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CURSO VEDAÇÃO CURSO DE VEDAÇÃO GAXETAS, JUNTAS E PAPELÕES HIDRÁULICOS GAXETAS, JUNTAS E PAPELÕES HIDRÁULICOS Soluções com Qualidade INTRODUçãO Gaxetas 2 �1.�Definição�........................................................................................................................2 2.�Tipos�Construtivos�......................................................................................................2 3.�Gaxetas�para�Isolamento�Térmico�.........................................................................3 4.�Gaxetas�de�Vedação�...................................................................................................3 5.�Sistemas�de�Engaxetamento...................................................................................6 6.�Dimensionamento�da�Caixa�de�Gaxetas�.............................................................7 7.�Seleção�de�Gaxetas�de�Vedação.............................................................................8 8.�Engaxetamento�Misto�............................................................................................ 10 9.�Instalação�de�Gaxetas�............................................................................................. 11 10.�Problemas�Mais�Comuns�com�Engaxetamento�.......................................... 13 JUNtas De VeDaÇÃO 14 1.�Definição�..................................................................................................................... 14 2.�Forças�em�uma�União�Flangeada�....................................................................... 14 3.�Eficiência�de�uma�Junta�......................................................................................... 14 4.��Influência�do�Acabamento�dos�Flanges�na�Escolha�da�Junta�.................. 14 5.�Tipos�de�Flanges�....................................................................................................... 16 6.�Dimensionamento�de�Juntas�Não-Metálicas�................................................. 17 7.�Emendas�de�Juntas�Não-Metálicas�.................................................................... 17 8.��Materiais�mais�utilizados�na�Fabricação�de�Juntas�Não-Metálicas�......... 17 Problemas�Mais�Comuns�com�Juntas�de�Papelão�Hidráulico�................... 19 9.�Juntas�Semi�Metálicas�............................................................................................ 21 10.�Juntas�Metálicas�..................................................................................................... 22 11.�Procedimento�de�Instalação�de�Juntas�.......................................................... 23 ÍNDICE� �Curso de Vedação Gaxetas Juntas Metálicas Tecidos e Fitas Técnicas Produtos em PTFE TEALON Papelões Isolantes Produtos em PTFE Expandido - Quimflex® Juntas de Expansão Metálicas e Não-Metálicas Papelões Hidráulicos Esta apostila foi preparada para fornecer informações bá- sicas sobre vedações em válvulas, equipamentos rotativos e uniões flangeadas. Seu objetivo é, servir de material de apoio ao curso mi- nistrado pela Teadit, passando um maior conhecimento técnico aos responsáveis pelas especificações de Gaxetas e Juntas, bem como orientar os usuários sobre os procedi- mentos necessários à instalação destes materiais. Cabe ressaltar que o conteúdo desta apostila está embasado nos 50 anos de experiência do grupo Teadit na fabricação de produtos para vedação e isolamento térmico, produtos de qualidade internacionalmente reconhecida e que repre- sentam o que existe de mais moderno a nível mundial. Como este é um trabalho sujeito a atualizações, a Teadit agra- dece o envio de comentários e sugestões ao Departamento Técnico, por e-mail, fax ou correio. av. Pastor Martin Luther King Jr., 8.939 - rio de Janeiro- rJ - CeP 21530-012 Tel. 55 (21) 2132-2500 - Fax. 55 (21) 2132-2550 - e-mail: engenhariadeprodutos@teadit.com.br a/C. engenharia de aplicação - Tel. 55 (21) 2132-2650 departamento Técnico Produtos teadit Iso 90 01EM PR ES A � Curso de Vedação 1. deFInIção O controle das perdas de fluidos e de calor é essencial para o bom funcionamento de equipamentos mecâni- cos. Vários métodos são empregados para atingir esse objetivo, sendo a utilização de gaxetas o mais antigo, e até hoje o mais funcional. Construídas com fios trançados de diversas fibras, as gaxetas se caracterizam por serem produtos macios, fle- xíveis, resilientes (elástico), com boa resistência mecânica, térmica e química. Fáceis de serem instaladas, as Gaxetas podem trabalhar com praticamente todos os tipos de fluidos, em amplas faixas de temperaturas e pressões. 2. TIPos ConsTruTIVos Como as gaxetas são utilizadas numa ampla gama de aplicações (haste de válvulas, bombas rotativas, alterna- tivas e centrífugas, misturadores, sopradores, tampas de filtros e reatores, evaporadores e fornos), existem vários tipos construtivos visando à obtenção da melhor relação custo/benefício em cada uma delas. No caso de gaxetas de vedação, várias experiências de- monstraram que a força de vedação é influenciada pela construção da gaxeta. As gaxetas com construção mais densa são mais efetivas na transmissão da força de aper- to de anel para anel, e como conseqüência a força de vedação também é melhor distribuída (embora de for- ma decrescente) do anel junto à sobreposta até o anel no fundo da caixa. O tipo de construção da gaxeta também é determinante em sua flexibilidade. As gaxetas mais flexíveis se confor- mam melhor ao eixo (haste), garantindo uma superfície de contato / vedação mais homogênea. A seguir, relacionamos as características de fabricação e aplicação dos diferentes tipos construtivos: torcida, capa sobre alma, capa sobre capa, entrelaçada trança grossa, entrelaçada trança fina. 2.2. Capa sobre alma Consiste em se trançar uma capa sobre uma alma de fios torcidos. É uma ga xet a de p ouc a resistência mecânica e baixa densidade, porém de excelente con- formabilidade. Recomendada para isolamento térmico. Quando impregnadas e lubrificadas, também podem ser utilizadas em haste de válvulas em aplicações pouco exigentes (baixa pressão). Neste processo, são trançadas vá- rias capas, uma sobre a outra, até se atingir a bitola desejada. São gaxetas densas, porém pouco fle- xíveis, sendo recomendadas para altas pressões e baixas velocida- des periféricas, como em válvulas, juntas de expansão, etc. 2.3. Capa sobre Capa Os fios são trançados de uma só vez, passando uns sobre os outros numa mesma direção. Normalmente macias estas gaxetas podem absorver grande quantidade de lubrificantes e impregnantes. São relativamente den- sas e flexíveis, sendo recomendadas para serviços com altas velocidades periféricas e pressões relativamen- te baixas. São também utilizadas em equipamentos rotativos velhos e com desgaste. 2.4. entrelaçada Trança Grossa Consiste em se agrupar um conjunto de f ios e retorcê- los, obtendo-se assim uma gaxeta macia, porém com baixa resistência mecânica. Utilizada em aplicações de isolamento térmico. Permite a obtenção de bitolas menores, retirando-se fios. 2.1. Torcida �Curso de Vedação Os fios se entrecruzam diago- nalmente, de um lado ao outro da gaxeta. Cada fio é fortemente preso pelos outros, formando uma estrutura muito sólida e densa, porém flexível. Sem capas para se desgastarem, as gaxetas com essa construção podem absorver uma boa quantidade de lubrificantes e impregnantes, sendo as mais indicadas para aplicações em eixos rotativos, alternativos e válvulas, em serviços com altas pressões e/ou altas velocidades periféricas, de- vido as seguintes características: 2.5. entrelaçada Trança Fina Possui uma superfície mais lisa maior área de contato