Componentes de um Selo Mecânico Duplo

Selos mecânicos duplos são amplamente usados em equipamentos rotativos como bombas e compressores para evitar vazamento de fluidos. Embora simples em conceito, eles são compostos de vários elementos críticos que trabalham juntos como um sistema.

Este artigo explorará os principais componentes de um selo mecânico duplo típico, incluindo os arranjos de selo, faces, glândula, luva, sistema de descarga, fluido de barreira, elastômeros e hardware. Ao entender a função e as considerações de design para cada parte, os leitores obterão uma apreciação mais profunda dessas soluções de vedação intrincadas.

Arranjos de vedação

Dobro selos mecânicos pode ser configurado em três arranjos principais: costas com costas, frente a frente e tandem.

De volta para trás

Em um arranjo back-to-back, os dois selos são montados com suas faces rotativas orientadas para longe uma da outra. O fluido de barreira ou buffer é introduzido entre os selos, com a pressão mantida mais alta do que a pressão do fluido do processo. Este arranjo é ideal para aplicações de alta pressão e impede que o fluido do processo entre no sistema de fluido de barreira/buffer.

Cara a cara

Os arranjos face a face têm as faces rotativas dos dois selos orientadas uma para a outra. O fluido de barreira ou buffer é mantido a uma pressão mais baixa do que o fluido do processo. Esta configuração é adequada para aplicações de baixa pressão e permite fácil monitoramento do sistema de fluido de barreira/buffer para vazamento.

Tandem

Os arranjos de vedação tandem apresentam duas vedações montadas com suas faces giratórias na mesma direção. O fluido de barreira ou buffer é introduzido entre as vedações, com a pressão normalmente mantida em um nível mais baixo do que a pressão do fluido do processo. As vedações tandem fornecem uma camada adicional de proteção contra vazamentos e são frequentemente usadas em aplicações ambientalmente sensíveis ou perigosas.

Componentes de um Selo Mecânico Duplo

Selar faces

As faces de vedação são os principais elementos de vedação em um selo mecânico duplo. Eles consistem em duas partes: o selo primário e o selo secundário.

Selo Primário

O selo primário, também conhecido como selo interno, é a primeira linha de defesa contra vazamentos. Ele é tipicamente feito de um material duro e resistente ao desgaste, como carboneto de silício, carboneto de tungstênio ou cerâmica. As faces do selo primário são precisamente sobrepostas para criar uma superfície lisa e plana que permite que elas se encaixem com vazamento mínimo.

As faces de vedação primárias são mantidas no lugar por uma combinação de pressão de mola e força hidráulica do fluido selado. Conforme a pressão do fluido selado aumenta, a força hidráulica nas faces de vedação aumenta, fazendo com que elas fechem mais firmemente e evitem vazamentos.

Selo Secundário

O selo secundário, também conhecido como selo externo, é o elemento de selagem de backup em um selo mecânico duplo. Ele é tipicamente feito dos mesmos materiais que o selo primário e serve como um ponto de selagem redundante no caso de o selo primário falhar.

As faces do selo secundário não estão em contato direto com o fluido selado e, portanto, não estão sujeitas ao mesmo desgaste que as faces do selo primário. No entanto, elas ainda estão expostas ao ambiente e devem ser resistentes à corrosão, flutuações de temperatura e outros fatores ambientais.

Glândula de vedação

A glândula de vedação é o alojamento que contém os componentes do selo mecânico. Ela é tipicamente feita de um material resistente à corrosão, como aço inoxidável ou Hastelloy, e é projetada para suportar a pressão e a temperatura do fluido selado.

A glândula de vedação fornece uma superfície de montagem para as faces de vedação, bem como portas para a introdução de fluidos de descarga e fluidos de barreira/tampão. Ela também inclui uma porta de drenagem para permitir que qualquer vazamento que possa ocorrer seja removido com segurança do sistema.

Manga do eixo

A luva do eixo é um componente cilíndrico que se encaixa sobre o eixo do equipamento rotativo e fornece uma superfície de montagem para a glândula de vedação. Ela é tipicamente feita de um material duro e resistente ao desgaste, como aço inoxidável ou carboneto de tungstênio, e é projetada para proteger o eixo de danos causados pelo selo mecânico.

A luva do eixo também desempenha um papel crítico na manutenção do alinhamento adequado das faces do selo. Qualquer desalinhamento ou desvio no eixo pode fazer com que as faces do selo fiquem desalinhadas, levando a um aumento de vazamento e falha prematura do selo.

Sistema de descarga

O sistema de descarga é um componente crítico de um selo mecânico duplo que ajuda a resfriar e lubrificar as faces do selo, bem como evitar o acúmulo de contaminantes que podem causar a falha do selo. O sistema de descarga consiste em duas partes: a descarga do selo primário e a descarga do selo secundário.

Selo primário (interno)

A descarga do selo primário é usada para resfriar e lubrificar as faces do selo primário. Normalmente, é um fluido limpo e compatível que é introduzido na glândula de vedação por meio de uma porta na glândula de vedação. O fluido de descarga flui pelas faces do selo primário, removendo calor e contaminantes antes de sair pela porta de drenagem.

Selo secundário (externo)

A descarga do selo secundário é usada para resfriar e lubrificar as faces do selo secundário. Normalmente é o mesmo fluido que a descarga do selo primário e é introduzido na glândula de vedação por meio de uma porta separada. A descarga do selo secundário flui pelas faces do selo secundário antes de sair pela porta de drenagem.

Sistema de Fluido de Barreira/Tampão

O sistema de fluido de barreira/tampão é um componente adicional que pode ser usado em selos mecânicos duplos para fornecer uma camada extra de proteção contra vazamentos. O fluido de barreira/tampão é um fluido limpo e compatível que é mantido a uma pressão mais alta do que o fluido selado, criando um diferencial de pressão positivo nas faces do selo.

O sistema de fluido de barreira/tampão consiste em um reservatório, uma válvula de controle de pressão e uma bomba de circulação. O reservatório mantém um suprimento do fluido de barreira/tampão, enquanto a válvula de controle de pressão mantém o fluido em uma pressão constante. A bomba de circulação circula o fluido através da glândula de vedação, fornecendo um fluxo contínuo de fluido limpo e frio através das faces da vedação.

Elastômeros de vedação

Elastômeros de vedação são um componente essencial de vedações mecânicas duplas que fornecem vedação estática entre os vários componentes de vedação. Eles são tipicamente feitos de um material flexível e resiliente, como fluoroelastômero (FKM), perfluoroelastômero (FFKM) ou monômero de etileno propileno dieno (EPDM) e são projetados para suportar os requisitos de pressão, temperatura e compatibilidade química da aplicação.

Elastômeros de vedação são usados em vários locais dentro do selo mecânico, incluindo:

• Anéis de vedação entre as faces de vedação e a glândula de vedação
• Juntas entre a glândula de vedação e a caixa do equipamento
• Foles ou diafragmas que proporcionam movimento axial das faces do selo

Ferragens de vedação

Hardware de vedação refere-se aos vários componentes mecânicos que mantêm as faces de vedação e outros componentes no lugar dentro da glândula de vedação. Esses componentes são tipicamente feitos de um material resistente à corrosão, como aço inoxidável ou Hastelloy, e são projetados para suportar a pressão e a temperatura do fluido selado.

Alguns exemplos comuns de hardware de vedação incluem:

• Molas que fornecem a força de fechamento necessária nas faces de vedação
• Colares de transmissão que transmitem torque do eixo para as faces do selo
• Anéis de retenção que mantêm os componentes da vedação no lugar dentro da glândula de vedação