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UNIFACP – CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PAULÍNIA ENGENHARIA MECÂNICA CLAUDINEI PEREIRA DE AZEVEDO – RA 28263 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA PAULÍNIA/SP 2021 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................... 2 2 DESENVOLVIMENTO ......................................................................... 3 3 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO .............................................................. 6 3.1 JUNTAS E DIAFRAGMAS ................................................................ 7 3.2 ANEL DE VEDAÇÃO ........................................................................ 8 3.2.1 Anéis raspadores ......................................................................... 8 3.2.2 Anéis de vedação (o´ rings) ........................................................ 9 3.3 RETENTORES ................................................................................. 9 3.4 GAXETAS ....................................................................................... 10 3.5 SELOS MECÂNICO ........................................................................ 10 4 CONCLUSÃO .................................................................................... 11 5 REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS .................................................. 12 Lista de Figuras Figura 1: Tubulações ..................................................................................................... 2 Figura 2: Processo de vazamento ................................................................................. 4 Figura 3: Juntas e diafragmas ....................................................................................... 8 Figura 4: Anéis raspadores ........................................................................................... 8 Figura 5: Anéis de Vedação (o´ rings) ........................................................................... 9 Figura 6: Retentores ...................................................................................................... 9 Figura 7: Gaxetas ........................................................................................................ 10 Figura 8: Selo mecânico .............................................................................................. 11 2 1 INTRODUÇÃO Figura 1: Tubulações É muito comum, em indústrias químicas e de seus derivados, ocorrerem vazamentos de produtos através das uniões das tubulações das linhas de produção. O mecânico de manutenção encarregado em resolver o problema constata que a junta utilizada como vedante encontra-se deteriorada. Levando o problema ao seu supervisor e à engenharia, através da avaliação do desenho do projeto da instalação da linha de produção, constata-se um erro de especificação, ou seja, o projetista havia especificado um vedante de material não adequado e incompatível com a ação e o contato direto à ação do produto fabricado pela indústria. Este caso, muito comum no dia a dia das fábricas, destaca a necessidade de especificar corretamente o vedante mecânico, de tal forma que possa suportar as ações químicas e mecânicas do produto e das instalações de produção. O sistema de vedação é uma importante área do setor de produção e é responsável por manter a qualidade das conexões e da transferência de fluidos entre os diferentes equipamentos e máquinas. Num processo produtivo é 3 fundamental que todos os elementos operem de forma correta para que não impacte na qualidade final do produto ou serviço. Diversos setores se beneficiam da qualidade de um bom sistema de vedação e cada um deve ser designado de acordo com as características da planta de produção e da finalidade específica. Da indústria metal-mecânica, automotiva, naval, aeroespacial e até na indústria hospitalar. 