Apostila - Selos Mecanicos_Conceituacao

5/10/2018 Apostila - Selos Mecanicos_Conceituacao - slidepdf.com

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Este trabalho apresenta conceitos que delineiam a concepção de selos mecânicos axiaisprocurando fornecer subsídios aos usuários deste elemento de máquina quando necessitaremefetuar avaliações de propostas e analisar aplicações.

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As vedações são componentes cuja função é impedir o fluxo de um fluido qualquer entredois meios e podem ser classificados como segue abaixo:

±6(/260(&Æ1,&26 Como exposto anteriormente, este é um tipo de vedação dinâmica com contato que

compensa o seu desgaste axialmente e destina-se a isolar dois, ou mais ambientes, quando entreeles passar um eixo rotativo com nenhum ou com pouco deslocamento axial.

Doravante, esta vedação será chamada de “selo mecânico” como é comumente conhecida.Suas principais aplicações são em:

ª Bombas centrífugas;ª Bombas rotativas de deslocamento positivo;ª Ventiladores;

ª Reatores e agitadores para a industria química;

ª Compressores;

ª Eixos propulsores de embarcações navais;

ª Redutores.

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A forma mais simples de selo mecânico seria aquela representada na figura 1, onde umadas faces de contato é formada pela face frontal de um ressalto no eixo e a outra pela face frontalde um ressalto na carcaça.

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Sendo a pressão P1 > P0 o eixo é forçado axialmente do meio “1” para o meio “0”, fechandoa interface de vedação, tanto mais, quanto maior for o diferencial P1/P0. Esta forma construtivapara tornar-se funcional, necessitaria de um fechamento prévio da interface de vedação e umdeslocamento axial do eixo à medida que as faces de vedações forem se desgastando. A fim deevitar os problemas construtivos funcionais a solução interessante é construir as partes sujeitas aomovimento relativo, independentes do eixo e da carcaça a fim de facilitar sua confecção e permitir aescolha adequada de materiais. Outra medida necessária é a introdução de um elemento elásticocapaz de compensar o desgaste das faces. Tal forma construtiva encontra-se representada nafigura 2.

Nesta solução ainda são deficientes a transmissão de torque do eixo para a face rotativa eas vedações secundárias, ou seja, a vedação entre os componentes rotativos / eixo e a vedaçãoentre o componente estacionário / carcaça.

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Nos selos mecânicos comerciais como mostrado na figura 3, todos estes aspectos estãoprevistos e por isto pode-se afirmar que todos os selos mecânicos são compostos de:

•Conjunto de compensação de desgaste, composto de:ª

Anel deslizanteª Vedação secundaria

•Conjunto axialmente fixo, composto de:ª Contra anel

ª Vedação secundaria

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Em resumo, os selos mecânicos são compostos de:

• Anel deslizante• Contra-anel• Vedações secundárias• Mola• Anel de arrasto

O sistema de transmissão de torque é composto de anel de arrasto e parafuso, porém, estafunção poderá estar sendo desempenhada por outros componentes, como por exemplo mola oufoles. Praticamente todos os selos mecânicos apresentam, de uma forma ou de outra, os seguinteselementos, que a seguir estão sendo expressos em função da figura 3:

ª Vedação principal ou dinâmica: composta pela interface de vedação, ou seja, pelo contato entreo anel deslizante e contra anel.ª Vedações secundárias: são aquelas que efetuam a vedação entre partes do selo mecânico ecomponentes do equipamento. Podem ser feitos por anéis elastoméricos ou não.ª Mola: possui a função de manter a interface de vedação fechada, quando não houver pressão

hidráulica, agindo sobre o selo mecânico. A função deste elemento poderá, em algumas formasconstrutivas de selos mecânicos, estar sendo desempenhado por um fole.ª Arrasto ou ancoragem: possui a função de transmitir o torque do eixo para o conjunto decompensação quando este for rotativo ou de ancorá-lo, quando este for estacionário. Este papelpoderá, em algumas formas construtivas de selos mecânicos, estar sendo desempenhado por umamola ou um fole.

±)250$6&2167587,9$6

Muitas são as formas construtivas dos selos mecânicos, mas basicamente podemos dividi-los em dois grupos principais:

ª Com conjunto de compensação rotativo e sede estacionária como representado na figura 4.ª Com conjunto de compensação estacionário e sede rotativa como representado na figura 5.



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• SELOS MECÂNICOS COM CONJUNTO DE COMPENSAÇÃO ROTATIVO

É a forma construtiva mais usual. Destina-se a velocidade de deslize, na interface de vedação, deaté aproximadamente 20 m/s. A partir deste valor, o efeito da força centrífuga pode afetar o

desempenho do elemento elástico.

)LJXUD±6HOR0HFkQLFRFRPFRQMXQWRGHFRPSHQVDomRURWDWLYR

•SELOS MECÂNICOS COM CONJUNTO DE COMPENSAÇÃO ESTACIONÁRIO

É a forma construtiva apropriada para velocidades de deslize mais elevadas, uma vez que possuiapenas a sede e sua vedação rotativas, minimizando desta forma eventuais problemas dedesbalanceamento dinâmico. Nada impede sua aplicação em velocidades baixas.

