Qual é a pressão de um selo mecânico

Selos mecânicos são componentes integrais em equipamentos rotativos, prevenindo vazamento de fluidos e mantendo a pressão do sistema. A pressão da câmara de selagem, um fator crítico que influencia o desempenho e a vida útil do selo, é determinada por vários parâmetros de projeto e operacionais.

Este artigo explora o conceito de pressão da câmara de selagem, examinando os fatores que a influenciam e os recursos de projeto usados para gerenciá-la de forma eficaz. Também discutiremos a adequação de diferentes selo mecânico tipos para várias condições de pressão.

O que é pressão da câmara de vedação em selos mecânicos

A pressão da câmara de vedação se refere à pressão do fluido dentro da cavidade que abriga o selo mecânico. Essa pressão desempenha um papel significativo no desempenho e na longevidade do selo, pois afeta fatores como lubrificação, resfriamento e prevenção de entrada de contaminantes.

Em um arranjo típico de selo mecânico, a câmara de selo está localizada entre o invólucro da bomba e a atmosfera. A pressão dentro desta câmara é determinada por vários fatores, incluindo as condições operacionais da bomba, o projeto do selo e o fluido sendo bombeado.

Manter a pressão adequada na câmara de vedação é essencial por vários motivos:

1. Lubrificação adequada: a pressão adequada garante que as faces da vedação sejam supridas com uma fina película de fluido, reduzindo o atrito e o desgaste.
2. Resfriamento: O fluido na câmara de vedação ajuda a dissipar o calor gerado pelas faces da vedação, evitando superaquecimento e falhas prematuras.
3. Exclusão de contaminantes: a pressão positiva dentro da câmara de vedação ajuda a evitar que contaminantes externos entrem e danifiquem as faces da vedação.

Fatores que influenciam a pressão dentro da câmara de vedação

Condições de operação da bomba

As condições operacionais da bomba têm impacto direto na pressão da câmara de vedação. Fatores como a pressão de descarga da bomba, pressão de sucção e velocidade de rotação influenciam a pressão dentro da cavidade de vedação.

Pressões de descarga mais altas geralmente resultam em aumento da pressão na câmara de vedação, enquanto pressões de sucção mais baixas podem levar à redução da pressão ou até mesmo a condições de vácuo dentro da câmara.

Projeto e arranjo de vedação

O design do selo mecânico e seu arranjo dentro da bomba também afetam a pressão da câmara de selo. Vários elementos de design entram em jogo:

1. Razão de equilíbrio: A razão de equilíbrio determina a carga hidráulica nas faces do selo. Selos com razões de equilíbrio mais altas tendem a operar em pressões mais baixas, enquanto razões de equilíbrio mais baixas resultam em pressões mais altas.
2. Cara de foca geometria: A geometria das faces da vedação, como largura da face e acabamento da superfície, influencia a distribuição de pressão dentro da câmara de vedação.
3. Plano de tubulação: O plano de tubulação usado em conjunto com o selo mecânico afeta a pressão na câmara de selagem. Por exemplo, um Plano 11 (recirculação da descarga da bomba para o selo) aumenta a pressão, enquanto um Plano 13 (recirculação da câmara de selagem para a sucção) reduz a pressão.

Propriedades de Fluidos

As propriedades do fluido bombeado também influenciam a pressão dentro da câmara de vedação. Fatores como viscosidade, gravidade específica e pressão de vapor entram em jogo.

Fluidos de viscosidade mais alta podem exigir pressão aumentada na câmara de vedação para manter lubrificação adequada entre as faces da vedação. Fluidos com altas pressões de vapor podem levar à cavitação e pressão reduzida dentro da câmara de vedação.

Tipos de selos mecânicos e adequação de pressão

Características de design para gerenciamento de pressão

Para gerenciar efetivamente a pressão dentro da câmara de vedação, as vedações mecânicas incorporam vários recursos de design. Esses recursos garantem desempenho de vedação ideal e longevidade em diferentes faixas de pressão.

Faces de vedação balanceadas

As faces de vedação balanceadas são projetadas para minimizar o impacto da pressão nas superfícies de vedação. Ao reduzir a área de vedação efetiva exposta à pressão, as vedações balanceadas mantêm uma força de vedação consistente, independentemente das flutuações na pressão da câmara de vedação. Esse recurso de design prolonga a vida útil da vedação e melhora a eficiência da vedação em aplicações de pressão moderada a alta.

Várias molas

Selos mecânicos frequentemente empregam múltiplas molas para fornecer distribuição uniforme da força de vedação. Ao usar uma série de molas menores em vez de uma única mola grande, a força de vedação é aplicada uniformemente ao redor da circunferência das faces do selo. Este arranjo de múltiplas molas garante desempenho de vedação consistente e reduz o risco de deformação ou vazamento induzido por pressão.

Geometria sensível à pressão

Alguns selos mecânicos apresentam geometria sensível à pressão, o que permite que as faces do selo se adaptem a mudanças na pressão da câmara de selo. Conforme a pressão aumenta, a geometria das faces do selo se ajusta automaticamente para manter a folga de vedação ideal. Este mecanismo autoajustável ajuda a evitar desgaste excessivo e mantém a eficácia da vedação em uma ampla faixa de pressão.

Sistemas de Fluidos de Barreira

Selos duplos e selos tandem incorporam sistemas de fluido de barreira para gerenciar a pressão e melhorar o desempenho da vedação. O fluido de barreira, normalmente um líquido ou gás compatível, é mantido em uma pressão mais alta do que o fluido do processo. Esse diferencial de pressão impede que o fluido do processo entre na interface de vedação e fornece lubrificação e resfriamento às faces da vedação. Os sistemas de fluido de barreira isolam efetivamente a vedação mecânica dos efeitos potencialmente prejudiciais dos fluidos de processo de alta pressão.