O que acontece quando os selos mecânicos falham em bombas centrífugas

Os selos mecânicos são componentes críticos em bombas centrífugas que evitam vazamento do fluido bombeado. Quando essas vedações falham, isso pode levar a uma série de problemas que afetam o desempenho, a confiabilidade e a longevidade da bomba. Este artigo examinará detalhadamente as diversas consequências que podem ocorrer devido à falha dos selos mecânicos em bombas centrífugas.

Vazamento de fluido bombeado

O vazamento é o problema mais comum associado à falha do selo mecânico, sendo responsável por mais de 40% de todas as falhas do selo.

A principal função de um selo mecânico é evitar vazamento do fluido bombeado da carcaça da bomba. Quando uma vedação falha, ela permite que o fluido bombeado escape, levando à redução da eficiência do bombeamento e a possíveis riscos à segurança. Dependendo da natureza do fluido bombeado, o vazamento também pode causar danos ambientais ou violar regulamentações.

Erosão do impulsor

O vazamento de fluido de um selo mecânico com defeito pode causar erosão das palhetas do impulsor. À medida que o fluido escapa através da vedação danificada, muitas vezes contém partículas abrasivas que desgastam o material do impulsor com o tempo. Esta erosão reduz a eficiência hidráulica do impulsor, levando à diminuição do desempenho da bomba.

A erosão do impulsor é particularmente problemática ao bombear lamas ou líquidos com sólidos em suspensão. Estudos descobriram que mesmo um pequeno aumento na folga entre o impulsor e a carcaça devido à erosão pode reduzir a eficiência da bomba em 2-5%. Em casos graves, a erosão do impulsor pode levar à falha completa do impulsor, exigindo uma substituição dispendiosa.

Desgaste da luva/eixo

Além de impactar o impulsor, o vazamento de fluido de uma vedação com falha também pode causar desgaste no eixo ou na luva da bomba. À medida que o fluido escapa, ele pode carregar detritos e contaminantes que atuam como abrasivos, desgastando gradualmente a superfície do eixo ou da luva. Este desgaste pode criar ranhuras, arranhões ou outras irregularidades que danificam as superfícies de vedação.

Arranhões, amassados, arranhões no eixo

Além do desgaste gradual, a falha da vedação também pode resultar em danos mais graves ao eixo da bomba, como arranhões, amassados ou arranhões profundos. Isso normalmente ocorre quando as faces da vedação ficam desalinhadas ou danificadas, permitindo que partículas duras fiquem presas entre as faces da vedação e o eixo.

À medida que o eixo gira, essas partículas presas podem criar arranhões profundos ou marcas de arranhões na superfície do eixo. Amassados também podem se formar se detritos maiores impactarem o eixo com força suficiente. Este tipo de dano pode levar rapidamente à falha da vedação, pois os arranhões e amassados proporcionam caminhos de vazamento para o fluido bombeado.

Corrosão do eixo de vedação

A falha do selo mecânico pode expor o eixo da bomba a fluidos corrosivos, levando à corrosão acelerada e à degradação do material do eixo. Muitos fluidos bombeados contêm produtos químicos que podem reagir com a metalurgia do eixo, enfraquecendo-o com o tempo.

A corrosão é particularmente prejudicial porque pode estender-se além da área de vedação imediata, afetando uma porção maior do eixo. Este dano generalizado pode complicar o reparo do eixo e exigir a substituição completa. A corrosão também pode aumentar a rugosidade da superfície do eixo, impedindo que o selo mecânico obtenha uma vedação hermética, mesmo que o dano visível seja removido por usinagem.

Piscando ou Gravura

Para fluidos com pontos de ebulição baixos, o vazamento do selo mecânico pode fazer com que o fluido vaporize rapidamente, pois sofre uma queda de pressão após escapar da bomba. Esta rápida vaporização, conhecida como flashing ou corrosão, pode desgastar as faces da vedação e aquecer os componentes da vedação, levando à falha prematura. O flashing também pode criar altas temperaturas localizadas que causam distorção térmica das faces da vedação, resultando em mais vazamentos.

Preocupação

O atrito ocorre quando há movimento relativo entre os componentes do selo mecânico, muitas vezes devido à instalação inadequada, lubrificação deficiente ou distorção das faces do selo. Este movimento relativo causa deslizamento de pequena amplitude e atrito entre as superfícies, levando ao desgaste e à fadiga.

A fricção pode criar áreas enfraquecidas nas faces da vedação que são propensas a rachaduras e quebras. Também pode gerar pequenas partículas que contaminam as superfícies de vedação, aumentando a abrasão e vazamentos.

Vibração e ruído excessivos

Uma vedação mecânica com defeito pode gerar vibração e ruído excessivos, muitas vezes indicando problemas subjacentes mais graves. À medida que as faces da vedação se desgastam ou são danificadas, elas podem perder sua superfície lisa e plana, criando um desequilíbrio que faz o eixo vibrar. O vazamento de fluido também pode causar cavitação, onde a rápida formação e colapso de bolhas de vapor geram vibração e ruído.

Desligamento e tempo de inatividade da bomba

Em última análise, a falha do selo mecânico pode levar ao desligamento completo da bomba e a paralisações não planejadas. Quando uma vedação falha catastroficamente, pode causar danos secundários a outros componentes da bomba, exigindo reparos extensivos. Em alguns casos, o custo de reparação de uma bomba gravemente danificada pode exceder o custo de substituição.