)LJXUD±6HOR0HFkQLFRFRPFRQMXQWRGHFRPSHQVDomRHVWDFLRQiULR

Cada um destes grupos ainda pode ser dividido em função do tipo de elemento elástico que

compõe o conjunto de compensação. Este elemento, geralmente uma mola ou um fole, possui afunção de manter a interface fechada quando sobre o selo mecânico não estiver atuando a pressãohidráulica. Na figura 6 está representada uma classificação geral destes componentes.



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• MOLA ÚNICA HELICOIDAL CÔNICA

Montada sempre como elemento elástico único, é capaz de compensar grandes erros deposicionamento do eixo, sem alterar significativamente sua carga. É recomendável evitar seuemprego em selos mecânicos com tamanhos maiores que 75 mm de eixo, pois, a partir daí,começam, ser de manuseio incômodo. Por outro lado, sua aplicação em tamanhos pequenos éinteressante por ser um elemento relativamente grande e pouco suscetível a emperramento porimpurezas ou alterações de fase de produto. Sua distribuição de força irregular ao longo doperímetro da interface de vedação é, na prática, irrelevante. Por ser também um elemento de

transmissão de torque, determina que o selo mecânico seja dependente do sentido de rotação,sendo que nestes casos é necessário especificar a mola de acordo com o sentido de giro do eixo.

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•MOLA ÚNICA HELICOIDAL CILÍNDRICA

É capaz de compensar grandes erros de posicionamento do eixo, sem alterar significativamentesua carga. É recomendável evitar seu emprego em selos mecânicos com tamanhos maiores que75mm, pois, a partir daí, começam a ser de manuseio incômodo. Por outro lado, sua aplicação emtamanhos pequenos é interessante por ser um elemento relativamente grande e pouco suscetível aemperramento por impurezas ou alterações de fase do produto. Sua distribuição de força irregularao longo do perímetro da interface de vedação é, na prática, irrelevante. Sem qualquer outrosistema de transmissão de torque, determina que o selo mecânico seja dependente do sentido derotação. Nestes casos é necessário especificar a mola de acordo com o sentido de giro do eixo.

)LJXUD±6HOR0HFkQLFRFRPPROD~QLFDKHOLFRLGDOFLOtQGULFD

•MOLA ÚNICA ONDULADA

Caracteriza-se por necessitar de pouco espaço e ser de fácil montagem. Apresenta curvacaracterística muito acentuada, o que implica numa variação grande de carga em função dodeslocamento axial se comparado com as molas helicoidais.

)LJXUD±6HOR0HFkQLFRFRPPROD~QLFDRQGXODGD



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•MOLAS MÚLTIPLAS HELICOIDAIS CILÍNDRICAS

Com forma construtiva idêntica a figura 8, sendo que a diferença consiste no agrupamento destes

elementos quando de sua aplicação. Apresentam uma boa distribuição de carga ao longo doperímetro da interface de vedação se distribuídas uniformemente. É recomendável evitar seuemprego em selos mecânicos com tamanhos menores que 50 mm, pois, a partir daí, começam atornar-se muito pequenas e portanto suscetíveis a emperramento por impurezas ou alterações defase do produto. Estes problemas podem ser minimizados pela adoção de modelos de selosmecânico que as mantenham fora do produto. Possuem pequeno curso para compensação deerros no posicionamento do eixo, e que tornam seu uso ainda mais crítico para tamanhos menoresde selos mecânicos.

•FOLE DE BORRACHA

Confeccionado a partir de manta de borracha pura (normalmente viton, etileno ou perbunam) evulcanizado em temperaturas entre 150 a 180 ºC em moldes de acordo a geometria e diâmetrodesejado. O fole de borracha em um selo mecânico não é sujeito a nenhuma torção. O projeto dofole de borracha incorpora diversas funções tais como arrasto, elemento de vedação secundário ealojamento para o anel deslizante. A transmissão de torque é feita através da mola e de anéisangulares montados externamente sobre o mesmo.

)LJXUD±6HOR0HFkQLFRFRPIROHGHERUUDFKD •FOLE METÁLICO ONDULADO

Confeccionado a partir de uma chapa fina lisa calandrada e soldada longitudinalmente. Asondulações na chapa são feitas por repuxo mecânico ou hidrostático. Alteram suas características

físicas com a variação da pressão de trabalho e apresentam pequena suscetibilidade a impurezas,facilidade de limpeza e boa resistência a variações de temperaturas.



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)LJXUD±6HOR0HFkQLFRFRPIROHPHWiOLFRRQGXODGR

• FOLE METÁLICO LAMELAR

Confeccionado a partir de anéis pré-ondulados e ligeiramente cônicos com soldagem interna eexterna destes. Caracterizam-se por ocuparem pouco espaço apresentando melhor estabilidade

física e menor histerese se comparados aos foles ondulados.

