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Jul 03, 2023

Selos rotativos para aplicações abrasivas e corrosivas

As indústrias de processo dependem de inúmeras bombas para funcionar de forma confiável e manter a produtividade da planta. Para isso, essas bombas devem ser devidamente vedadas para evitar vazamentos e contaminação dos fluidos do processo.

As indústrias de processo dependem de inúmeras bombas para funcionar de forma confiável e manter a produtividade da planta. Para isso, essas bombas devem ser devidamente vedadas para evitar vazamentos e contaminação dos fluidos do processo. Eles também devem ser capazes de lidar com perturbações do sistema, operar sob condições muitas vezes adversas, ser fáceis de instalar e proporcionar um baixo custo de propriedade durante sua vida útil.

Os dois meios mais comuns de vedação de bombas são selos mecânicos e gaxetas de compressão. Infelizmente, nenhuma destas soluções populares é capaz de satisfazer todos estes requisitos. Os selos mecânicos oferecem desempenho adequado, mas estão sujeitos a vazamentos, custos ocultos e falhas instantâneas sem indicação prévia. Além disso, quando falham, não podem ser reparados. Devido a esta vulnerabilidade a falhas súbitas e inesperadas, muitas fábricas armazenam bombas sobressalentes para minimizar a interrupção das suas operações.

As vedações mecânicas são afetadas negativamente por vários fatores, incluindo desvio do eixo, vibração, meios abrasivos e viscosos, cavitação e aprisionamento de ar. Se não for corrigido, qualquer um desses fatores pode causar falha nos selos mecânicos. A excentricidade excessiva do eixo requer realinhamento ou substituição do rolamento, sendo que ambos são caros. As juntas de expansão podem ser instaladas para amortecer a vibração, mas também são caras e exigem muita mão-de-obra.

Selos mecânicos duplos são frequentemente usados ​​para bombas em serviços abrasivos, mas a entrada de meios de processo pode causar falhas. Não devem ser utilizados em aplicações que envolvam meios viscosos, nem são recomendados para serviço em bombas sujeitas a cavitação interna. Excluir o ar e eliminar as bolhas de ar aprisionadas no fluido do processo requer o redirecionamento do meio e da água de lavagem e a purga da caixa de empanque da bomba.

Os selos mecânicos que requerem lavagem não suportam condições secas ou contaminação por partículas que podem danificar suas faces. A maioria dos selos mecânicos são de peça única, portanto, para instalá-los, a bomba deve ser retirada de serviço e desmontada. Além disso, a instalação dessas vedações complexas geralmente requer suporte técnico do fabricante no local.

Antes do advento dos selos mecânicos, o método mais popular de vedação de bombas era a gaxeta por compressão. Ainda é usado, mas, assim como os selos mecânicos, apresenta uma série de desvantagens, principalmente o consumo excessivo de água. Curiosamente, alguns usuários de gaxetas de compressão parecem mais preocupados em desviar os vazamentos do que em estancá-los.

Certos tipos de conjuntos de gaxetas devem ser lavados para evitar superaquecimento e a interface do eixo da gaxeta deve ser lubrificada. O consumo de água usando esses conjuntos pode chegar a sete galões por minuto e a água de descarga deve ser removida do fluido do processo e tratada. Esta remoção e tratamento requerem equipamentos caros e resultam em perda de produtividade. Se for usado fluido de processo em vez de água de lavagem para lubrificação, qualquer perda de fluido geralmente não poderá ser recuperada.

A dinâmica de vedação dos conjuntos de gaxetas envolve compressão e expansão radial, o que cria atrito entre a gaxeta e o eixo da bomba. Pode ser necessário até o dobro do consumo de energia de uma bomba com selo mecânico balanceado para superar o arrasto resultante. Além disso, a expansão radial excessiva pode causar desgaste no eixo, exigindo sua substituição ou instalação de uma nova bucha.

Apesar dessas limitações, os conjuntos de gaxetas de compressão são frequentemente preferíveis aos selos mecânicos. Raramente falham sem exibir sinais de alerta prévios. Eles podem ser ajustados para controlar vazamentos e suportar desvios do eixo, vibração, abrasivos, cavitação e perda de água de descarga melhor do que os selos mecânicos. Além disso, eles são fáceis de instalar e podem ser reembalados com gaxetas padrão, ao contrário dos selos mecânicos que precisam ser fornecidos nas dimensões exatas da bomba.

Um sistema de vedação de eixo rotativo que supera tanto as vedações mecânicas quanto os conjuntos de gaxetas de compressão em serviços abrasivos lavados não requer água para lubrificar as superfícies de vedação. Em vez disso, forma uma relação de apoio com a face do eixo na câmara de vedação, excluindo o meio de processo da caixa de empanque. Este projeto radial de rolamento face é menos dispendioso e mais eficaz do que as vedações mecânicas tradicionais, proporcionando operação fria e seca com diluição mínima do meio. Exigindo metade do consumo de energia dos conjuntos de gaxetas, essas vedações rotativas são tão eficientes em termos energéticos quanto as vedações mecânicas balanceadas e usam 60 vezes menos água de descarga do que as gaxetas de compressão comparáveis.