O que é selo mecânico API

Os selos mecânicos API são um componente crítico em equipamentos rotativos, garantindo operação confiável e segura em aplicações industriais exigentes. Aderindo ao padrão API 682, esses selos vêm em vários tipos e arranjos para atender a requisitos específicos de maquinário.

Este artigo explora as complexidades dos selos mecânicos API, aprofundando-se no padrão API 682, tipos e arranjos de selos, sistemas de suporte, planos de tubulação, critérios de seleção e os benefícios que eles oferecem. Ao entender esses aspectos, os profissionais da indústria de máquinas podem tomar decisões informadas ao selecionar e implementar selos mecânicos API em seus equipamentos.

O que é o padrão API 682

O Padrão API 682 é um padrão globalmente reconhecido desenvolvido pelo American Petroleum Institute (API) que estabelece requisitos e fornece diretrizes para a seleção, projeto, especificação e operação de sistemas de vedação usados em bombas centrífugas e rotativas nas indústrias de petróleo, gás natural e química. Este padrão abrangente abrange vários aspectos de selos mecânicos, incluindo tipos de selos, configurações, materiais, sistemas de suporte e planos de tubulação auxiliar.

O objetivo principal da API 682 é facilitar a padronização de selos mecânicos e equipamentos associados, garantindo confiabilidade, segurança e intercambialidade em várias aplicações. Ao aderir a esse padrão, fabricantes, fornecedores e usuários finais podem se beneficiar de melhor desempenho do selo, tempo de inatividade reduzido e menores custos de manutenção.

A API 682 passou por diversas revisões desde sua publicação inicial em 1994, sendo a última edição a 4ª edição, lançada em 2014. Cada revisão incorpora atualizações e melhorias com base no feedback do setor, avanços tecnológicos e experiência operacional.

Tipos e arranjos de selos mecânicos API

Tipos de vedação

A API 682 define três tipos principais de selos mecânicos:

1. Tipo A: Selos de pressão

• Projetado para aplicações de uso geral
• Consiste em um anel primário rotativo e um anel de acoplamento estacionário
• Utiliza molas ou foles para manter o contato de vedação

1. Tipo B: Selos de fole metálico

• Empregue um fole de metal para fornecer movimento axial e manter o contato de vedação
• Adequado para aplicações de alta temperatura e alta pressão
• Oferece maior controle de vazamento e estabilidade em comparação com vedações de pressão

1. Tipo C: Selos sem pressão

• Abrange uma variedade de designs, como vedações de fole elastomérico e vedações de alta pressão
• Fornecer recursos específicos para requisitos de aplicativos exclusivos

Arranjos de vedação

A API 682 define três arranjos de vedação primários:

1. Arranjo 1: Selo Único

• Consiste em um único conjunto de vedação
• Adequado para fluidos não perigosos, não voláteis ou não tóxicos
• Requer uma descarga de vedação para manter as superfícies de vedação limpas e frias

1. Arranjo 2: Selos duplos não pressurizados

• Emprega dois conjuntos de vedação com um fluido tampão entre eles
• O fluido tampão mantém uma pressão mais alta do que o fluido selado, evitando vazamentos para a atmosfera
• Oferece maior segurança e confiabilidade em comparação com vedações simples

1. Arranjo 3: Selos pressurizados duplos

• Semelhante ao Arranjo 2, mas com um fluido de barreira pressurizado entre os conjuntos de vedação
• A pressão do fluido de barreira é mantida em um nível mais alto do que a pressão do fluido selado
• Oferece o mais alto nível de segurança e controle de emissões, adequado para aplicações perigosas ou ambientalmente sensíveis

Sistemas de suporte de vedação

Os sistemas de suporte de vedação são projetados para fornecer as condições ambientais necessárias para que as vedações mecânicas funcionem corretamente. Esses sistemas mantêm a pressão, a temperatura e o fluido lubrificante necessários para as faces da vedação. Os sistemas de suporte de vedação mais comuns incluem:

1. Plano de API 11: Usado para vedações simples, este plano incorpora um reservatório de fluido de vedação e fornece uma pressão mais alta que o fluido do processo para manter um fluxo positivo na câmara de vedação.
2. Plano API 21: Este plano é usado para vedações duplas e inclui um reservatório de fluido de vedação pressurizado por uma fonte externa, como gás nitrogênio, para manter uma pressão constante nas faces da vedação.
3. Plano API 53: Projetado para vedações duplas, este plano apresenta um sistema de circulação de fluido de barreira com um trocador de calor e controle de pressão para manter condições ideais para as faces da vedação.

Planos de tubulação

Os planos de tubulação API são arranjos padronizados de tubulação, instrumentação e equipamento usados para dar suporte a selos mecânicos. Esses planos garantem que o selo seja fornecido com o ambiente de fluido adequado para uma operação confiável. Alguns planos de tubulação comuns incluem:

1. Plano API 01: Um plano básico que ventila a câmara de vedação para um local seguro, normalmente usado para fluidos não perigosos.
2. Plano API 02: Este plano usa uma bucha de aceleração para controlar o fluxo do fluido do processo para a câmara de vedação, fornecendo resfriamento e lubrificação às faces da vedação.
3. Plano API 23: Projetado para vedações duplas, este plano circula um fluido de barreira entre as vedações interna e externa usando um anel de bombeamento, fornecendo resfriamento e lubrificação às faces da vedação.

Critérios de seleção

Ao selecionar uma API selo mecânico para uma aplicação específica, vários fatores devem ser considerados para garantir desempenho e confiabilidade ideais:

Propriedades do Fluido de Processo

As propriedades do fluido do processo, como sua composição química, temperatura, pressão e viscosidade, devem ser avaliadas para determinar os materiais e o projeto de vedação mais adequados.

Condições de funcionamento

As condições operacionais do equipamento, incluindo velocidade, carga e fatores ambientais, devem ser levadas em consideração ao selecionar um selo mecânico para garantir que ele possa suportar as demandas da aplicação.

Arranjo de Selo

O arranjo de vedação (simples, duplo ou tandem) deve ser escolhido com base no nível de redundância e segurança necessários para a aplicação específica.

Compatibilidade de materiais

Os materiais usados no selo mecânico devem ser compatíveis com o fluido do processo e com o ambiente ao redor para evitar corrosão, degradação ou falha prematura.

Benefícios do uso de selos mecânicos API

Os selos mecânicos API oferecem diversas vantagens em relação a outros métodos de vedação, tornando-os a escolha preferida para muitos setores:

Confiabilidade aprimorada

Os selos mecânicos API são projetados e fabricados de acordo com rigorosos padrões de qualidade, garantindo desempenho consistente e vida útil mais longa em comparação com selos não API.

Segurança aprimorada

Ao aderir aos padrões API, os selos mecânicos minimizam o risco de vazamentos e falhas, reduzindo o potencial de situações perigosas e contaminação ambiental.

Eficiência aumentada

Os selos mecânicos API são projetados para minimizar o atrito e o desgaste, resultando em menor consumo de energia e melhor eficiência geral do sistema.

Design Padronizado

O design padronizado dos selos mecânicos API permite manutenção, reparo e substituição mais fáceis, reduzindo o tempo de inatividade e os custos associados.