)LJXUD±6HOR0HFkQLFRFRPIROHPHWiOLFRODPHODU



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• PRESSÃO HIDRÁULICA

As forças hidráulicas atuantes sobre o selo mecânico são, em sua maior parte, neutralizadas porforças da mesma intensidade, porém, em sentidos opostos. Apenas uma ação resultante é formadapela área AH indicada na figura 13, sobre a qual é gerada a “força hidráulica” (Fh). Dentro desteraciocínio pode-se conceber duas categorias de selos mecânicos, ou seja, aqueles que possuemuma área de interface de vedação A menor que a área de atuação hidráulica AH, e aqueles cujaárea de interface de vedação A é maior que a área de atuação hidráulica A H. Na figura 13 pode-sever as duas relações.

)LJXUD±5HODomRGDViUHDVKLGUiXOLFDVHGHLQWHUIDFH

Nos selos onde $+ / $! a pressão de contato na interface é maior ou igual a pressãohidráulica, sendo por isto, chamados de selos mecânicos QmREDODQFHDGRV.Nos selos onde $+ / $a pressão de contato na interface é menor que a pressão hidráulica,sendo por isto, chamados de selos mecânicos EDODQFHDGRV.Os fatores de balanceamento variam de 1 a 2 nos selos não balanceados e de 0,6 a 0,99 namaioria dos selos balanceados.Devido ao alivio de pressão na interface dos selos balanceados é que estes são mais adequadospara aplicações em pressões hidráulicas mais elevadas, nada impedindo, porém, sua utilização em

pressões baixas. Do ponto de vista teórico deve-se esperar um vazamento ligeiramente maior nosselos balanceados em relação aos não balanceados, quando sujeitos as mesmas condiçõesoperacionais, porque a força total de fechamento é menor.

•FORÇA DE MOLA

De maneira similar à pressão hidráulica, a força de mola gera também uma pressão de contato nainterface de vedação chamada de ³3)´. Sua função é manter a interface de vedação fechadaenquanto não houver pressão hidráulica atuando sobre o selo. Os valores desta pressão ficamnuma faixa de 10 a 50 N/cm², e de 5 a 25 N/cm².As aplicações de selos mecânicos devem ser feitas de tal forma que a força resultante da pressão

hidráulica some-se à força das molas, pois do contrario poderá ocorrer abertura da interface devedação.



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±',6326,d2'(6(/260(&Æ1,&26

• SELO MECÂNICO SIMPLES

São aqueles que possuem uma única interface de vedação, como mostram as figuras anteriores.Sua refrigeração e lubrificação é feita na maioria dos casos pelo próprio produto que se pretendevedar e por isto apresentam limitações quanto:

ª A quantidade de sólidos em suspensão.ª Teor de gases em suspensão.ª Pressão de vapor.ª Agressividade química.ª Viscosidade.

Sua utilização deve ser preferencial pela maior simplicidade de operação.

)LJXUD±6HORVLPSOHV •SELO MECÂNICO MÚLTIPLO Pode-se dispor de dois ou mais selos numa mesma vedação, objetivando determinadas soluções,como a combinação de dois selos na disposição oposta (back-to-back), mostrado na figura 15, ou adisposição em série (tandem ou dual para selos API 682), como mostrado na figura 16.Combinações com mais de dois selos são raras, podendo citar-se três ou mais selos em série edois selos em disposição oposta mais um em série com o selo externo.

¾ 'LVSRVLomR2SRVWDEsta combinação consiste em montar os dois conjuntos de compensação entre os contra anéis,como mostrado na figura 15, formando-se entre o produto e a atmosfera uma câmara intermediaria,

que deverá ser preenchida por um liquido de obturação. É necessário que este circule, porconvecção natural ou de forma forçada, bem como seja pressurizado a uma pressão superior àpressão do produto junto ao selo interno.



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)LJXUD±6HOR0HFkQLFRHPGLVSRVLomRRSRVWDEDFNWREDFN

As principais características desta disposição são:

ª Conseguir-se 100% vedação do produto em relação a atmosfera. Possíveis vazamentos ocorremdo líquido de obturação para o produto e do líquido de obturação para a atmosfera.

ª Poucas peças do selo entram em contato com o produto, conseguindo-se assim otimizar aresistência química pela eliminação ou redução de componentes metálicos com o produto.ª Permite a vedação de gases ou líquidos com alto percentual de sólidos em suspensão, pois olíquido que está na interface de vedação é um líquido limpo (líquido de obstrução).

ª O produto sofrerá pequena contaminação pelo líquido de obturação.� &LUFXODomRSRU&RQYHFomR1DWXUDO

Funciona a contento somente em velocidades baixas (< 2m/s) e preferencialmente com eixos naposição vertical. Em velocidades maiores a turbulência criada pela parte rotativa dentro da câmaracompromete ou inviabiliza a convecção natural. Neste caso os seguintes aspectos devem serobservados:

ª Saída do liquido de obturação deve estar localizado no ponto mais alto da câmara para permitir aauto escorva da câmara.ª Não apresente segmento de tubulação horizontal ou descendente na saída da câmara, poisimpede o deslocamento do líquido de obturação no seu movimento ascendente, pela sua menordensidade, quando aquecido pelas faces de vedação.ª A tubulação não tenha mais que três curvas e que estas sejam de raio longo para minimizar asperdas de carga.

