Ao procurar soluções de fechamento para bombas industriais e equipamentos de fiação, saber quais opções você tem pode significar a diferença entre administrar seu negócio sem problemas e ter que pagar muito dinheiro por tempo de inatividade. Um dos tipos mais comuns de tecnologia de vedação usada na indústria é aselo mecânico tipo 1, que apresenta uma boa combinação entre desempenho, confiabilidade e custo. A forma-de mola única desta vedação de fole de borracha impede o vazamento de fluido em bombas, misturadores, compressores e outras máquinas semelhantes usadas em muitas indústrias. Se você é responsável pela compra de peças para OEMs, pela manutenção de fábricas ou pela venda de peças industriais, poderá tomar decisões melhores que protejam os equipamentos e reduzam o custo total de propriedade ao compreender como essas vedações funcionam.
O que é um selo mecânico tipo 1?
Compreendendo o design básico
Um selo mecânico tipo 1 é um selo de fole de borracha com uma única mola projetado para separar com segurança peças móveis e estáticas em bombas e outras máquinas semelhantes. A vedação funciona com duas faces principais-uma que gira com o eixo e outra que permanece imóvel-que permanecem em contato sob a pressão da mola para evitar que o fluido do processo vaze ao longo do eixo. O fole de elastômero veda a folga e permite o movimento axial, e a mola helicoidal única garante que a face permaneça em contato mesmo quando as condições de trabalho mudam.
Principais componentes e materiais
Um anel de vedação giratório, que geralmente é feito de carbono ou carboneto de silício, geralmente é combinado com uma sede fixa feita de cerâmica, carboneto de tungstênio ou aço inoxidável. Os padrões de compatibilidade química determinam se os foles de borracha são feitos de NBR, EPDM ou Viton. Os foles têm duas funções: vedam o eixo ou a luva e permitem que o eixo se mova e se expanda quando fica quente ou frio. Durante toda a operação do equipamento, a mola única feita de aço inoxidável ou outra liga que não enferruja mantém a força de fechamento necessária entre as faces do selo.
Princípio de funcionamento
Quando a bomba está funcionando, a seção rotativa gira com o eixo, enquanto as peças estacionárias permanecem no lugar na carcaça da bomba. Quando a força da mola e a pressão hidráulica do fluido selado trabalham juntas, elas mantêm as faces da vedação em contato próximo. Entre os lados, forma-se uma fina película de fluido, geralmente com apenas alguns mícrons de espessura. Este filme lubrifica as peças e reduz os vazamentos a níveis quase nulos. Essa ação auto-lubrificante é muito importante para a vida útil da vedação porque reduz o atrito e o acúmulo de calor que, de outra forma, causariam desgaste rápido.
Aplicações comuns em todos os setores
Estações de tratamento de água, plantas de processamento químico, atividades de petróleo e gás, usinas de energia e instalações de fabricação usamselos mecânicos tipo 1bastante. Eles funcionam especialmente bem para vedar fluidos que estão limpos a levemente sujos em bombas centrífugas, bombas de engrenagem e misturadores que funcionam em pressões e temperaturas normais. O projeto funciona bem em condições industriais normais, por isso é a melhor escolha para usos-de uso geral, onde as condições de trabalho não exigem vedações especializadas de alto-desempenho.
Comparação de selos mecânicos tipo 1 com outros tipos de selos
Selos Tipo 1 vs. Tipo 2
Embora ambos sejam designs de fole de borracha, as vedações Tipo 2 têm mais de uma mola na parte externa, em vez de apenas uma no meio. Este projeto com múltiplas molas distribui melhor a carga e funciona melhor em situações onde o desvio ou tremor do eixo é um problema. Entretanto, o selo mecânico tipo 1 é o mais fácil de usar e o mais barato. Isso a torna a melhor escolha para usos de bombeamento padrão que não precisam lidar com circunstâncias de trabalho difíceis. O design-de mola única reduz o número de peças necessárias e facilita o controle dos suprimentos, o que é especialmente útil para atacadistas e prestadores de serviços de MRO que lidam com uma ampla variedade de equipamentos.
Tipo 1 vs. Selos de Cartucho
As vedações de cartucho são uma unidade-contida e pré{1}}montada que facilita o encaixe e reduz a chance de cometer erros. Ao contrário dos selos de componentes, como o selo mecânico tipo 1, os designs de cartucho vêm totalmente construídos, com todas as peças no lugar certo e fixadas com segurança. O custo dessa facilidade é alto. Os selos mecânicos tipo 1 precisam ser instalados com mais cuidado, mas economizam muito dinheiro, principalmente ao substituir muitos deles de uma só vez. O selo mecânico estilo componente tipo 1 oferece às equipes de reparo que sabem como instalar selos o mesmo nível de desempenho a um custo muito menor.