2 DESENVOLVIMENTO Na mecânica, os elementos de vedação são destinados a proteger máquinas ou equipamentos contra a entrada e a saída de líquidos, gases e sólidos particulados (pó), de um espaço para o outro ou de um meio interno para um meio externo. Uma vedação deve resistir a meios químicos, ao calor, à pressão, ao desgaste e ao envelhecimento. Além disso, as partes a serem vedadas podem estar em repouso ou movimento, ou seja, a junção pode ser estática ou dinâmica. Os elementos de vedação atuam de maneira diversificada e são específicos para cada tipo de atuação, por exemplo: tampas, bombas, eixos, cabeçotes de motores, válvulas, etc. Em função da solicitação, as vedações são feitas em diversos formatos e diferentes materiais, como: juntas de borracha, papelão, velumóide, anéis de borracha ou metálicos, juntas metálicas, retentores, gaxetas, selos mecânicos, etc. Estes elementos devem possuir uma alta qualidade na sua fabricação devido ao nível de exposição que irão atuar dentro de um processo produtivo. Como exemplo, um anel de vedação pode ficar posicionado em contato com os produtos, tendo que resistir aos processos químicos, ao calor e a pressão daquele ambiente. https://poleflex.com.br/anel-de-vedacao/ 4 Outro ponto importante é o respeito as normas de utilização e ao tempo de vida de cada um dos elementos que compõe o sistema de vedação da empresa. Esse fator impacta diretamente nos indicadores de manutenção preventiva e corretiva da empresa e pode inclusive atestar o bom funcionamento das máquinas e equipamentos. Figura 2: Processo de vazamento Vazamentos durante o processo industrial podem causar danos ao meio ambiente e afetar o rendimento financeiro. Para evitar este tipo de desperdício é necessário que os maquinários estejam bem vedados. Os transtornos causados pelo mau uso do material vedante, instalação incorreta ou falta de manutenção podem ser difíceis de corrigir. O ponto mais importante em um sistema de vedação é o estudo da resistência do material vedante. De acordo com cada necessidade existe diferentes tipos de aplicações e materiais. O ataque químico do fluído e as condições de temperatura e pressão ocorridas na linha de processo é que irão influenciar na melhor forma de vedação. Existe uma diversidade de materiais divididos entre opções metálicas, semi- metálicas e não-metálicas. Para garantir a melhor opção de acordo com a necessidade de cada indústria, especialistas recomendam que seja feita uma visita técnica à planta industrial. 5 Os fatores que influenciam o material utilizado na vedação são: Compatibilidade do material do vedador com o produto a ser vedado- para que não ocorra uma reação química entre eles, o material deve ser compatível, evitando assim o vazamento e a contaminação do produto; Temperatura– no caso de se trabalhar em ambiente com temperatura muito elevada, o material do vedador deve suportar a temperatura de trabalho interna e externa; Acabamento das peças- uma boa vedação requer bom acabamento das superfícies a serem vedadas; Pressão- quanto mais elevada for à pressão do fluido, maior será a possibilidade de escapamento, devendo o material resistir à pressão; Estado físico- os fluidos líquidos são mais fáceis de serem vedados do que os fluidos em estado gasoso. Praticamente qualquer equipamento e aplicação depende de um bom sistema de vedação e que atue de forma correta, evitando falhas e vazamentos. E possuem um papel vital em diferentes áreas da indústria. • Indústria metal-mecânica - possui uma ampla aplicação de sistemas de vedação diferentes em praticamente qualquer máquina ou sistema de produção; • Indústria automotiva - também se beneficia de uma ampla gama de aplicações e a importância do sistema de vedação é igual ou até maior do que na indústria metal-mecânica, visto que asduas indústrias tem uma semelhança muito grande nos processos de fabricação; https://poleflex.com.br/setores-de-atuacao-da-poleflex/ https://poleflex.com.br/setores-de-atuacao-da-poleflex/ 6 • Indústria naval - possui uma característica importante – os seus elementos sofrem força da pressão quase que constante e é importante que o sistema de vedação esteja preparado para isso. Logo, possuem um papel vital para garantir a qualidade do sistema de produção e das aplicações como um todo; • Indústria aeroespacial - a precisão é uma das principais variáveis que devem ser cumpridas com sucesso, principalmente ao exigir peças e equipamentos sob medida para a utilização em aviões e aeronaves. Este setor tem níveis de exigência únicos para garantir a eficiência e o sucesso das suas aplicações; • Indústria hospitalar - é mais um dos campos de atuação de um bom sistema de vedação e aqui o destaque também vai para a precisão da fabricação dos seus elementos. A perfeição da execução das aplicações deve ser constante para que não ocorram falhas, vazamentos e até contaminações neste ambiente tão singular. 