ª A tubulação tenha um diâmetro interno mínimo de 13 mm para minimizar as perdas de carga.



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� &LUFXODomRSRU$QHOGH%RPEHLRFunciona em velocidades > 2m/s e pode ser utilizado onde não houver diferencial de pressão capazde gerar a vazão necessária do liquido de obturação. Neste caso os seguintes aspectos devem ser

observados:

ª Evitar que existam segmentos descendentes na saída da câmara, pois estes poderiam impedir ofluxo do liquido de obturação, uma vez que o anel de bombeio é um elemento de deslocação debaixa eficiência.ª A tubulação não possua mais que três curvas e que estas sejam de raio longo para minimizar asperdas de carga.ª Uma das conexões do líquido de obturação esteja no ponto mais alto da câmara para permitir aescorva da câmara.ª A tubulação tenha um diâmetro interno mínimo de 13 mm para minimizar as perdas de carga.

� &LUFXODomR)RUoDGDO líquido de obturação provem de uma fonte com pressão adequada, como por exemplo, umaunidade hidráulica ou tubulação pressurizada e retorna para o outro local com pressão inferior.Neste caso devera ser observado que a regulagem de pressão seja feita a jusante do selomecânico.

As funções do líquido são:

ª Lubrificar as interfaces de vedação.ª Refrigerar os selos mecânicos.

Com relação ao líquido de obturação deverá ser observado que este seja:

ª Pressurizado em 2 bar acima da pressão do produto, junto ao selo interno até o patamar de 20bar. Acima deste diferencial deverá ser de no mínimo 10% da pressão do produto junto ao selo.ª Limpo.ª Não agressivo e não tóxico.ª Compatível com o produto a ser vedado.

Esta disposição é usualmente denominada de selo mecânico duplo ou dual.

¾ 'LVSRVLomRHPVpULH Esta forma consiste em montar dois selos mecânicos em série como mostrado na figura 16,formando-se entre o produto e a atmosfera uma câmara intermediaria, que deverá ser preenchidapor um líquido de obturação. É necessário que este circule, por convecção natural ou de formaforçada, bem como seja pressurizado a uma pressão inferior a pressão do produto junto ao selointerno, ou até que seja completamente despressurizado.

Somente nos selos duais o líquido de obturação poderá ser pressurizado. Em caso de se utilizarlíquido de obturação sem pressão, é importante otimizar-se as propriedades deslizantes dacombinação de materiais que compõe a interface de vedação, pois como o diferencial de pressão aser vedado é pequeno, a pressão poderá ser insuficiente para forçar o líquido de obstrução paradentro da interface, provocando falta de lubrificação.



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)LJXUD±6HOR0HFkQLFRHPGLVSRVLomRHPVpULH

As principais características desta disposição são:

ª Conseguir-se boa vedação do produto em relação à atmosfera, pois os possíveis vazamentos doproduto ocorrem dentro de um ambiente confinado.ª O produto não sofrerá contaminação pelo liquido de obturação.ª Mesmas características citadas no selo de disposição oposta são válidas, quando se tratar deselo dual pressurizado.

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A forma de abordagem deste capítulo segue as especificações da norma EN 12756, poresta ser mais detalhada no tocante a especificação de materiais, ficando divididos em:

ª Materiais deslizantesª Vedações secundáriasª Partes metálicas

0$7(5,$,6'(6/,=$17(6Os materiais deslizantes podem ser classificados como indicado na figura 17.



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)LJXUD±&ODVVLILFDomRGHPDWHULDLVGHVOL]DQWHVFRQIRUPHQRUPD(19 &DUY}HV6LQWpWLFRV

São obtidos a partir de coque, grafite, antracite e aglutinantes como piche ou resina sintética.Corpos compactados desta mistura são sinterizados a uma temperatura de 1.300°C. Nesteprocesso a coqueficação do aglutinante provoca porosidade na ordem de 10 a 30%, que porreimpregnação é reduzida para 1 a 2%. Pela proporção dos componentes básicos sãodiferenciados os seguintes tipos:

o Carvão duro (100% de carbono, 0% de grafite)o Carvão grafite (40 a 60% de carbono, 60 a 40% de grafite)

� &$592*5$),7(&20,035(*1$d2'(5(6,1$% Possui boa resistência química, porém, resistência mecânica mais baixa se comparada aos carvõessintéticos com impregnação metálica.

O limite, com relação a temperatura, quando aplicado como material deslizante, fica emaproximadamente 150°C. A partir desta temperatura poderá ocorrer a deterioração da resina e porefeito da dilatação desta, ocorrem pequenos lascamentos do material, conhecidos como “blistering”.