Considerações de desempenho
Ao observar diferentes tipos de selos, você deve pensar em como irá usá-los. Os selos mecânicos tipo 1 geralmente podem suportar temperaturas de -20 graus a 120 graus e pressões de até 15 bar, com base no material utilizado. Eles funcionam bem com velocidades de eixo de até 15 m/s. Se a aplicação ultrapassar esses limites, poderá ser necessário um tipo diferente de vedação, mas para a maioria das tarefas de bombeamento da indústria, esses limites são mais que suficientes. A construção do fole de borracha é muito flexível e pode lidar com pequenos desalinhamentos do eixo, o que torna a instalação menos sensível do que com designs de vedação mais rígidos.
Instalação, manutenção e solução de problemas de selos mecânicos tipo 1
Guia de instalação passo{0}}a{1}}passo
Limpe completamente o eixo, a luva e a câmara de vedação para remover sujeira ou ferrugem que possam danificar as faces de vedação de umequivalente de selo tipo 1. Verifique se há arestas vivas ou arranhões no eixo. Verifique se as medidas do eixo estão dentro da tolerância de ±0,05 mm para o selo tipo 1 equivalente. Aplique lubrificante adequado no eixo e no interior do fole de elastômero. Deslize cuidadosamente a peça rotativa no eixo sem torcer o fole. Posicione corretamente o selo equivalente tipo 1 e trave-o. Certifique-se de que o assento fixo se encaixe perfeitamente e, em seguida, aperte os parafusos em padrão-cruzado de acordo com as especificações do fabricante.
Melhores práticas de manutenção preventiva
Inspeções regulares prolongam muito a vida útil da vedação. Durante as paradas de manutenção, verifique se há vazamentos, como resíduos cristalizados ou acúmulo de fluido. Verifique se os sistemas de descarga e resfriamento funcionam com vazões e temperaturas adequadas. Verifique os níveis de vibração do equipamento e as condições dos rolamentos. Mantenha o fluxo, a pressão e a temperatura dentro dos limites do projeto. Não opere as bombas contra saídas fechadas ou durante cavitação. Limpe os filtros de sucção para evitar que sólidos entrem na câmara de vedação e causem desgaste rápido.
Solução de problemas de modos de falha comuns
Vazamento no eixo geralmente significa foles de borracha danificados, encaixe inadequado ou incompatibilidade química. Vazamento na placa de gaxeta indica falha na vedação ou força insuficiente. Linhas de desgaste nas faces da vedação sugerem contaminação abrasiva ou lubrificação inadequada. O movimento excessivo do eixo axial além de ±0,5 mm causa vazamento intermitente. Substitua os rolamentos desgastados em vez de apenas instalar uma nova vedação. Os danos causados pelo calor aparecem como elastômeros endurecidos ou empolados e faces escurecidas. Melhore os sistemas de refrigeração ou atualize os materiais para evitar recorrências.
Guia de aquisição para selos mecânicos tipo 1
Selecionando Fornecedores Confiáveis
John Crane, EagleBurgmann e Flowserve oferecem qualidade OEM comprovada com suporte total a preços mais elevados. Alternativas de qualidade de empresas experientes proporcionam desempenho semelhante a custos razoáveis. Avalie a capacidade de fabricação, controle de qualidade, fornecimento de materiais e suporte técnico. Desde 1990, a Uttox fornece selos mecânicos tipo 1 como-alternativas econômicas às marcas premium. Nossa equipe de engenharia garante dimensões idênticas para substituição-imediata, economizando dinheiro e eliminando preocupações de ajuste em programas de reparo em várias-instalações.
Seleção de materiais para sua aplicação
Faces de carboneto de carbono/silício, sedes de carboneto de cerâmica/tungstênio e elastômeros NBR/EPDM/Viton são adequadas para fluidos diferentes. Carbono/cerâmica com NBR funciona bem para água e produtos químicos leves. Meios agressivos requerem faces de carboneto de silício, sedes de carboneto de tungstênio e EPDM ou Viton. As necessidades de temperatura também determinam a escolha do material: NBR suporta -30 graus a 100 graus; Viton se estende até 200 graus para óleo quente e vapor. Forneça parâmetros operacionais completos, incluindo composição do fluido, faixa de temperatura, pressão, velocidade do eixo e condições incomuns para recomendações adequadas de materiais.
