como todos sabem, existem vários tipos de selos mecânicos: mola cônica, mola paralela, mola prato (ondulada), molas múltiplas e foles metálicos. De maneira geral todas tem a mesma função, manter as faces dos selos mecânicos fechadas, enquanto não houver pressão interna no equipamento. A partir do funcionamento do equipamento quem tem a função do fechamento das faces é a pressão hidráulica interna.

 Mas vamos lá! A pergunta que não quer calar! Qual é o aperto do selo mecânico?

Existem várias regras, mas a maneira mais simples é medir o conjunto de compressão (onde estão as molas) totalmente aberto e subtrair da medida do mesmo totalmente fechado e apertar um terço do valor encontrado.

 Vamos dar um exemplo com números para ficar mais claro!

Medida do conjunto aberto: 100 mm;

Medida do conjunto fechado (bloqueado): 70 mm;

A diferença encontrada é 30 mm, ou seja, vamos utilizar um terço (1/3) desse valor que é exatamente 10 mm para fazer o aperto do selo mecânico.

O selo aberto tem 100 mm e na medida de montagem ficará com 90 mm.

É necessário deixar claro que os valores informados aqui são totalmente ilustrativos e é necessário realmente partir das medidas encontradas no selo mecânico.

 É muito importante deixar claro que essas dimensões ilustradas nas contas são apenas do conjunto de compressão e o resto da montagem depende da posição da sobreposta no equipamento.

Para isso é preciso fazer uma pré-montagem no equipamento para definir a posição da face da sede que está na sobreposta para só então fechar as marcações de aperto do selo mecânico no eixo/luva.

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O que é melhor Tungstênio ou Silício?

Olá pessoal! Nesse artigo vamos esclarecer quais as principais diferenças entre Carbeto de Tungstênio e Carbeto de Silício, materiais usados nas faces deslizantes dos selos mecânicos, de forma básica e bem simplificada.

Essas faces também são popularmente conhecidas como face de metal duro, face de tung e face de silício. Algumas pessoas até chamam de faces de louça, mas na verdade a louça é o óxido de alumínio ou cerâmica que tem a cor branca, neste caso os dois materiais têm cores escuras (cinza/grafite).

Apesar de parecer um assunto complexo, podemos definir basicamente da seguinte forma:

Os dois materiais podem ser aplicados praticamente no mesmo lugar e principalmente em fluidos ácidos e abrasivos. Suas durezas são similares (para faces de selos mecânicos), mas cada um dos materiais tem uma vantagem sobre o outro e em algumas aplicações.

O Carbeto de Tungstênio tem vantagem na resistência mecânica (impactos) e baixa resistência a choque térmico;

O Carbeto de Silício tem vantagem na resistência química (fluidos agressivos) e nenhuma resistência a choque térmico;

Um ponto muito importante para ressaltar também é a questão de valores. A algum tempo atrás o carbeto de tungstênio era mais barato que o carbeto de silício, mas hoje em dia, devido aos avanços das tecnologias de materiais a situação se inverteu, sendo o carbeto de silício mais barato que o carbeto de tungstênio.

Portanto ao analisarem as aplicações de seus selos mecânicos, além do fator resistência mecânica para evitar quebras na montagem, por exemplo, analisem também o fator custo. Pois muitos optam pelo mais resistente mecanicamente, mas essa questão pode encarecer bastante suas peças de reposição, de forma desnecessária, pois o mais barato também terá bom desempenho.

Esperamos que o artigo ajude a melhorar o desempenho de algumas aplicações e caso precisem de mais informações estaremos à disposição.

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Qual temperatura suporta o viton?

Olá pessoal! Essa é a pergunta que mais escutamos nos treinamentos: Qual temperatura suporta o viton®.

Agora vamos esclarecer algumas dúvidas básicas sobre esse assunto que ainda deixa muita gente confusa na hora da aplicação correta do selo mecânico, não apenas com viton®, mas com os elastômeros de forma geral.

Primeiramente vamos deixar claro que o viton® (nome conhecido no mercado) é uma marca registrada pela DuPont para o elastômero fluorcarbono.

Outro ponto muito importante é que os elastômeros podem ter vários fabricantes, cores, “cheiros”. Isso mesmo cor e cheiro! Muitas pessoas ainda acham que para ser  viton® é preciso ter cor marrom e cheirar canela! Mas isso hoje não se aplica mais, podendo ser todos da cor preta e sem cheiro.