&$59®(66,17e7,&26

0$7(5,$,6'(6/,=$17(6

&$592*5$),7(

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6(/260(&Æ1,&26&21&(,78$d2

� &$592*5$),7(&20,035(*1$d20(7È/,&$$ Possui maior resistência mecânica que os carvões sintéticos impregnados com resina e menorresistência química, em função do metal utilizado como impregnante.O metal utilizado, via de regra, é o antimônio. O limite de temperatura para sua aplicação é deaproximadamente 400°C. Ultrapassando-se esta temperatura, na interface de vedação, aparecerãosobre esta, deposições lamelares. A resistência química será função do metal impregnante.

� (/(752*5$),7( É obtido a partir da requeima de componentes em carvão duro ou carvão grafite a uma temperaturade 2.500°C. Neste processo ocorre o crescimento dos cristais do material, praticamente amorfo,surgindo daí pequenos cristais de eletrografite. Em comparação ao carvão grafite, o eletrografiteapresenta uma menor resistência mecânica, porém, uma maior condutibilidade térmica. Como ocarvão grafite sua utilização dá-se na forma impregnada, sendo esta metálica (antimônio) (C1), ouresinóide (C2).Aplicações altamente solicitadas tendem para a utilização de carvões de granulometria fina queapresentam maior resistência mecânica. Para compensar a menor condutividade destes materiais

torna-se imperativo direcionar o fluxo de refrigeração para as faces a fim de remover o calorgerado.

9 0HWDLV

São utilizados na forma de peças maciças ou revestidas. Sua utilização dá-se nas aplicações demedia e alta pressão.

� 0$&,d266Os melhores resultados são conseguidos com ligas especiais fundidas, a base de níquel ou cromoque apresentam boas propriedades deslizantes e boa resistência química. As ligas a base de níquel

apresentam dureza na faixa de 120 a 170 HB, enquanto as ligas a base de cromo, apresentamdureza na faixa de 300 HB.� 5(9(67,'26A utilização de metais revestidos esteve sempre limitada por:ª Espessura fina do revestimento, não permitindo recuperação .ª Falhas no revestimento, permitindo o ataque ao metal base.ª Propriedades físicas: dilatação diferente do metal base, podendo provocar lascamento dorevestimento.ª Dificuldade de garantia da qualidade do processo de revestimento, podendo provocar a corrosãodo material base ou o lascamento do revestimento.Na forma de revestimentos pode-se citar o Stellit e o oxido de cromo. Ambos encontram-se em

processo de desuso por não apresentarem mais vantagens técnicas ou econômicas sobre oscarbetos.9 &DUEHWRV

São ligas binárias de elementos com o carbono, sendo divididos em carbetos:ª Salinosª Covalentesª Metálicos

Como matéria prima para selos mecânicos são utilizados basicamente, o carbeto metálico detungstênio (W) e o covalente de silício (SiC). Por razões técnicas e econômicas estes carbetos sãoutilizados, alem da forma maciça, também na forma emanchada para tungstênio e silício e na formasoldada para carbetos de tungstênio e aglutinante com cobalto.



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6(/260(&Æ1,&26&21&(,78$d2

� &$5%(726'(781*67Ç1,28Y 8 ` É obtido pela sinterização de corpos pré-compactados de carbono e tungstênio a uma temperaturade 1.500°C. O grão do carbeto possui uma dureza próxima a do diamante. Como o carbeto detungstênio em sua forma pura apresenta insuficiente resistência, faz-se necessário a interligação deum aglutinante metálico. Como aglutinante são utilizados em ordem crescente de resistênciaquímica, o cobalto (U1), níquel (U2) ou cromo-níquel-molibdênio. O teor de aglutinante varia entre 6e 9%. A utilização destes materiais é determinada por:ª Todos os tipos de carbeto de tungstênio apresentam seu ponto fraco no aglutinante, devido asua baixa resistência química. Características do produto a ser vedado e variações de temperaturapodem conduzir a corrosão seletiva do aglutinante, alterações da superfície polida e conseqüentevazamento.ª Em aplicações altamente solicitadas os carbetos de tungstênio perderam importância pelodesenvolvimento de novos materiais cerâmicos.

� &$5%(726'(6,/Ë&,2 É obtido pela ligação de silício (Si) com o carbono (C), a partir de quartzo, coque, argila e sal em

fornos elétricos a temperaturas de 1.900°C a 2.200°C. O carbeto de silício é condutor deeletricidade e possui dureza próxima a do diamante. Forma-se, em uma temperatura mais baixa, afase cúbica chamada GH -SiC e, em uma temperatura mais alta, a fase hexagonal chamada de

-SiC. A temperatura de mudança entre as fases é 2.100°C. Na forma de pó o carbeto de silício ématéria prima para carbeto de silício diretamente sinterizado (S-SiC) e carbeto de silício sinterizadopor reação (Si-SiC). A utilização destes materiais apresenta as seguintes características:ª Carbeto de silício que apresenta Si livre possui resistência química mais baixa, em especial, nocampo alcalino, onde ocorre a corrosão seletiva do Si livre.ª As peças maciças apresentam a fragilidade típica dos materiais cerâmicos. Por este motivo faz-se necessário configurações, bem como sistemas de transmissão de toque específicos.ª Inserções de grafite melhoram significativamente as prioridades tribológicas. As perdas deresistência mecânica daí resultante podem ser toleradas.

