Guia de seleção de material de selo mecânico

Cerâmica

A cerâmica, particularmente o óxido de alumina (Al2O3), é uma escolha popular para materiais de face de vedação devido à sua excelente resistência química, resistência ao desgaste e alta condutividade térmica. É adequado para uma ampla gama de aplicações limpas e pode suportar temperaturas extremas de até 982°C (1.800°F). Contudo, a cerâmica é frágil e suscetível a choques térmicos, tornando-a menos adequada para aplicações com mudanças rápidas de temperatura ou impactos mecânicos.

Carbono

O carbono é um material versátil para face de vedação, conhecido por suas propriedades autolubrificantes e compatibilidade com uma ampla variedade de fluidos de processo. Oferece boa resistência química à maioria dos hidrocarbonetos aromáticos, solventes e ácidos. Os graus de carbono, como o carbono impregnado de resina, possuem maior resistência mecânica e resistência ao desgaste. No entanto, o carbono tem resistência à abrasão limitada e não é recomendado para uso com fluidos de processo altamente abrasivos ou condições de pressão extrema.

Carboneto de Silício

O carboneto de silício (SiC) é um material de face de vedação ideal para ambientes agressivos devido à sua excepcional dureza, resistência ao desgaste e inércia química. Ele fornece excelente condutividade térmica e estabilidade dimensional, tornando-o adequado para aplicações em altas temperaturas de até 538°C (1.000°F). O carboneto de silício é frequentemente combinado com ele mesmo ou com outros materiais de face dura, como o carboneto de tungstênio, para desempenho ideal em aplicações exigentes.

Carboneto de tungstênio

O carboneto de tungstênio é um material duro e denso com excelente resistência ao desgaste e compatibilidade química. É comumente usado em vedações mecânicas para aplicações abrasivas e de alta pressão. O carboneto de tungstênio pode ser combinado consigo mesmo ou com outros materiais de face dura para maior durabilidade e desempenho. No entanto, possui um coeficiente de expansão térmica relativamente alto, o que pode levar à distorção térmica em condições extremas de temperatura.

Ni-Resistir

Ni-Resist é uma liga de níquel-cromo conhecida por sua excelente resistência à corrosão e moderada resistência ao desgaste. É adequado para vedar produtos químicos agressivos e fluidos viscosos em aplicações de baixa pressão. Ni-Resist tem boa condutividade térmica e pode suportar temperaturas de até 538°C (1.000°F). No entanto, tem resistência à abrasão limitada e pode não ser adequado para fluidos de processo altamente abrasivos.

GFPTFE

O PTFE preenchido com vidro (GFPTFE) é um material de face de vedação não metálico e autolubrificante com excelente resistência química a uma ampla gama de produtos químicos, incluindo ácidos, álcalis e solventes. Possui baixo coeficiente de atrito e boa resistência ao desgaste, tornando-o adequado para aplicações de baixa pressão e fluidos limpos. O GFPTFE pode operar em temperaturas que variam de -400°F a 500°F (-240°C a 260°C), mas tem resistência mecânica limitada em comparação com materiais metálicos.

Diferença entre materiais de face de vedação

Material	Resistência química	Resistência ao desgaste	Faixa de temperatura	Condutividade térmica	Força mecânica	Resistência à abrasão	Aplicações adequadas
Cerâmica (Al2O3)	Excelente	Excelente	Até 1.800°F (982°C)	Alto	Frágil, suscetível a choque térmico	Excelente	Aplicações limpas, altas temperaturas
Carbono	Boa resistência a hidrocarbonetos, solventes e ácidos	Moderado	Varia de acordo com a série	Moderado	Limitado, melhorado com impregnação de resina	Limitado	Ampla gama de fluidos de processo, evite fluidos abrasivos ou pressão extrema
Carboneto de Silício (SiC)	Excepcional	Excelente	Até 1.000°F (538°C)	Excelente	Alto	Excelente	Ambientes agressivos, aplicações exigentes
Carboneto de tungstênio	Excelente	Excelente	Varia de acordo com a série	Moderado	Alto	Excelente	Aplicações abrasivas e de alta pressão
Ni-Resistir	Excelente resistência à corrosão, resistência moderada ao desgaste	Moderado	Até 1.000°F (538°C)	Bom	Moderado	Limitado	Produtos químicos agressivos, fluidos viscosos, aplicações de baixa pressão
GFPTFE	Excelente resistência a ácidos, álcalis e solventes	Bom	-400°F a 500°F (-240°C a 260°C)	Baixo	Limitado	Moderado	Aplicações de baixa pressão, fluidos limpos

Materiais Elastômeros

Buna (Nitrila)

Buna, também conhecida como borracha nitrílica, é um copolímero de borracha sintética que oferece boa resistência a óleos, combustíveis e fluidos hidráulicos. Possui uma ampla faixa de temperatura operacional de -40°F a 250°F (-40°C a 121°C) e oferece excelentes propriedades mecânicas. Buna é uma opção econômica de elastômero para aplicações de vedação de uso geral.

