Fluidos tampão e barreira

O que é o fluido tampão

O fluido tampão é um líquido usado em sistemas de vedação dupla para fornecer lubrificação e resfriamento à vedação externa. Normalmente é mantido a uma pressão inferior à do fluido do processo e atua como uma barreira de apoio em caso de falha da vedação primária.

Qual é o fluido de barreira

O fluido de barreira é um líquido usado em arranjos de vedação dupla para fornecer uma barreira física entre o fluido do processo e a atmosfera. Ele é mantido a uma pressão superior à do fluido do processo para evitar vazamentos e contaminação.

Características ideais do fluido

• Compatibilidade química com fluidos de processo e materiais de vedação
• Propriedades de lubrificação adequadas para lubrificação da face da vedação
• Viscosidade apropriada para desempenho ideal
• Alto calor específico e condutividade térmica para transferência de calor eficiente
• Baixa volatilidade para minimizar a evaporação e recargas frequentes
• Solubilidade mínima de gás para evitar a formação de bolhas
• Estabilidade a longo prazo e resistência à degradação
• Seguro de usar, manusear e armazenar
• Boas qualidades de fluxo em temperaturas muito baixas
• Não inflamável
• Não forma espuma quando pressurizado

Tipos de fluidos de barreira e tampão

Água

A água é uma escolha comum para fluidos de barreira e tampão em aplicações com temperaturas e pressões modestas. Está prontamente disponível, é econômico e possui excelentes propriedades de transferência de calor. Contudo, a água pode não ser adequada para aplicações com condições operacionais extremas ou onde a contaminação é uma preocupação.

Soluções de Glicol

Soluções de glicol, como etilenoglicol e propilenoglicol, são amplamente utilizadas como fluidos de barreira e tampão. Eles oferecem uma ampla faixa de temperatura operacional, boas propriedades de lubrificação e proteção contra corrosão. O etilenoglicol está sendo substituído pelo propilenoglicol devido à sua menor toxicidade e impacto ambiental.

Álcool

Álcoois, como metanol e etanol, são usados como fluidos de barreira e tampão em serviços de baixa temperatura. Possuem baixa viscosidade e boas propriedades de transferência de calor, tornando-os adequados para aplicações com altas velocidades de eixo e baixas temperaturas.

Querosene ou Combustível Diesel

Os combustíveis querosene e diesel são utilizados como fluidos de barreira e tampão em algumas aplicações devido à sua disponibilidade e baixo custo. No entanto, eles apresentam limitações em termos de viscosidade, propriedades de lubrificação e compatibilidade com determinados materiais de vedação.

Óleos lubrificantes hidráulicos, convencionais para engrenagens e rolamentos à base de petróleo

Os óleos à base de petróleo são uma opção popular para fluidos de barreira e tampão devido à sua disponibilidade, compatibilidade com materiais de vedação e boas propriedades de lubrificação. Eles são adequados para uma ampla faixa de temperaturas e pressões, mas podem não ser ideais para aplicações com condições operacionais extremas.

Óleos sintéticos especificamente formulados para uso em barreira ou tampão

Os óleos sintéticos projetados especificamente para aplicações de fluidos de barreira e tampão oferecem desempenho superior em comparação aos óleos convencionais. Eles têm uma faixa de temperatura operacional mais ampla, melhores propriedades de lubrificação e resistência à degradação. Os óleos sintéticos são a escolha preferida para aplicações críticas e condições operacionais extremas.

Fluidos de transferência de calor

Fluidos de transferência de calor, como fluidos de transferência de calor sintéticos e fluidos de transferência de calor de classe orgânica, são usados como fluidos de barreira e tampão em aplicações com altas temperaturas. Eles possuem excelentes propriedades de transferência de calor, estabilidade térmica e compatibilidade com materiais de vedação.