ª Grafites superficialmente siliciados tem suas aplicações limitadas ao campo de baixas e mediaspressões em função de sua estrutura.

� &$5%(726'(6,/Ë&,2',5(7$0(17(6,17(5,=$'264Y É obtido pela sinterização dLUHWDGR6L&HRX 6L&XWLOL]DQGRSURGXWRVDX[LOLDUHVFRPRERURberílioou alumínio. A mistura, sob forma de pó, é pré-compactada e nesta forma sinterizada a umatemperatura de 1.900 a 2.200 ºC, quando então os produtos auxiliares promoverão a fusãosuperficial dos grãos de carbeto e o adensamento do material. Por não haver Si livre no carbetodiretamente sinterizado, este pode ser utilizado em toda a faixa de pH. Este material é maisquebradiço que o carbeto de silício obtido por reação. Sua estrutura é mais fina e homogênea.

� &$5%(726'(6,/Ë&,26,17(5,=$'263255($d24`

O Si-SiC é obtido pela mistura de -SiC, sob a forma de pó, com a grafite e aglutinantes orgânicos.Os corpos pré-compactados são aquecidos a uma temperatura de 1.000 ºC para a coqueficação doaglutinante. Para que ocorra a siliciação, os corpos são em seguida mergulhados em um banho desilício fundido a uma temperatura de 1.500 a 2.200 ºC, assim o silício penetra nos poros da peçareagindo com o carbono livre desta e formando SiC secundário. O carbeto de silício, assim obtido,pode conter até 10% de silício livre. Por este motivo sua aplicação é restrita a produtos com pHmáximo de 10. Em função da matéria prima a granulometria do produto final poderá ser fina ougrossa.

� (/(752*5$),7(6,/,&,$'24a É composto de 55% eletrografite livre, 45% de carbeto de silício e 0,5 a 1% de silício livre. É obtidopelo mergulho de peças de eletrografite, sob vácuo, em banho de silício fundido a uma temperatura

de 2.200 ºC. A penetração do silício pode chegar a 10 mm. Uma parte do carbono reage com osilício, formando SiC. Poros e granulometria do material base influenciam as propriedades doproduto final. Como fatores limitantes apresenta: alto custo e prazo de entrega longo.



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6(/260(&Æ1,&26&21&(,78$d2

9 Ï[LGRGH$OXPtQLR9

É o mais conhecido dos materiais óxido-cerâmicos para aplicação como material deslizante. É ummaterial sinterizado, compacto, de granulometria fina, frágil e resistente a abrasão. Podem ser

adicionados aglutinantes e dependendo do grau de pureza desejado, pode ser misturado a outrosóxidos metálicos, pré-compactado e nesta forma sinterizado a uma temperatura de 1.600 a1.750ºC. Em geral sua combinação dá-se com carvões sintéticos ou carbeto de tungstênio emaplicações de baixa ou media pressão (p < 25 bar). Esta limitação ocorre em função dos grãos quecompõem a interface de vedação apresentarem arestas vivas e de sua relativamente baixacondutibilidade térmica. Nas aplicações sob pressões elevadas, ocorre um alto desgaste domaterial mole, por este ser forçado sobre as arestas afiadas dos grãos do óxido de alumínio. Emconjunto com alguns tipos de carvões, forma uma das combinações com maior resistência química.9 3OiVWLFRV

São materiais que apresentam em sua combinação uma grande quantidade de ligação de macro-moléculas orgânicas obtidas sinteticamente ou pela transformação de produtos naturais. São via deregra conformáveis quando sujeitos a temperatura e pressão. Como material deslizante destaca-seo politetrafluoretileno (PTFE), cuja aplicação se faz necessária para produtos altamente oxidantes,como por exemplo o H2O2, onde os carvões não mais resistem.

� 32/,7(75$)/825(7,/(12< O PTFE possui uma boa resistência a altas temperaturas mas também apresenta uma grandevariação do seu coeficiente de dilatação em função da variação de temperatura. Flui natemperatura ambiente, quando sujeitado a cargas. Esta fluidez, bem como a variação do coeficientede dilatação e sua baixa resistência a abrasão podem ser melhoradas pela adição de fibra de vidro

(Y1) ou carbono (Y2). O PTFE é resistente a praticamente todas as substâncias, exceção feita ametais alcalinos fundidos ou diluídos, alguns compostos de cloro-flúor-carbono (CFC), flúor efluoretos de cloro, temperaturas e pressões elevadas, poliésteres que contenham aminas emtemperaturas superiores a 160 ºC e estireno em temperaturas maiores que 80 ºC.

