Selo mecânico balanceado vs. desbalanceado: qual é a diferença?

O que é a balança do selo mecânico

O equilíbrio do selo mecânico refere-se à distribuição das forças hidráulicas que atuam nas faces do selo. O equilíbrio de um selo mecânico é determinado pela relação entre a força de fechamento hidráulica e a força de abertura. A força de fechamento é gerada pela pressão do fluido selado que atua nas faces da vedação, enquanto a força de abertura é normalmente fornecida por molas ou foles.

O que é relação de equilíbrio

A relação de equilíbrio é definida como a relação entre a área de fechamento hidráulico e a área de abertura hidráulica. A área de fechamento hidráulico é a porção da face da vedação submetida à pressão de vedação, que gera uma força de fechamento. A área de abertura hidráulica, por outro lado, é a porção da face da vedação exposta à pressão atmosférica, criando uma força de abertura.

O índice de saldo pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

Relação de equilíbrio = (Área de fechamento hidráulico) / (Área de abertura hidráulica)

Um selo com índice de equilíbrio superior a 1 é considerado desequilibrado, enquanto um selo com índice de equilíbrio inferior a 1 é considerado balanceado. Uma relação de equilíbrio igual a 1 indica uma vedação perfeitamente equilibrada, onde as forças de fechamento e abertura são iguais.

O que é selo mecânico balanceado

Uma vedação mecânica balanceada é um tipo de projeto de vedação em que as forças hidráulicas que atuam nas faces da vedação são equilibradas para minimizar a carga facial e a geração de calor. Neste projeto, a força de fechamento, gerada pela pressão de vedação atuando na parte traseira da face de vedação, é compensada por uma força de abertura criada pela exposição de uma porção da face de vedação à pressão de vedação.

As vedações balanceadas são comumente usadas em aplicações que envolvem altas pressões, altas velocidades ou fluidos de baixa viscosidade. Eles estão disponíveis em diversas configurações, como vedações simples, vedações duplas e vedações tandem, para atender a diferentes requisitos de aplicação.

Vantagens do selo mecânico balanceado

1. Menor geração de calor devido à carga reduzida na face da vedação
2. Maior vida útil da vedação como resultado da diminuição do desgaste
3. Capacidade de lidar com pressões e velocidades de eixo mais altas
4. Melhor desempenho em aplicações exigentes
5. Maior tolerância para desalinhamento e movimento do eixo
6. Melhor controle de vazamento e conformidade ambiental

Desvantagens do selo mecânico balanceado

1. Design mais complexo em comparação com vedações não balanceadas
2. Custo inicial mais alto devido a componentes adicionais e fabricação de precisão
3. Maior sensibilidade a mudanças nas condições operacionais
4. Potencial de vazamento se não for mantido ou instalado adequadamente
5. Exigência de fluidos de barreira mais limpos e de maior qualidade

O que é selo mecânico desequilibrado

Uma vedação mecânica desequilibrada é um tipo de projeto de vedação em que as forças hidráulicas que atuam nas faces da vedação não são equilibradas, resultando em maior carga facial em comparação com vedações balanceadas. Numa vedação desequilibrada, a pressão de vedação total atua na parte traseira da face da vedação, gerando uma força de fechamento que não é compensada por uma força de abertura.

As vedações não balanceadas são comumente usadas em aplicações com requisitos de pressão e velocidade mais baixos, como bombas de água, sistemas HVAC e alguns equipamentos de processamento químico. Eles estão disponíveis em diversas configurações, incluindo vedações simples, vedações de cartucho e vedações de fole.

Vantagens do selo mecânico desequilibrado

1. Design mais simples com menos componentes
2. Menor custo inicial em comparação com vedações balanceadas
3. Instalação e manutenção mais fáceis
4. Adequado para aplicações de baixa pressão e serviços não críticos
5. Menos sensível a mudanças nas condições operacionais

Desvantagens do selo mecânico desequilibrado

1. Capacidade limitada de lidar com pressão devido à alta carga na face da vedação
2. Maior geração de calor e desgaste, levando a uma vida útil mais curta da vedação
3. Baixo desempenho em aplicações de alta velocidade e alta temperatura
4. Maiores taxas de vazamento em comparação com vedações balanceadas
5. Incapacidade de lidar com desalinhamento ou movimento significativo do eixo

Quando usar selo mecânico balanceado

1. Aplicações de alta pressão superiores a 150 psi (10 bar)
2. Aplicações de alta temperatura acima de 400°F (200°C)
3. Manuseio de fluidos viscosos, corrosivos ou abrasivos
4. Processos que exigem vazamento mínimo e controles ambientais rigorosos
5. Aplicações com desalinhamento ou movimento significativo do eixo
6. Equipamentos rotativos de alta velocidade, como compressores centrífugos e turbinas

Quando usar selo mecânico desequilibrado

1. Aplicações de baixa pressão abaixo de 150 psi (10 bar)
2. Aplicações de temperatura moderada abaixo de 200°C (400°F)
3. Manuseio de fluidos não críticos, limpos ou lubrificantes
4. Processos com vazamentos e requisitos ambientais menos rigorosos
5. Aplicações com desalinhamento ou movimento mínimo do eixo
6. Bombas, misturadores e agitadores de uso geral

Diferença entre selo mecânico balanceado e não balanceado

Fator	Selo Mecânico Balanceado	Selo mecânico desequilibrado
Geração de Calor	Mais baixo	Mais alto
Taxa de equilíbrio do selo	Menos de 1,0	Igual a 1,0
Vida útil do selo mecânico	Mais longo	Mais curta
Pressão da caixa de empanque	Mais baixo	Mais alto
Vibração e desalinhamento	Melhor tolerância	Tolerância limitada
Manuseio de Líquidos	Maior variedade de fluidos	Limitado a fluidos limpos e lubrificantes
Carregamento da face de vedação	Mais baixo	Mais alto