3 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO Os elementos de vedação são utilizados como barreira para impedir a entrada ou saída de substâncias ou materiais específicos de um sistema mecânico, como: água, óleo, ar, poeira e graxa. Os elementos mais comuns dessa classe são juntas e diafragmas, anéis de vedação, retentores, gaxetas e selos mecânicos. As vedações são componentes indispensáveis no funcionamento das indústrias e, dentre elas, podemos destacar alguns tipos como: os retentores radiais, vedações axiais, vedações hidráulicas, vedações estáticas e também juntas de vedação que são utilizadas majoritariamente em motores a combustão. 7 Os elementos de vedação podem ser classificados em dois tipos, as juncos fixas e as juncos móveis. • Junções fixas – podem ser feitas de maneira direta ou por elementos intercessores. Tipos de vedações fixas: Vedação em ogiva – a vedação se efetua em uma superfície tronco-cônica com esfera. Vedação em faca – acontece com uma aproximação entre uma coroa circular e um plano. Vedação cônica – dentre os três é o melhor tipo de vedação, acontece mediante a aproximação de uma superfície cônica coincidindo-se suas geratrizes. Vedação com elementos intermediários – nesse tipo de vedações são utilizadas guarnições. Elas podem ser feitas de borracha, cobre, cortiça ou amianto, sendo chatas, toroidais, perfiladas ou revestidas. • Junções móveis – são de rotação e de translação. São aplicadas em: bombas, tampas, eixos, cabeçotes de motores, dutos e tubulações, também existem vedações convencionais que vemos em nosso dia-dia, como: tampas de garrafas, vedadores de botijões, garrafas térmicas, geladeiras, panelas de pressão e etc. 3.1 JUNTAS E DIAFRAGMAS As juntas de borracha são utilizadas para vedação estática em flanges, carcaças de máquinas e motores. Proporcionam vedação segura e prática, já que são fabricadas com matéria-prima selecionada e são disponibilizadas em diversos dimensionais. 8 Os diafragmas são normalmente utilizados em bombeamentos ou acionamentos de equipamentos da indústria petroquímica e química envolvendo fluidos, vapores e gases. Figura 3: Juntas e diafragmas 3.2 ANEL DE VEDAÇÃO Componente obrigatório em diversas áreas da indústria, o anel de vedação desempenha uma função essencial: selar conexões de todo tipo. E apesar de a primeira vista não parecer muito, esse simples componente garante que a indústria em todas as escalas funcione. 3.2.1 Anéis raspadores São elementos utilizados para limpeza e proteção de hastes dos sistemas hidráulicos ou pneumáticos, com a função de remover poeira, sujeiras e partículas que possam aderir e danificar os sistemas mecânicos, hidráulicos ou pneumáticos. Figura 4: Anéis raspadores 9 3.2.2 Anéis de vedação (o´ rings) São elementos de vedação para aplicações em sistemas estáticos ou dinâmicos, em forma de anel, com seção transversal circular “O” e são fabricados em diversos tipos de materiais e padrões e normas dimensionais, tais como DIN e JIS. Figura 5: Anéis de Vedação (o´ rings) 3.3 RETENTORES São elementos de vedação dinâmicos, que possuem chapa metálica interna ou externa em aço carbono ou aço inoxidável e mola helicoidal, proporcionando rigidez e estabilidade na vedação de sistemas com movimento radial. Os retentores podem ser fabricados com lábio raspador, evitando a penetração de partículas externas no alojamento ou na haste. O modelo e material do retentor dependem da pressão, temperatura e velocidade angular do sistema onde será aplicado. Figura 6: Retentores 10 3.4 GAXETAS São elementos vedantes disponibilizados em materiais diferenciados para aplicações hidráulicas ou pneumáticas em sistemas de movimento axial de baixa ou alta pressão. O perfil das gaxetas proporciona vedação através da pressão exercida pelo fluido nos lábios contra a parede do cilindro ou haste. O modelo da gaxeta depende da pressão e da temperatura onde será aplicada. Figura 7: Gaxetas 3.5 SELOS MECÂNICO Os selos mecânicos foram desenvolvidos para diminuição nos níveis de emissão de produtos em equipamentos rotativos (bombas, compressores, misturadores, ventiladores industriais) de acordo com normas ambientais, e são projetados para operar por muito tempo sem manutenção (alguns casos superiores a 25.000h). Mas, por outro lado, são de custo de aquisição superior às gaxetas e em alguns casos pode haver relativa dificuldade na instalação. O selo mecânico tem a função de promover a selagem, com o propósito de evitar que o fluido seja emitido para o meio externo (atmosfera). 