da gaxeta com o eixo, “melhor vedação”. Maior estabilidade dimensional menor deformação transmitindo melhor a força de aperto de anel para anel. Maior flexibilidade Ajusta-se melhor quando curva- da sobre o eixo. Melhor efeito de vedação A força de vedaçãoé melhor distribuída ao longo do engaxetamento. Desenvolvidas para Isolar termicamente e Vedar equipa- mentos em industrias de alumínio, siderúrgicas, metalúr- gicas, de vidro, petroquímicas, têxteis, açúcar e álcool, entre outras. Essas gaxetas possuem distintas concepções construtivas e de fibras para atender à peculiaridade de aplicação e operação de cada um desses segmentos. Não possuem lubrificantes nem impregnantes, sendo por isso indicadas somente para aplicações tais como: Isolamento e proteção de mangotes contra respingos e metais fundidos. Isolamento externo de tubulações que conduzam flui- dos aquecidos. Vedação de portas de fornos, estufas e equipamentos similares. 3. GaxeTas Para IsoLaMenTo TérMICo Fibra aramida Possui excelente resistência mecânica (abrasão, tração e fadiga) e média resistência térmica e química. Utilizada em aplicações nas quais o esforço mecânico sobre a gaxeta for intenso e cíclico. Produtos: AR 505 – AR 3110 3.1. Características das Fibras utilizadas Fibra de Vidro Possui alta capacidade de isolamento térmico, boa resis- tência química e as intempéries, porém tem baixa resis- tência a fadiga. Recomendada para aplicações estáticas de isolamento térmico. Produtos: TERMOVID® 603 – TERMOVID® 505 – TERMOVID® 636 TERMOVID® 637 – ET 3110. Fibra Cerâmica Apresenta excelente capacidade de isolamento térmico a altas temperaturas, boa resistência química e mecânica. Recomendada para isolamento térmico a altas temperatu- ras e sujeito a esforços mecânicos de baixa intensidade. Produtos: TERMOCERAM® 630 - TERMOCERAM® 635 Fibras usadas na construção das Gaxetas: Fibras Temperatura Revestimento (oC) Com solicitação Mecânica Sem solicitação Mecânica Vidro 260 550 aramida 290 350 Cerâmica 550 1260 São aquelas utilizadas para controlar o vazamento de flui- dos em bombas rotativas ou alternativas, misturadores, agitadores, juntas de expansão telescópicas, válvulas e muitos outros tipos de equipamentos mecânicos. As gaxetas de vedação, são cortadas em forma de anéis, flexionadas de modo a se conformar em torno do eixo (ou haste) e instaladas na caixa de Gaxetas. Ao apertarmos a sobreposta, ela exerce sobre os anéis uma pressão axial (força de aperto) que os deforma, pro- vocando sua expansão contra o eixo e a caixa de gaxetas. Essa força provocada pela expansão dos anéis é chamada de força de vedação e é a responsável pelo controle do gotejamento (selabilidade). 4. GaxeTas de Vedação estática Haste de Válvulas Nestas aplicações a gaxeta funciona como elemento de vedação, não sendo permitido gotejamento ou qualquer vazamento visual. 4.1. Características Básicas de aplicação � Curso de Vedação dinâmica Eixos de Bombas e de outros equipamentos rotativos e alternativos. Normalmente nessas aplicações, a gaxeta funciona como elemento controlador de vazamento e necessita de uma película de fluido entre ela e o eixo (luva), com o objetivo de diminuir o atrito entre ambos e refrigerar o sistema. As fontes desta película podem ser: os lubrificantes adi- cionados a gaxeta durante sua fabricação, o gotejamento controlado do fluido de processo ou um fluido de fonte externa. Algumas gaxetas em situações específicas poderão tra- balhar sem gotejamento, consulte nosso Departamento Técnico (vide introdução). Não tente eliminar o gotejamento através de aperto excessivo na sobreposta, pois poderá elevar a tempe- ratura dentro da caixa de gaxetas acima dos limites má- ximos de trabalho dos componentes da gaxeta (fibras, impregnantes e lubrificantes), e causar desgaste acen- tuado do eixo por abrasão. O aperto excessivo também