Garantia de Qualidade e Testes
Fornecedores confiáveis impõem um controle de qualidade rigoroso durante toda a produção. As verificações de matéria-prima garantem que elastômeros, faces de vedação, molas e ferragens atendam às especificações. As inspeções-no processo detectam erros dimensionais antecipadamente. O teste de vedação finalizado pode incluir teste de pressão, teste de vazamento e verificação dimensional com base na criticidade. Solicite certificações de materiais, relatórios de inspeção e registros de testes. A certificação ISO 9001 e auditorias{7}}de terceiros comprovam o gerenciamento organizado da qualidade. A Uttox mantém uma qualidade consistente por meio de 30 anos de procedimentos de controle e oferece testes pré{10}}de envio.
Capacidades de personalização
As vedações de catálogo padrão atendem à maioria das aplicações para uma vedação mecânica de mola única tipo 1, mas equipamentos incomuns ou condições difíceis podem precisar de modificações. A personalização para um selo mecânico de mola única tipo 1 inclui tamanhos não-padrão para equipamentos obsoletos, combinações de materiais especiais para exposições químicas incomuns ou alterações de projeto devido a restrições de instalação. Fornecedores com-engenharia e fabricação internas fornecem soluções personalizadas de forma mais rápida e barata. A Uttox fornece suporte de engenharia para soluções exclusivasselo mecânico de mola única tipo 1soluções, trabalhando diretamente com os clientes para projetar coberturas que mantenham a confiabilidade e, ao mesmo tempo, atendam aos requisitos específicos da aplicação.
Vantagens e valor-de longo prazo dos selos mecânicos tipo 1
Benefícios Operacionais
Os selos mecânicos tipo 1 vazam menos do que as gaxetas, reduzindo a poluição ambiental e a exposição dos trabalhadores aos fluidos do processo. A menor perda de fluido afeta os custos de materiais e a eliminação de resíduos. O ambiente vedado evita que fluidos agressivos e partículas abrasivas entrem em contato com as superfícies do eixo, prolongando a vida útil do equipamento. Embora a gaxeta precise de ajustes regulares, as vedações mecânicas instaladas corretamente duram anos sem atenção. A redução do trabalho de manutenção, limpeza, incidentes de segurança e trabalhos de conformidade ambiental reduzem diretamente os custos operacionais.
Análise de-custo-efetividade
O custo inicial é apenas uma parte do custo total de propriedade. Na maioria das vezes, os selos mecânicos tipo 1 custam mais que os conjuntos de gaxetas, mas menos que os selos de cartucho ou outros tipos de selos mais complexos. No entanto, os benefícios práticos-menos vazamentos, vida útil mais longa e menos trabalho de manutenção-economizam dinheiro suficiente para cobrir rapidamente o investimento inicial. Um estudo completo de custos deve considerar aspectos como uso de energia, perda de fluidos, trabalhos de manutenção, tempo de inatividade da máquina e cumprimento de padrões ambientais.
Mesmo que as economias de energia sejam pequenas por vedação, elas aumentam em locais com muitas bombas. Para lubrificação, a gaxeta precisa de espaço no eixo, o que causa atrito que utiliza energia-geralmente de 1 a 2 kW por vedação, com base no tamanho e na velocidade do eixo. Como as válvulas mecânicas não têm muito atrito, esse consumo desnecessário de energia não existe. Quando aplicado a edifícios com centenas de equipamentos rotativos, a poupança global de energia leva a quedas mensuráveis nos custos de funcionamento e nas emissões de carbono.
Dados-de desempenho do mundo real
O desempenho em ambientes reais de serviço respalda o que os projetistas disseram que fariam. As fábricas de processamento químico afirmam que o tempo médio entre falhas em instalações de selos mecânicos tipo 1 em serviços bastante corrosivos é superior a três anos. Esta é uma grande melhoria ao longo dos meses{3}}da vida útil da embalagem. Coisas semelhantes acontecem nas estações de tratamento de água; as vedações usadas no serviço de água limpa geralmente duram cinco anos antes de precisarem ser substituídas.
Vidas úteis mais longas significam menos trabalho para a equipe de reparos, menos necessidade de peças sobressalentes e menos tempo de inatividade das máquinas. Quando os produtos de selo mecânico tipo 1 precisam de manutenção, o design de seus componentes facilita seu reparo com baixo custo. Faces-desgastadas e elastômeros podem ser substituídas por novas, enquanto molas e peças boas podem ser usadas novamente. Em comparação com as tampas dos cartuchos, que precisam ser completamente substituídas, esse recurso reduz ainda mais os custos de vida útil.