É importante ressaltar que qualquer elastômero (borracha) tem duas principais características: resistência química e resistência térmica, ou seja, não importa se preocupar apenas com uma das resistências, pois caso a outra esteja errada, seu selo mecânico não irá funcionar corretamente.

Muitas aplicações não funcionam, pois os responsáveis se preocupam apenas com a resistências térmica do elastômero e não com a resistência química, vejam um exemplo:

Viton® para água quente 100ºC!

Se verificarem em uma tabela de resistência térmica do  viton®, vão encontrar um valor aproximado de 200ºC e muitos acreditam estar fazendo a aplicação correta. Mas o grande problema nessa situação é a resistência química. O  viton® não resiste fluídos a “base de água” com mais de 80ºC, pois o mesmo resseca, fica rígido e quebradiço, ou seja, não é recomendado.

Esse é apenas um exemplo, mas podemos citar vários. Vamos deixar uma dica simples e importante que pode ajudar em uma boa parte das aplicações.

- Fluidos a base de óleo:  viton®

- Fluidos a base de água: EPDM

Pessoal, esses são apenas exemplos básicos, caso precisem de aplicações mais precisas, procurem mais informações em manuais ou profissionais capacitados.

Esperamos que o artigo ajude a melhorar o desempenho de algumas aplicações e caso precisem de mais informações estaremos a disposição.

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Selo Mecânico para Reator!

Nessa publicação vamos comentar um pouco sobre algumas particularidades nos selos mecânicos para reatores.

Ao contrário do que a maioria das pessoas pensam, os selos mecânicos não são todos iguais, principalmente os selos mecânicos superiores verticais para reatores.

Esses selos mecânicos, normalmente operam com as seguintes condições:

Pressões positivas e negativas;

Altas temperaturas;

Rotações baixas;

Gases agressivos;

Posição de operação vertical superior;

Eixo em balanço ou apoiado;

É necessário muita atenção na aplicação e na instalação desses tipos de selos mecânicos, por se tratar de equipamentos grandes e de processos caros não permitindo a montagem e desmontagem rapidamente a qualquer momento.

O alinhamento do eixo deve ser rigoroso, por se tratar de um eixo longo, onde qualquer desvio pode ter um grande impacto no funcionamento do selo mecânico (ver tolerâncias geométricas nas publicações anteriores).

A fixação no eixo deve ser rigorosa, devido ao torque elevado nesses equipamentos que costumam operar com grandes volumes no processo.

As vedações secundárias (O’rings) devem suportar todas as variações térmicas e químicas do processo.

Normalmente a pressurização desses selos são com termossifão (Plano API 53A) e circulação por convecção natural sem auxílio de circulação forçada internamente ou externa.

Por isso é muito importante fazer a ligação das conexões de forma correta, para não prejudicar o fluxo do fluido barreira.

Conexão de saída do selo mecânico ligada na conexão mais alta do termossifão;

Conexão de entrada do selo mecânico ligada na conexão mais baixa do termossifão;

Em muitos casos o selo mecânico possui uma caixa com mancalização por rolamento. Nesses casos a atenção deve ser direcionada para a lubrificação do mesmo que deve ser periódica. A lubrificação inadequada implica em ineficiência do conjunto.

Existem várias outras variáveis para essas aplicações de selos para reatores, caso tenha algum dúvida entre em contato.

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Qual Selo Mecânico para Bomba de Caldeira?

Nessa publicação vamos comentar sobre algumas particularidades para selos mecânicos aplicados em “bombas de caldeiras” para evitar os problemas conforme comentados abaixo. 

 O selo mecânico aplicado nesse equipamento estava fora das condições ideais e apresentava vazamento constante. Foi instalado um selo mecânico não balanceado (para pressões abaixo de 10 bar), faces deslizantes em carbeto de silício x carbeto de silício x viton e com um plano de ligação totalmente modificado.

Vamos analisar as condições operacionais que na maioria das bombas operam:

- Altas Temperaturas.

- Altas Pressões.

- Altas Rotações.