poderá causar a extrusão da gaxeta entre o eixo e a caixa, travar o eixo e acarretar até mesmo a queima do motor elétrico. Não é recomendado o uso de gaxetas com reforço metá- lico em bombas, pois poderá danificar o eixo / luva. Portanto, são gaxetas com características construtivas próprias para resistir à alta pressão de aperto, recebendo ou não reforços metálicos para aplicações extremas. Existe uma grande variedade de fibras apropriadas para a fabricação de gaxetas de vedação, cada uma delas com características próprias. A utilização de uma ou outra, tem como objetivo a obtenção do melhor desempenho para as gaxetas em cada aplicação específica. Abaixo relacionamos as fibras mais utilizadas, bem como as principais propriedades que conferem as gaxetas: 4.2. Características das Fibras utilizadas FIBras TeMPeraTura (oC) FaIxa de pH Mínima Máxima Carbono -240 450 At. Oxidante650 Vapor 0-14 Grafite Flexível Grafite Flexível/Carbono -240 450 At. Oxidante 650 Vapor 0-14 PTFE Expandido -200 280 0-14 PTFE - grafite -200 280 0-14 meta-Aramida -100 290 1-13 para-Aramida -100 280 2-12 EGK®: PTFE-grafite/aramida -100 280 0-14 EWK®: PTFE-aramida -100 280 0-14 Fenólica -100 250 1-13 Acrílica -100 230 4-10 Grafitada2-12 Teflonada Vegetais -25 100 5-9 Teflonada 6-8 Parafinada 6-8 Grafitada Carbono São obtidas por processo de oxidação controlada de fi- bras de base asfáltica ou acrílica, obtendo-se as fibras de carbono (com 95% de carbono). Possuem excelente esta- bilidade e condutividade térmica, são auto-lubrificantes, e são inertes a maioria dos produtos químicos. Ideal para trabalhos com alta temperatura, alta pressão, alta veloci- dade periférica e produtos químicos agressivos. Produtos: Quimgax® 2002 - Quimgax® 2025 - Quimgax® 2200 Grafite Flexível Obtido a partir do grafite puro expandido e, posteriormen- te, compactado sob pressão, o Grafite Flexível apresenta propriedades únicas de inércia química, resistência tér- mica, resiliência e compressibilidade. É auto lubrificante e dissipador de calor, sendo portanto ideal para trabalhos a altas temperaturas. Produtos: Quimgax® 2000S - Quimgax® 2000IC �Curso de Vedação Fenólica Devido a sua estrutura química (termofixa), a fibra fenólica possui propriedades que claramente a distin- gue de outras fibras e que conferem as gaxetas carac- terísticas tais como: Boa resistência à temperatura, a produtos químicos e abrasivos, excelente estabilidade térmica, além de não provocar o desgaste prematuro da superfície dos eixos/luvas. Produto: Quimgax® 2777 Fibras Vegetais As fibras vegetais, tais como o rami e o algodão, têm como principal vantagem o seu baixo custo, além de não serem abrasivas. Apresentam boa resistência mecânica, porém baixa resistência aos produtos químicos e ao calor. Produtos: Quimgax® 2143 - Quimgax® 2153 acrílica Esta fibra possui boas propriedades mecânicas, que con- ferem a gaxeta boa estabilidade térmica e dimensional. Apresenta excelente relação custo / benefício em aplica- ções com fluidos pouco agressivos. Produtos: Quimgax® 2019 - Quimgax® 2061 / 2062aramidas Fibras de poliamida aromática dividem-se em dois grupos: 1) para-aramidas oferecem incomparável resistência à pressão e a fluidos abrasivos. Apresentam ainda excelen- te estabilidade dimensional e boa resistência a produtos químicos. Como as gaxetas produzidas com essa fibra são especialmente indicadas para trabalhar com fluidos que contenham sólidos em suspensão / abrasivos (areia, polpa de minério, etc.), recomendamos que o eixo / luva PTFe expandido Atualmente, vários tipos de filamentos de PTFE são utili- zados na produção de gaxetas, sendo que os testes de- monstraram que os diferentes processos de produção dos filamentos influenciam diretamente na performance das gaxetas de PTFE. A TEADIT utiliza hoje na fabricação de seus filamentos, a mais avançada