Propriedades das combinações dos materiais de face : b

ce d f8 gi h c8 h p q¢ r) sS tu r

gi vw f

x¤ y� �� S �S �S � � � � � � � �© � ��

Carvão com impregnação de resina B a

Carvão com impregnação de antimônio A a a

PTFE Y a a a

Fundido de cromo S c f c a a

Carbeto de tungstênio com impregnação deníquel U2 d f e a a b f h

Carbeto de silício dir. sinterizado Q1 d f e a a b f h a

Carbeto de silício sinterizado por reação Q2 d g e a a b f h c f b g h

Eletrografite sinterizado Q3 d f e a a b f h d f h e f h d f h

Óxido de alumínio V c g a g a f h f h g h g h a

Combinação não usual a Propriedade deslizante – excepcional e

Propriedade deslizante – regular b Resistência química – boa f

Propriedade deslizante – boa c Resistência química – ótima g

Propriedade deslizante – ótima d Resistência a abrasão – ótima h

)LJXUD±3URSULHGDGHVGDVFRPELQDo}HVGHPDWHULDLVGHVOL]DQWHV

9('$d®(66(&81'È5,$6



18

6(/260(&Æ1,&26&21&(,78$d2

As vedações secundárias podem ser classificadas como indicado na figura 19.

)LJXUD&ODVVLILFDomRGRVPDWHULDLVSDUDYHGDo}HVVHFXQGiULDVFRQIRUPHQRUPD(1

Æ(ODVW{PHURV Elastômeros são materiais poliméricos com grandes cadeias moleculares, não perdendo ascaracterísticas elásticas com a variação de temperatura. Em baixas temperaturas aumentam sua

rigidez e em altas temperaturas mantém a elasticidade, sem fluir, até atingir sua temperatura dedeterioração. Podem ser obtidos a partir de meios orgânicos (plantas vegetais) ou dehidrocarbonetos (borracha sintética). Atualmente, são produzidos em torno de 30 tipos deelastômeros, sendo os principais:

o Borracha de nitril-butadieno (NBR)o Borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM)o Borracha fluorada (FKM)o Borracha perfluorada (FFKM)

� %255$&+$'(1,75,/%87$',(121%5É uma denominação generalizada para a mistura dos polímeros citados. O teor de acrilo-nitrila variade 18 a 50% e influencia de forma acentuada as propriedades do elastômero. Altos teores de acrilo-nitrila melhoram a resistência a óleos e combustíveis, reduzindo entretanto, a flexibilidade a frio, aelasticidade e o coeficiente de deformação residual. NBR possui boas propriedades mecânicas ecomparado a outros elastômeros, uma boa resistência e abrasão. Possui resistência a temperaturana faixa de -40 a +100 ºC por um período de 1000 horas.

Resiste bem quimicamente a:

ª Hidrocarbonetos alifáticos (propano, butano, gasolina, óleos e graxas minerais, diesel, óleocombustível).ª Óleos e graxas de origem vegetal e animal.

ª Ácidos, bases e soluções salinas diluídas, em baixas temperaturas.ª Combustíveis com alto teor de aromáticos (gasolina aditivada).ª Hidrocarbonetos aromáticos (benzeno).ª Hidrocarbonetos clorados (tricloroetileno).ª Solventes polares (acetona).ª Fluidos de freio a base de glicol.ª Ozônio.

120(6&20(5&,$,6

Perbunan .................... : Bayer

� %255$&+$'((7,/(123523,/(12(3'0

9('$d (66(&81'È5,$6

(/$67Ð0(526 (/$67Ð0(5265(9(67,'26 12(/$67Ð0(526



19

6(/260(&Æ1,&26&21&(,78$d2

EPDM é obtido pela co-polimerização de etileno, propileno e de um dieno. Uma característica destematerial é a sua excepcional resistência ao envelhecimento, intempéries e ao ozônio. Suaresistência a temperaturas vai de -50 a +150 ºC.


ª Água quente e vapor (até 150ºC).ª Fluidos de freio a base de glicol (até 150 ºC).ª Muitos tipos de ácidos orgânicos e inorgânicos.ª Detergentes, hidróxido de sódio e hidróxido de potássio. ª Fluidos hidráulicos a base de Ester de Ácido Fosfórico.ª Óleos e graxas a base de silicone.

Não resiste quimicamente a:

ª Óleos, graxas e combustíveis.

120(6&20(5&,$,6

Nordel ........................ : Du Pont

� %255$&+$)/825$'$).0É um polímero formado por fluoreto de vinildienoe hexafluorpropileno. Apresenta uma larga faixa deaplicação quanto a temperatura, que vai de -25 a +200 ºC. É quimicamente estável, poucopermeável a gases e apresenta pouca perda de massa quando submetido ao vácuo. A resistênciaao ozônio, a intempéries e a radiação é muito boa. Novos desenvolvimentos que apresentamcadeias de peróxido em sua estrutura indicam boa resistência em aplicações em que fluorcarbonosconvencionais não mais resistem, tais como álcoois, água quente e vapor.