11 Figura 8: Selo mecânico 4 CONCLUSÃO Atualmente as máquinas estão presentes em quase todas as áreas do cotidiano, desde equipamentos domésticos simples, até os grandes e complexos equipamentos agrícolas. Um aspecto comum a grande parte dessas máquinas, são seus elementos de composição que dentre diversos outros, estão os elementos de vedação. São de fundamental importância em diversos setores, inclusive no segmento agrícola. Os elementos de vedação são utilizados como barreira para impedir a entrada ou saída de substâncias ou materiais específicos de um sistema mecânico, como: água, óleo, ar, poeira e graxa. Os elementos mais comuns dessa classe são os retentores e juntas; anéis de vedação, gaxetas e selos mecânicos. Em geral são utilizados para vedar partes móveis ou potencialmente móveis, ou ainda no caso das juntas, vedar proteções ou junções fixas, mas não permanentes. No meio agrícola, são de aplicação muito ampla, indo desde vedação de motores a combustão, bombas até partes móveis e junções de reservatórios. 12 O estudo mostrou que os elementos de vedação apresentam aplicações de extrema importância para diversos processos industriais, sendo necessário conhecer detalhadamente os tipos, características, custo e aplicação no universo de máquinas, equipamentos, estruturas e processos diversos. Um sistema de vedação possui uma importância vital para a linha de produção como um todo, além de garantir o bom funcionamento de máquinas e equipamentos e manter a qualidade e confiabilidade do sistema evitando falhas e vazamentos no processo produtivo. 5 REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS NORTON, R. L., “Projeto de Máquinas”, 2013, 4ª Edição, Bookman; COLLINS, J. A., “Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas”, 2008, 1ª Edição, LTC; MELCONIAN, S. “Elementos de Máquinas”. 9º Edição, Érica. 2010. REVISTA NEI. 2018. Acoplamentos e Vedações. 2018. Disponível em: https://www.nei.com.br/. Acesso em outubro/2018 https://luciane.com.br/fatores-que-influenciam-o-material-utilizado-na-vedacao/ https://poleflex.com.br/sistema-de-vedacao/ https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/6767 https://pt.slideshare.net/otivojunior/elementos-de- vedao?from_action=save http://www.ottosistemas.com.br/noticias.php?ler=MjA1 https://treinamento24.com/library/lecture/read/12663-quais-as-principais- funcoes-dos-elementos-de-vedacao https://luciane.com.br/fatores-que-influenciam-o-material-utilizado-na-vedacao/ https://luciane.com.br/fatores-que-influenciam-o-material-utilizado-na-vedacao/ https://poleflex.com.br/sistema-de-vedacao/ http://www.ottosistemas.com.br/noticias.php?ler=MjA1 https://treinamento24.com/library/lecture/read/12663-quais-as-principais-funcoes-dos-elementos-de-vedacao https://treinamento24.com/library/lecture/read/12663-quais-as-principais-funcoes-dos-elementos-de-vedacao UNifacp – centro universitário de paulínia ENGENHARIA MECÂNICA CLAUDINEI PEREIRA DE AZEVEDO – RA 28263 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA PAULÍNIA/SP 1 INTRODUÇÃO 2 2 DESENVOLVIMENTO 3 3 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO 6 3.1 JUNTAS E DIAFRAGMAS 7 3.2 ANEL DE VEDAÇÃO 8 3.2.1 Anéis raspadores 8 3.2.2 Anéis de vedação (o´ rings) 9 3.3 RETENTORES 9 3.4 GAXETAS 10 3.5 SELOS MECÂNICO 10 4 CONCLUSÃO 11 5 REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS 12 1 INTRODUÇÃO 2 DESENVOLVIMENTO 3 ELEMENTOS DE VEDAÇÃO 3.1 JUNTAS E DIAFRAGMAS 3.2 ANEL DE VEDAÇÃO 3.2.1 Anéis raspadores 3.2.2 Anéis de vedação (o´ rings) 3.3 RETENTORES 3.4 GAXETAS 3.5 SELOS MECÂNICO 4 CONCLUSÃO 5 REFERÊNCIAS BIBIOGRÁFICAS