tecnologia em PTFE expandido e adi- tivado, que proporciona às suas gaxetas características superiores às das similares produzidas com filamentos obtidos por outros processos, tais como: Maior Flexibilidade, melhor conformação na caixa de gaxetas. Menor Atrito, menor desgaste e geração de calor. Menor Encolhimento, maior selabilidade. Menor Relaxamento, menor necessidade de reapertos. Maior Transmissão de Calor, maior arrefecimento.Essas qualidades conferem as Gaxetas de PTFE expandido e aditivado TEADIT, excelente performance numa ampla faixa de aplicação. Produtos: Quimgax® 2005 - Quimgax® 2006 PTFe-Grafite Produzido com a mesma tecnologia do filamento de PTFE expandido e aditivado, é obtido através da integração molecular do PTFE expandido com o grafite, resultan- do em um material auto-lubrificante com coeficiente de atrito muito baixo, excelente resistência a produtos quí- micos, alta condutibilidade térmica e dissipação de calor. Apresenta excelente selabilidade, não enrijece e virtual- mente elimina o desgaste no eixo. Produto: Quimgax® 2007G eGK, eWK O EGK e o EWK são filamentos exclusivos, patenteados pela TEADIT. No EGK, o filamento de para-aramida encontra-se totalmente envolvido pelo filamento de PTFE-grafite (EG), já no EWK encontra-se envolvido pelo filamento de PTFE expandido. Estes filamentos reúnem propriedades tais como a resistência mecânica da para-aramida (interna) e a resistência química, autolubrificação e baixo coeficiente de atrito dos filamentos de PTFE expandidos e aditivados (externa). Possuem grande resistência à extrusão. Produtos: Grafite Flexível / Carbono Reúne as principais características dos dois tipos de filamento, proporcionando uma gaxeta com excelente selabilidade, baixo coeficiente de atrito e excelente re- sistência à extrusão. Sendo indicada tanto para haste de válvulas como para eixos rotativos. Produto: Quimgax® 2202 do equipamento possua um acabamento superficial com dureza entre 45 e 60 HRC. Produtos: Quimgax® 2004 - Quimgax® 2043 - Quimgax® 2044 2) meta-aramidas são fibras resistentes a fluidos abra- sivos e quimicamente agressivos. Suas principais carac- terísticas são, boa estabilidade térmica e dimensional, maciez e flexibilidade, proporcionando baixo desgaste da luva/eixo e alta durabilidade do engaxetamento. Produto: Quimgax® 2030 Quimgax® 2060 (EWK) Quimgax® 2070 (EGK) � Curso de Vedação 4.3. Fator de pH Um dos fatores mais importantes para a escolha de uma gaxeta, é a compatibilidade química de seus componentes com o fluido de processo com o qual terão contato. A agressividade química de um fluido é medida por um fator chamado de “Potencial de Hidrogênio”, que varia em uma escala de 0 a 14. Quanto mais próxima das extremidades estiver a classifi- cação de um fluido, mais agressivo ele será. exemplos: Fluidos Ácidos Variam de 0 a 6 Ácido Sulfúrico > pH tendendo a 0 Fluidos neutros Variam de 6 a 8 Água (neutro) > pH 7 Fluidos Cáusticos Variam de 8 a 14 Soda Cáustica > pH tendendo a 14 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Á ci do s Ne utros Cáusticos 4.4. Impregnantes e Lubrificantes Devem ser combinados com as fibras de tal forma que não sejam facilmente expulsos da trama da gaxeta quan- do esta for apertada pela sobreposta, evaporados pelo calor gerado devido ao atrito da gaxeta com o eixo, dis- solvidos ou precipitados por reações químicas com o fluido bombeado. Em algumas gaxetas, a perda prematura dos impregnantes e lubrificantes, provocará uma redução significativa de seu volume, obrigando a serem efetuados sucessivos reapertos da sobreposta na tentativa de controlar o vazamento. Essa perda de volume aliada ao maior atrito entre as fibras das gaxetas e o eixo do equipamento, também provocará maior desgaste do conjunto eixo/gaxeta e reduzirá dras- ticamente o tempo de vida útil do conjunto. Daí a