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May 08, 2024

Tecnologias avançadas de vedação facial reduzem custos e pegada de carbono

A seleção adequada da face do selo mecânico é essencial para eliminar vazamentos em bombas e outros equipamentos rotativos. Os benefícios de escolher a face certa vão muito além de melhorar o tempo médio entre

A seleção adequada da face do selo mecânico é essencial para eliminar vazamentos em bombas e outros equipamentos rotativos. Os benefícios de escolher a face certa vão muito além da melhoria das taxas de tempo médio entre falhas (MTBF).

As faces do selo mecânico vêm em uma variedade de materiais e designs de composição. O material da face deve resistir à abrasão e ao desgaste. O material de face dura mais utilizado é o carboneto de silício, seguido pelo carboneto de tungstênio e pelo óxido de alumínio, para citar alguns. Além disso, o design da face deve complementar o tipo de vedação para a aplicação, incluindo configurações convencionais, pusher, não pusher, desbalanceadas, balanceadas ou de cartucho.

No entanto, existem dois materiais de face de vedação e tecnologias de design testados ao longo do tempo que podem eliminar as suposições do processo de seleção. Estas opções prolongam o MTBF do selo de semanas para, muitas vezes, anos, e reduzem os custos de água, energia e capital, ao mesmo tempo que ajudam as empresas a reduzir as suas pegadas de carbono.

Entre os materiais faciais mais avançados e duráveis ​​está o diamante ultrananocristalino (UNCD), ou tecnologia de face de vedação de diamante. Este tratamento facial – uma fina película de diamante – é desenvolvido a partir de uma película de diamante por meio de deposição química de vapor na face de vedação. O substrato mais utilizado para tratamento de face de diamante é o carboneto de silício sinterizado. Com desenvolvimentos recentes, o filme de diamante também está sendo usado em substratos de carboneto de tungstênio.

Hoje, mais de 60.000 componentes que utilizam tratamentos de face de diamante foram implantados em todo o mundo em diversas aplicações desafiadoras, incluindo pastas abrasivas, meios quimicamente reativos, ambientes de lubrificação deficiente, aplicações intermitentes de funcionamento a seco e meios sensíveis à temperatura.

Não devem ser confundidos com tratamentos faciais microcristalinos que só podem ser usados ​​com outra superfície de diamante, os tratamentos faciais UNCD também podem ser executados contra contra-faces de carboneto de silício ou carboneto de tungstênio e reduzem os custos associados a equipamentos auxiliares.

O UNCD possui uma série de propriedades que o tornam um material de vedação benéfico para muitas aplicações. O baixo coeficiente de atrito permite que a face da vedação sobreviva à baixa lubrificação e às condições intermitentes de funcionamento a seco, reduzindo também a geração de calor e o consumo de energia. Por ser um material excepcionalmente duro, sua resistência à abrasão o torna ideal para aplicações abrasivas com partículas e lamas. A resistência química do UNCD protege as faces da vedação e permite que elas funcionem mesmo em álcalis e ácidos fortes.

Eles também reduzem a pegada de carbono da aplicação, minimizando o desperdício de água e reduzindo a perda de energia. Dependendo das condições, a redução do consumo de energia do motor por si só pode resultar num período de retorno do investimento inferior a 12 meses.

Um exemplo recente que destaca os benefícios de um tratamento facial de diamante ocorreu em uma fábrica de compensados ​​nos Estados Unidos. A temperatura da água quente (315 F a 325 F), juntamente com a geração de calor das faces da vedação, fez com que os O-rings da vedação mecânica falhassem em apenas algumas semanas.

A fábrica queria aumentar a confiabilidade da vedação e, ao mesmo tempo, manter seu plano de limpeza de vedação Plan 11. Poucas semanas depois de adicionar faces tratadas com diamante aos selos de cartucho universais, a instalação obteve um retorno sobre o investimento para a atualização do selo. Manter o plano de descarga 11 existente economizou para a fábrica quase US$ 6.000 em custos de equipamentos, materiais e instalação. Ao eliminar a necessidade de refrigerante, a planta também evitou um aumento de mais de US$ 3.000 e até 2,1 milhões de galões no uso anual de água, sem mencionar a melhoria do MTBF para 14 meses.

Usada há décadas em todo o mundo em muitos setores, a tecnologia de face de vedação de bombeamento a montante (USP) reduz a quantidade de água usada para resfriar e limpar uma vedação. Em comparação com soluções mais tradicionais, isto pode reduzir o consumo de água de 2 a 3 galões por minuto para 3 a 5 galões por dia. A USP combina os benefícios das vedações duplas pressurizadas e não pressurizadas, proporcionando a proteção ambiental de um arranjo de vedação dupla com a segurança inerente de um arranjo de vedação tandem. A elevação ativa empurra o fluido tampão de baixa pressão para o fluido de processo de alta pressão, aproveitando os conceitos de vedação pressurizada e não pressurizada.