EPDM

O monômero de etileno propileno dieno (EPDM) é um material elastômero versátil que oferece resistência excepcional ao ozônio, intempéries e envelhecimento. Possui boa resistência química a uma ampla gama de produtos químicos, incluindo ácidos, álcalis e cetonas. O EPDM tem uma ampla faixa de temperatura operacional de -51°C a 149°C (-60°F a 300°F) e é comumente usado em aplicações externas e de alta temperatura.

Viton

Viton, também conhecido como borracha de fluorocarbono, é um elastômero de alto desempenho que oferece excelente resistência química a produtos químicos agressivos, óleos e solventes. Possui uma ampla faixa de temperatura operacional de -20°F a 400°F (-29°C a 204°C) e mantém suas propriedades mecânicas mesmo em temperaturas elevadas. Viton é ideal para aplicações exigentes nas indústrias de processamento químico, petróleo e gás e automotiva.

Diferença entre materiais elastômeros

Material Elastômero	Faixa de temperatura	Resistência química	Resistência à abrasão	Propriedades principais
Buna (Nitrila)	-40°F a 250°F (-40°C a 121°C)	Boa resistência a óleos, combustíveis e fluidos hidráulicos	Moderado	Econômico, baixa resistência ao ozônio e à luz solar
EPDM	-60°F a 300°F (-51°C a 149°C)	Boa resistência a ácidos, álcalis e vapor	Moderado	Excelente resistência ao ozônio, luz solar e envelhecimento climático, resistência limitada a óleos e combustíveis
Viton (fluorocarbono)	-20°F a 400°F (-29°C a 204°C)	Resistência excepcional a uma ampla gama de produtos químicos agressivos, incluindo hidrocarbonetos aromáticos, solventes clorados e ácidos	Excelente	Alto desempenho, caro e flexibilidade limitada em baixas temperaturas

Como selecionar o material correto do selo mecânico

Compatibilidade Química

A face da vedação e os materiais elastômeros devem ser compatíveis com o fluido do processo para evitar corrosão química, inchaço ou degradação. Utilize um verificador de compatibilidade ou consulte o fabricante do material para garantir que os materiais selecionados são adequados para o ambiente químico específico.

Faixa de temperatura

Considere a faixa de temperatura operacional da aplicação e escolha materiais que possam suportar as temperaturas extremas esperadas. Materiais de face de vedação como cerâmica e carboneto de silício podem suportar altas temperaturas, enquanto elastômeros como Viton e EPDM proporcionam excelente desempenho em altas temperaturas.

Condições de pressão

Avalie as condições de pressão da aplicação e selecione materiais que possam suportar a faixa de pressão esperada. Materiais de face de vedação rígida, como carboneto de tungstênio e carboneto de silício, são adequados para aplicações de alta pressão, enquanto elastômeros com boa resistência mecânica, como Buna e Viton, podem suportar pressões moderadas a altas.

Força mecânica

Considere as propriedades mecânicas da face da vedação e dos materiais elastômeros, como dureza, resistência ao desgaste e resistência à abrasão. Escolha materiais que possam suportar as tensões mecânicas e as condições abrasivas da aplicação para garantir um desempenho de vedação a longo prazo.

Perguntas frequentes

Quais são os materiais mais duráveis para aplicações de alta pressão?

Para aplicações de alta pressão, os materiais de face de vedação mais duráveis são o carboneto de tungstênio e o carboneto de silício. Esses materiais oferecem excepcional resistência ao desgaste, dureza e resistência mecânica, tornando-os adequados para ambientes exigentes. Elastômeros com boas propriedades mecânicas, como Viton e Buna, também podem suportar condições de alta pressão.

Existem materiais particularmente resistentes à corrosão química?

Os materiais cerâmicos, como o óxido de alumínio, e as cerâmicas avançadas, como o carboneto de silício, proporcionam excelente resistência química a uma ampla gama de produtos químicos, incluindo ácidos, álcalis e solventes. Os elastômeros de fluorocarbono, como o Viton, também oferecem resistência química excepcional a produtos químicos agressivos e são adequados para aplicações exigentes na indústria de processamento químico.

Posso usar o mesmo material para todas as partes do selo?

Não é recomendado utilizar o mesmo material para todas as peças da vedação, pois diferentes componentes possuem requisitos específicos. As faces de vedação são normalmente feitas de materiais duros como cerâmica, carbonetos ou carbono, enquanto as vedações secundárias (elastômeros) são feitas de materiais mais macios como Buna, EPDM ou Viton.