ª Óleos e graxas minerais (apresentam leve inchamento a óleos segundo ASTM nº 1 a 3).ª Óleos e graxas a base de silicone.ª Óleos e graxas de origem animal e vegetal.ª Hidrocarbonetos alifáticos (gasolina, butano, propano, gás natural).ª Hidrocarbonetos aromáticos (benzeno, tolueno).ª Hidrocarbonetos clorados (tricloroetileno, tetracloroetileno).ª Combustíveis, inclusive os aditivados com metanol.

Não é resistente quimicamente a:ª Solventes polares (acetona, metil-etil-cetona, etil-acetato, dietil-eter).ª Fluidos de freio a base de glicóis.ª Aminas, amônia e álcalis.ª Vapor de água super aquecido.ª Ácidos fórmico e acético.

NOMES COMERCIAIS

Viton ....................... : Du PontFluorel .................... : 3M

� %255$&+$3(5)/825$'$)).0



20

6(/260(&Æ1,&26&21&(,78$d2

Ligação do tetrafluoretilino com fluorelastômero. Alia a resistência química do PTFE com aelasticidade dos fluorelastômeros. Em caso de aplicações em água quente absorve a mesma.

Apresenta uma larga faixa de aplicação quanto a temperatura, que vai de -30 a +316 ºC. Apresentapouca perda de massa quando submetido ao vácuo, mesmo em altas temperaturas.


ª Praticamente quase todos os produtos químicos.ª Oxigênio, ozônio, intempéries e envelhecimento.

Não resiste quimicamente a:

ª Substâncias a base de flúor.ª Álcalis (sódio e potássio).

NOMES COMERCIAIS

Kalrez .......................... : Du PontChemraz ...................... : Greene, Tweed

Æ(ODVW{PHURV5HYHVWLGRV Aplicam-se apenas a anéis do tipo “O” aliando a elasticidade do núcleo (elastômero) com aresistência química do revestimento (PTFE e FEP). Podem ser divididos em revestimentos abertosou fechados.

� $1e,6&205(9(67,0(1726$%(5726Nestes o núcleo elastomérico, em flúor elastômero, borracha de etileno propileno ou borracha desilicone é envolto por uma ou duas camadas de PTFE. Estes revestimentos apresentam umaabertura como indicado nas figuras 20 e 21. Estes anéis somente podem ser montados emranhuras axialmente abertas, uma vez que não permitem sua deformação, sob pena dedesencaparem.

)LJXUD±$QHO³2´FRPUHYHVWLPHQWRGHXPDFDPDGDGH37)(

)LJXUD±$QHO³2´FRPUHYHVWLPHQWRGHGXDVFDPDGDVGH37)(

� $1e,6&205(9(67,0(172)(&+$'2



21

6(/260(&Æ1,&26&21&(,78$d2

Trata-se de um anel “O” com núcleo em fluorelastômero ou silicone, revestido com borracha deetileno-propileno-dieno fluorada (FEP), que apresenta propriedades similares ao PTFE. Orevestimento de FEP recobre o núcleo sem aberturas, como mostra a figura 22. Estes anéisapresentam limitações em aplicações dinâmicas severas. As tolerâncias elevadas de fabricaçãoafetam a compressão dos anéis, podendo ocorrer vazamento nas vedações secundárias dos anéis

deslizantes, onde a compressão destes anéis é baixa.

)LJXUD±$QHO³2´FRPUHYHVWLPHQWRIHFKDGRHP)(3

Æ1mR(ODVW{PHURV É a denominação genérica dada a substâncias sintéticas e naturais, que em comparação aoselastômeros, apresentam baixa elasticidade ou fluem quando sujeitos a pequenas cargas, como porexemplo, polímeros ou fibras. Dentre estes se destacam:ª Grafite expandidoª PTFE

� *5$),7((;3$1','2Apresenta em sua composição 99,9% de carbono sob forma lamelar, podendo ser conformado semo auxílio de aglutinantes sob a forma de placas, fitas e anéis. Este material é resistente:ª Quimicamente (0 <= pH <= 14).ª

Termicamente (-200 a +550 ºC).ª A radioatividade.

� 37)(Ver descrição feita para o politetrafluoretileno (PTFE) em 0$7(5,$,6'(6/,=$17(6.

3$57(60(7È/,&$6 Pela norma EN 12756 os componentes metálicos são divididos em:ª Materiais para molas.ª Demais partes metálicas.

Neste campo são utilizadas as mais diversas ligas ferrosas ou não, como indicado na tabela dafigura 23, que são escolhidas em função de sua resistência química e mecânica a ser buscada embibliografia específica. A relação abaixo apresenta uma relação dos metais fornecendo suadescrição básica ou marca, bem como o respectivo código da norma EN 12756.

�¢ �¦ ) ¦ ¢ j km l¤ k� n� oS S S ¤ e e #

D Aço carbono

E Aço cromo

F Aço cromo-níquel

G Aço cromo-níquel-molibdênio

M Ligas com alto teor de níquel

N Bronze

T Demais ligas

)LJXUD±0DWHULDLV0HWiOLFRV

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Apostila - Selos Mecanicos_Conceituacao