importância de uma criteriosa escolha do impregnante e do lubrificante de uma gaxeta, pois a combinação ade- quada da fibra com esses componentes, contribuirá sig- nificativamente na redução dos reapertos da sobreposta, prolongando a vida útil do engaxetamento tanto em eixos rotativos e alternativos, quanto em hastes de válvulas. Tem como objetivo proteger as fibras da gaxeta contra o ataque químico dos fluidos e bloquear sua passagem entre a estrutura da mesma. Os tipos mais utilizados são: Impregnantes Lubrificantes Essenciais para Gaxetas utilizadas em aplicações dinâ- micas (eixos em movimento), os lubrificantes ajudam a minimizar o atrito e dissipar o calor gerado na interface entre os anéis da gaxeta e a superfície do eixo, e entre as fibras da gaxeta. Durante a partida do equipamento, os lubrificantes de- vem ser liberados das gaxeta ao se apertar a sobreposta, de forma a prover a vedação e a lubrificação inicial, até a entrada gradual do sistema de lubrificação dinâmico. Após a partida e durante toda vida útil do engaxetamento, os lubrificantes proporcionam uma resiliência as gaxetas permitindo que se deformem e se recuperem, devido a pequenas ações mecânicas tais como a flexão do eixo. Os tipos mais comuns são: silicones Resistem a condições extremas e são quimi- camente inertes e termicamente estáveis até 360 °C. Óleos Minerais Normalmente são empregados os óleos inertes quimicamente. Grafite É o lubrificante sólido mais usual. Utilizado na forma de escamas ou pó. Mica Este lubrificante sólido possui alta resistência a temperatura, não causa erosão ou danifica as hastes de aço inoxidável das válvulas de vapor. É termicamente resistente até 600°C. Minerais Comumente conhecidos com derivados de petróleo ou hidrocarbonetos. sintéticos Comparáveis em alguns casos aos mine- rais, porém, desenvolvidos em laboratório para atender especificações de alta performance. Possuem excelentes características de viscosidade × temperatura e, quando se decompõem, volatilizam-se sem deixarem resíduos. PTFe A emulsão de PTFE em suspensão é um dos impregnantes mais empregados atualmente, pois além de aumentar a resistência química das fibras utilizadas na construção das gaxetas e não contaminar os fluidos de processo, possui baixo coeficiente de atrito e é auto- lubrificante. Porém, como o PTFE se comporta como um isolante térmico, é comum adicionar a ele um lubrificante para diminuir a geração de calor causado pelo seu atrito com o eixo em altas velocidades periféricas. Os sistemas de engaxetamento utilizados dependem do projeto da caixa de gaxetas e dos fluidos envolvidos. Em aplicações nas quais o fluido de processo contém sólidos em suspensão, estes poderão se acumular entre o eixo e a gaxeta, impedindo a lubrificação e arrefecimento do conjunto, o que provocará um aumento excessivo na temperatura do sistema e o desgaste prematuro do eixo e da gaxeta devido ao atrito. 5. sIsTeMas de enGaxeTaMenTo �Curso de Vedação Os dois projetos mais usuais nas industriais em geral são: sistema Integrado de Lubrificação Com auxílio de um anel lanterna esse sistema é utilizado quando: O fluido de processo contiver sólidos em suspensão, mantendo a caixa de gaxetas limpa. O fluido de processo for contaminante, evitando que o mesmo entre em contato com o meio ambiente. A pressão na caixa for inferior a pressão atmosférica, evitando a entrada de ar no sistema. A temperatura do fluido do processo for muito ele- vada, ajudando na refrigeração e lubrificação do engaxetamento. Este sistema consiste na injeção de um fluido limpo (nor- malmente água), com uma pressão de 1 a 1,5 bar superior à pressão interna da caixa de gaxetas. Este fluido é injetado entre os anéis da gaxeta através do anel lanterna (anel perfurado de PTFE, bronze, aço carbo- no ou inox), cuja posição no engaxetamento é definida no