Para essas aplicações é necessário ter atenção com as seguintes condições:

- Geometria da Bomba ( ver na publicação https://ledesconsultoria.tumblr.com/post/181027454234/quanto-a-bomba-pode-estar-fora);

- Vedações Primárias - Faces deslizantes (Carbono Duro x Carbeto de Silício ou Tungstênio) melhor combinação para altas rotações e fluidos com baixas propriedades de lubrificação;

- Vedações Secundárias - Anéis “O” (EPDM - Elastômero Etileno Propileno ou Perfluorelastômero) melhor elastômero para água quente;

- Geometria do Selo Mecânico (Balanceamento hidráulico para suportar as altas pressões acima de 10 bar e minimizar o superaquecimento das faces deslizantes e consequentemente melhorando a lubrificação das mesmas);

- Plano de ligação conforme API 682 ( Podem ser utilizados os planos 02, 13, 21, 23, sede refrigerada G115, equalização entre caixas entre outros de acordo com as condições existentes).

Esperamos que as dicas ajudem a sanar possíveis problemas encontrados nesses tipos de aplicações, caso precise de alguma informação adicional entre em contato.

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Esse selo vazou, será que foi aperto demais na mola?

Olá pessoal! Recebi essa imagem junto com a pergunta: Esse selo vazou, será que foi aperto demais na mola?

E minha resposta foi bem simples: Pode ter sido excesso aperto ou falta de lubrificação (devido marcas nas faces deslizantes), mas para uma análise correta preciso fazer uma verificação com o selo mecânico em mãos.

Mas vou comentar rapidamente qual o problema de um selo mecânico com aperto excessivo.

Normalmente quando um selo mecânico é montado com excesso de aperto, o mesmo não vaza na partida, mas o vazamento aparece após algum tempo de operação, devido ao desgaste prematuro das faces deslizantes. Não é possível saber em quanto tempo irá vazar, pois depende de cada aplicação, mas o fato é: o selo não suporta muito tempo.

Outro ponto importante a ressaltar é a falta de lubrificação (falta de fluido bombeado). Quando por algum motivo o selo mecânico “roda” a seco ou com ineficiência de lubrificação, ocorre também o desgaste das faces deslizantes e consequentemente o vazamento.

Costumamos dizer que o selo mecânico “mostra” o problema que ocorreu, mas para isso a análise precisa ser com as peças em mãos, dificilmente conseguimos fazer uma análise apenas por fotos.

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O selo “rodou” uma semana e vazou!!!

O selo “rodou” uma semana e vazou!!!

Esse é um caso onde o cliente reclamou que a bomba “rodou” uma semana e vazou.

Após desmontar o selo mecânico, foram encontradas as seguintes divergências:

- Face da Sede Estacionária com marcas de aquecimento; 

 - O’ring do Anel Rotativo derretido;

- Anel Deslizante do Anel Rotativo trincado.

Neste caso, ficou evidente que faltou produto durante a operação da bomba, superaquecendo as faces deslizantes (vedações primárias) que consequentemente derreteu o o’ring (vedação secundária), provocando o vazamento.

Em muitos casos, os problemas relacionados a vazamentos nos selos mecânicos estão diretamente ligados a montagem e a operação dos equipamentos.

Por isso é sempre muito importante, verificar alinhamentos, vibrações e o dimensionamento adequados de eficiência de trabalho para evitar cavitação por exemplo.

Sempre é bom relembrar “selo mecânico não funciona a seco**” não importa que seja por um tempo extremamente curto.

** Existem projetos especiais de selos a seco, mas não para bombas centrífugas, pois exitem limites de rotação, pressão e temperatura.

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O selo vazou! E agora?

Esse é mais um caso, onde o cliente ligou reclamando que já tinha montado duas vezes o selo mecânico o e mesmo continuava vazando.

Após desmontar o selo mecânico, foram encontradas as seguintes divergências:

- Sede estacionária trincada;

- Faces deslizantes com marcas de trabalho a seco;

- Vedações secundárias (o’rings) danificadas;

- Componentes metálicos danificados.

A partir dessas informações o cliente foi orientado da seguinte forma:

- Tipos de materiais e suas particularidades;

- Lubrificação adequada para a montagem e operação;

- Manuseio correto na montagem;

- E o mais importante nunca montar um selo mecânico danificado.

Neste caso, o cliente danificou os componentes na primeira montagem e após o vazamento retirou o selo da bomba e montou novamente, imaginando que iria funcionar corretamente, mesmo com as peças danificas.

Após todas as orientações o selo novo foi montado e funcionou perfeitamente, mesmo com algumas divergências de campo que podem ser vistos na imagem.

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