O que são selos mecânicos de fole metálico

O que são selos mecânicos de fole metálico

Selos mecânicos de fole metálico são dispositivos de vedação especializados projetados para evitar vazamento de fluidos ou gases em equipamentos rotativos, como bombas, compressores e misturadores. Esses selos consistem em um fole metálico, normalmente feito de aço inoxidável de alta qualidade, preso a uma face estacionária e outra rotativa. O fole metálico fornece uma vedação flexível e responsiva à pressão que pode acomodar desalinhamento axial e angular, mantendo uma interface de vedação estável.

Os componentes primários de um selo mecânico de fole metálico incluem o fole metálico, a face estacionária (geralmente feita de um material duro como carboneto de silício ou carboneto de tungstênio), a face rotativa (geralmente feita de carbono ou material similar) e os elementos de vedação secundários, como anéis de vedação ou juntas. O fole metálico atua como uma mola, fornecendo a força de fechamento necessária para manter as faces de vedação em contato e manter uma vedação estanque.

Como funcionam os selos mecânicos de fole metálico

Selos mecânicos de fole metálico operam com o princípio de manter uma fina película de fluido entre as faces estacionária e rotativa. O fole metálico, que é soldado à face estacionária, flexiona para acomodar o movimento axial e angular, mantendo uma força de fechamento constante nas faces de vedação. Essa força de fechamento é gerada pela pressão do fluido selado atuando na área efetiva do fole e pela força da mola do próprio fole.

À medida que o equipamento rotativo opera, a face rotativa se move com o eixo enquanto a face estacionária permanece fixa. O filme fluido entre as faces lubrifica e resfria a interface de vedação, minimizando o desgaste e evitando o contato direto entre as faces. O fole de metal se ajusta continuamente para manter o contato ideal da face de vedação, mesmo sob condições operacionais variáveis, como mudanças na pressão, temperatura ou posição do eixo.

Projeto de Selos Mecânicos de Fole Metálico

1. Material de fole: O fole metálico é normalmente feito de aço inoxidável de alta qualidade, como 316L ou Hastelloy C, para fornecer excelente resistência à corrosão, flexibilidade e durabilidade.
2. Materiais de vedação da face: As faces estacionárias e rotativas são selecionadas com base em sua compatibilidade com o fluido selado e sua capacidade de suportar as condições operacionais. Combinações comuns de materiais de face incluem carboneto de silício contra carbono, carboneto de tungstênio contra carbono e carboneto de silício contra carboneto de silício.
3. Configuração do fole: O número de convoluções, a espessura da parede e o comprimento total do fole metálico são projetados para fornecer a força de mola e a flexibilidade necessárias para a aplicação específica.
4. Elementos de vedação secundários: O-rings, juntas e outros elementos de vedação secundários são selecionados com base em sua compatibilidade com o fluido selado e sua capacidade de fornecer vedação estática confiável entre os componentes do selo mecânico e o equipamento.

Vantagens dos selos mecânicos de fole metálico

• Excelente desempenho de vedação: O design sensível à pressão do fole metálico garante que as faces de vedação mantenham contato ideal, resultando em uma vedação altamente eficiente e estanque.
• Durabilidade e confiabilidade: A construção totalmente metálica do fole proporciona durabilidade e resistência superiores à fadiga, corrosão e altas temperaturas em comparação com foles elastoméricos ou outros arranjos de vedação.
• Baixa manutenção: As vedações mecânicas de fole metálico exigem manutenção mínima devido ao seu design robusto e à ausência de componentes propensos ao desgaste, como molas ou anéis de vedação dinâmicos.
• Design compacto: Os foles integrados e as faces de vedação permitem um design compacto e com economia de espaço, que pode ser facilmente instalado em uma variedade de configurações de equipamentos.
• Ampla gama de aplicações: Selos mecânicos de fole metálico podem ser usados em uma ampla variedade de indústrias e aplicações, incluindo ambientes de alta pressão, alta temperatura e quimicamente agressivos.

Para que são usados os selos mecânicos de fole metálico

• Bombas:Vedações de fole de metal são comumente usadas em bombas centrífugas, bombas de deslocamento positivo e bombas criogênicas para evitar vazamento de líquidos ou gases.
• Compressores:Em aplicações de compressores, vedações de fole de metal são usadas para vedar gases de alta pressão e evitar contaminação do meio comprimido.
• Misturadores e agitadores:Vedações de fole de metal são empregadas em equipamentos de mistura e agitação para conter fluidos de processo e evitar vazamentos no eixo.
• Refinarias e plantas petroquímicas:Na indústria de petróleo e gás, vedações de fole de metal são usadas em bombas, compressores e outros equipamentos rotativos para lidar com hidrocarbonetos, solventes e outros fluidos agressivos.
• Processamento químico:Os foles de vedação de metal são utilizados em plantas de fabricação de produtos químicos para vedar bombas e outros equipamentos que manipulam produtos químicos corrosivos ou tóxicos.
• Geração de energia:Em usinas de energia, vedações de fole de metal são usadas em bombas de alimentação de caldeiras, bombas de circulação de água e outros equipamentos essenciais para garantir uma operação confiável e evitar vazamentos.
• Processamento farmacêutico e alimentar:Os foles de vedação metálicos são empregados em aplicações higiênicas e assépticas para manter a pureza do produto e evitar contaminação.

Fatores a considerar ao escolher selos mecânicos de fole metálico

Forma de prato

O formato das placas de metal usadas no fole pode impactar significativamente a flexibilidade e a durabilidade do selo. Placas planas oferecem simplicidade, mas podem ser mais propensas à fadiga, enquanto placas moldadas podem fornecer flexibilidade e distribuição de estresse aprimoradas.

Ângulo

O ângulo em que as placas de metal são soldadas afeta a capacidade do fole de comprimir e expandir. Um ângulo maior permite maior compressão, mas pode reduzir a estabilidade da vedação. Por outro lado, um ângulo menor fornece maior estabilidade, mas limita a faixa de compressão.

Integridade da Solda

A má qualidade da solda pode levar a vazamentos, corrosão e falha prematura. Certifique-se de que os selos mecânicos de fole de metal que você escolher tenham soldas consistentes e de alta qualidade que possam suportar as demandas da sua aplicação.

Espessura da chapa (chapas finas)

Placas finas de metal oferecem a vantagem de maior flexibilidade, permitindo que o fole se comprima e se expanda mais facilmente. No entanto, placas mais finas podem ser mais suscetíveis a danos e desgaste.

Controlando Vibrações

As vibrações podem causar estresse significativo em selos mecânicos de fole de metal, levando à fadiga e à falha. Implementar medidas de controle de vibração, como usar materiais de amortecimento ou projetar o selo com recursos resistentes à vibração, pode ajudar a prolongar a vida útil do selo e manter seu desempenho em ambientes de alta vibração.

Fole de dupla camada

Para aplicações que exigem maior resistência e durabilidade, foles de camada dupla podem ser uma excelente escolha. Esses foles apresentam duas camadas de placas de metal, proporcionando maior resistência a flutuações de pressão e temperatura. Os foles de camada dupla são particularmente adequados para aplicações de alta pressão ou alta temperatura, onde foles de camada única podem não ser suficientes.

Equilíbrio de pressão e vedação

Alcançar o equilíbrio adequado entre pressão e desempenho de vedação é crítico para o sucesso de vedações mecânicas de fole metálico. A pressurização excessiva pode fazer com que o fole se deforme ou falhe, enquanto a pressurização insuficiente pode resultar em vazamentos.