Faixa de temperatura do fluido tampão e barreira

Aqui está a tabela atualizada com a nova coluna para a faixa de vida útil típica de cada tampão e fluido de barreira:

Tipo de fluido	Faixa de temperatura (°C)	Viscosidade a 40°C (cSt)	Gravidade Específica	Ponto de inflamação (°C)	Vida útil (horas)
Água	0 a 100	1.0	1.0	Nenhum	500 a 2.000
Soluções de glicol (50% em água)	-40 a 120	5,0 a 10,0	1,05 a 1,10	Nenhum	1.000 a 3.000
Álcool (metanol)	-40 a 50	0.6	0.79	11	500 a 1.500
Querosene	-20 a 150	1,0 a 3,0	0,78 a 0,82	38 a 66	1.000 a 2.500
Combustível diesel	-7 a 150	2,0 a 5,0	0,82 a 0,86	52 a 96	1.000 a 2.500
Óleos Hidráulicos à Base de Petróleo	-20 a 150	20 a 100	0,86 a 0,90	150 a 250	2.000 a 4.000
Óleos lubrificantes convencionais para engrenagens e rolamentos	-20 a 150	100 a 1000	0,88 a 0,92	200 a 300	2.000 a 5.000
Óleos Sintéticos (PAO, Ésteres)	-40 a 200	20 a 100	0,82 a 0,86	200 a 300	4.000 a 8.000
Fluidos de transferência de calor (sintéticos)	-50 a 400	10 a 50	0,80 a 0,90	200 a 350	8.000 a 12.000
Fluidos de transferência de calor (orgânicos)	-50 a 350	10 a 50	0,85 a 0,95	200 a 350	4.000 a 8.000

Como manter fluidos tampão e de barreira

Para manter a integridade do fluido, siga os intervalos de manutenção recomendados pelo fabricante para trocas de fluido. A frequência das trocas de fluido depende de fatores como temperatura operacional, níveis de contaminação e tipo específico de fluido usado. Por exemplo, soluções de glicol podem exigir trocas mais frequentes em comparação com óleos sintéticos especificamente formulados para uso como barreira ou tampão.

Além das trocas regulares de fluidos, é importante manter a limpeza do fluido usando sistemas adequados de filtração e condicionamento. A contaminação por fluidos de processo, partículas ou umidade pode degradar o desempenho do fluido tampão ou de barreira e levar à falha prematura da vedação. A inspeção e substituição regulares dos filtros, bem como o uso de respiros dessecantes ou mantas de nitrogênio nos reservatórios, podem ajudar a manter a limpeza do fluido e prevenir a contaminação.

Outras considerações de confiabilidade

• Tubulação Apropriada: A tubulação deve ser compatível com o fluido e projetada para suportar as pressões e temperaturas operacionais.
• Dimensionamento apropriado: Sistemas subdimensionados podem levar a lubrificação e resfriamento insuficientes, enquanto sistemas superdimensionados podem resultar em geração excessiva de calor e degradação de fluidos.
• Seleção de reservatório: O reservatório para o fluido tampão e de barreira deve ser selecionado com base no tipo de fluido, requisitos do sistema e condições operacionais.
• Sistemas de alarme: Devem existir sistemas de alarme para alertar os operadores sobre condições anormais, como níveis baixos de fluidos, altas temperaturas ou pressão excessiva.
• Ventilação: A ventilação adequada do sistema de fluido tampão e de barreira é essencial para evitar o acúmulo de gases e manter a pressão estável do fluido. A ventilação inadequada pode levar à falha da vedação e comprometer a integridade do sistema.

Perguntas frequentes

Elevação máxima de temperatura permitida do fluido tampão e de barreira

Como regra geral, o aumento da temperatura deve ser limitado a 10-15°C acima da temperatura de entrada para a maioria dos fluidos. O aumento excessivo da temperatura pode levar à degradação do fluido e à falha prematura da vedação.

Intervalo recomendado entre mudanças de fluido com base na temperatura

O intervalo recomendado entre as trocas de fluido com base na temperatura varia dependendo do tipo de fluido e da faixa de temperatura operacional. Por exemplo, um fluido à base de óleo mineral operando a 60°C pode ter um intervalo de troca recomendado de 6 meses, enquanto o mesmo fluido operando a 80°C pode exigir trocas a cada 3 meses. Os fluidos sintéticos podem manter suas características de desempenho por períodos mais longos em temperaturas elevadas, ampliando os intervalos de troca.