Conclusão
Para uso industrial geral em bombas, misturadores e equipamentos de fiação, selos mecânicos tipo 1demonstraram funcionar bem e são-econômicos. O design do fole de borracha-de mola única é simples, mas forte, e funciona bem, é fácil de instalar e dura muito tempo a um preço razoável. As equipes de compras e engenharia podem tornar os equipamentos mais confiáveis e, ao mesmo tempo, manter os preços baixos, aprendendo sobre seus princípios de design, a maneira correta de instalá-los e mantê-los e maneiras inteligentes de obtê-los. Quer você seja um fabricante de equipamento original (OEM) em busca de peças confiáveis, uma equipe de manutenção administrando uma fábrica ou um revendedor que atende uma ampla gama de clientes, essas vedações são uma boa compra que vem com décadas de uso bem-sucedido em campo. Para aproveitar ao máximo seus benefícios, você precisa escolher o aplicativo certo, comprar produtos de qualidade de fabricantes com muita experiência, instalá-los corretamente e fazer manutenção regular que resolva os problemas antes que se tornem grandes problemas.
Perguntas frequentes
1. O que distingue os selos mecânicos Tipo 1 dos Tipo 2?
A principal mudança é a configuração das molas. O Tipo 1 possui uma única mola helicoidal que atua como força de parada, enquanto o Tipo 2 possui várias molas espalhadas externamente. As múltiplas molas do Tipo 2 tornam a distribuição da carga mais uniforme e melhoram o desvio do eixo, o que o torna melhor para situações em que o alinhamento ou a vibração são problemas. No entanto, o selo mecânico de{6}mola única tipo 1 é o mais econômico-e fácil de usar. Isso o torna perfeito para usos normais que não exigem condições de trabalho difíceis.
2. Com que frequência as vedações Tipo 1 devem ser inspecionadas e substituídas?
A frequência com que uma inspeção é feita depende da importância e da qualidade do serviço. As bombas de processos críticos devem ser verificadas quanto a vazamentos todos os meses por fora e por dentro durante paradas de manutenção que geralmente acontecem a cada seis meses ou um ano. Para usos que não são tão importantes, os tempos de inspeção podem ser maiores. Quando trocar os selos depende do estado, não da hora. As vedações devem ser substituídas quando começarem a vazar, quando a bomba estiver sendo revisada ou quando a inspeção mostrar que estão prestes a quebrar. Quando usadas da maneira correta e mantidas em bom estado, as vedações costumam durar entre três e cinco anos.
3. As vedações Tipo 1 podem ser personalizadas para aplicações especializadas?
Claro. Os tamanhos e materiais de estoque padrão funcionam para a maioria dos usos, mas a personalização pode ser feita para atender a necessidades específicas. As alterações incluem tamanhos não{2}}padrão para equipamentos particulares, misturas exclusivas de materiais para ambientes químicos agressivos, molas melhores para situações incomuns de pressão ou temperatura e alterações no projeto para atender às limitações do processo de instalação. Fabricantes com muita experiência, como a Uttox, oferecem ajuda técnica para criar soluções personalizadas que sejam confiáveis e atendam às necessidades de uma determinada aplicação. Nossa equipe de engenharia trabalha diretamente com os clientes para entender suas necessidades e criar rapidamente projetos exclusivos de selos mecânicos tipo 1.
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A Uttox fabrica produtos de selo mecânico tipo 1 de mola única de alto-desempenho e baixo-custo que pretendem ser concorrentes diretos de nomes-de ponta como John Crane. Nós temos feitoselos mecânicos tipo 1desde 1990 e tem 30 anos de experiência em engenharia. Utilizamos esse conhecimento junto com um rigoroso controle de qualidade para fabricar selos que sejam cópias exatas das medidas originais do equipamento e tenham melhorias de design que os tornam mais confiáveis e duram mais. Para uma ampla gama de usos, nossas vedações de fole de elastômero são usadas em bombas de água, equipamentos de processos químicos e máquinas industriais em geral. Mantemos um estoque constante disponível para garantir envio rápido e oferecer suporte especializado útil.
Sabemos como é difícil para os gerentes de compras e as equipes de reparo lidar com coisas como o risco de quebra de peças, qualidade inconsistente dos fornecedores e orçamentos apertados. Nossas soluções abordam diretamente esses problemas, oferecendo interoperabilidade comprovada, controle de qualidade rigoroso e preços baixos que reduzem os custos operacionais totais sem diminuir o desempenho. Isto é válido quer você precise de selos de catálogo normais ou de designs personalizados para usos específicos. Nossa equipe de engenharia pode ajudá-lo a escolher as melhores configurações para suas situações operacionais.
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Referências
1. Lebeck, AO (1991). Princípios e Projeto de Selos Mecânicos Faciais. John Wiley & Sons, Nova York.
2. Mayer, E. (1977). Selos Mecânicos, 3ª Edição. Newnes-Butterworths, Londres.
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6. Khonsari, MM e Booser, ER (2008). Tribologia Aplicada: Projeto e Lubrificação de Rolamentos, 2ª Edição. John Wiley & Filhos, Chichester.