projeto pelo fabricante do equipamento. Se não houver problemas de contaminação ou de diluição do fluido de processo, este líquido (geralmente água) é suprido por uma fonte externa. Quanto o fluido de bombeado não puder sofrer contami- nação ou diluição, ou quando a pressão interna na caixa de gaxetas for inferior à atmosférica, o fluido de injeção E N T R A D A SAÍDA CAIXA DE GAXETAS ANÉIS DE GAXETAS SOBREPOSTA sistema auto-lubrificante Este é o projeto mais simples e amplamente utilizado com fluidos limpos (não contami- nantes e sem sólidos em suspensão) em equipamentosrotativos e bombas centrífugas de simples estágio. Sendo a pressão interna do sistema maior que a pressão atmosférica, o fluido de processo é forçado a passar en- tre o eixo e a gaxeta, proporcionando a lubrificação e a refrigeração necessária. PRESSÃO POSITIVA FLUIDO LIMPO deverá ser retirado da própria descarga da bomba e fil- trado (se contiver sólidos em suspensão) para então ser injetado na caixa de gaxetas através do anel lanterna. Injeção de Fluido Lubrificante Limpo Fluido com Sólidos em Suspensão Anéis de Gaxeta Anel Lanterna GOTEJAMENTO O dimensionamento da caixa de gaxetas depende funda- mentalmente das características físico-químicos do fluido e em função do equipamento. Válvulas Não existe uma norma padronizando as di- mensões das caixas de gaxetas, sendo o dimensional das mesmas dependentes do projeto de cada fabricante. O API (American Petroleum Institute) criou a norma API 621 com recomendações para o recondicionamento de Válvulas Gaveta, Globo e de Bloqueio, das quais destacamos: A utilização de no máximo 6 anéis de gaxetas Em caixas mais profundas, a utilização de espaça- dores no fundo da caixa que deverão ser: de carbono, de material equivalente ao da caixa de gaxetas ou de um material com dureza inferior em pelo menos 50 HB do que a dureza do material da haste. 6. dIMensIonaMenTo da CaIxa de GaxeTas Essas recomendações apre- sentam como vantagens, o menor esforço para movi- mentação da haste e a eco- nomia em gaxeta, sem afetar a selabilidade do sistema. Abaixo indicamos as princi- pais tolerâncias para utiliza- ção dos espaçadores: A - Espaçador / Haste Haste / Sobreposta: 0.035” - 0.060” B - Caixa de Gaxetas / Sobreposta Caixa de Gaxetas / Espaçador: 0.005” - 0.030” c - Fundo da Caixa / Haste: Máx. Especificado pelo Fabricante: + 0.0200” A B C � Curso de Vedação rotativos Em equipamentos rotativos de uma manei- ra geral e em bombas especificamente encontramos as seguintes medidas: SAÍDA 7B 5,25 B 2 B 2 B 3 B B B E N T R A D A SOBREPOSTA CAIXA DE GAXETAS DIÂMETROS DOS ANÉIS pol (mm) DE ACIMA DE ACIMA DE ACIMA DE ACIMA DE 5/8" 1,1/8" 1,7/8" 3" 4,3/4" (15,9) (28,6) (47,6) (76,2) (120,7) ATÉ ATÉ ATÉ ATÉ ATÉ 1,1/8" 1,7/8" 3" 4,3/4" 12" (28,6) (47,6) (76,2) (120,7) (304,8) 5/16" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" (7,9) (9,5) (12,7) (15,9) (19,1) TAMANHO DA GAXETA (B) pol (mm) EIXO0,25 B 0,25 B1,5 B ROTOR 15 A 30o o As condições gerais do equipamento são de vital impor- tância para a vida útil do engaxetamento. Folgas excessi- vas causam extrusão da gaxeta e o empenamento causa fadiga no engaxetamento devido aos esforços alternados de compressão durante a rotação do eixo. De nada adianta especificar corretamente o tipo de gaxeta se as tolerâncias acima não forem obedecidas. número de anéis de gaxeta: 5 Largura do anel lanterna: 2 vezes a bitola da gaxeta Curso ou ajuste da sobreposta: 2 vezes a bitola da gaxeta. Caso não haja anel de lanterna, a profundidade total da caixa será igual a 5B. Tolerâncias nas Caixas de Gaxetas de equipamentos rotativos Num engaxetamento típico, a pressão de vedação e o conseqüente esforço do motor ou do operador (válvulas) para girar o eixo, serão diretamente proporcionais à pres- são de operação do sistema, ao comprimento da caixa de gaxetas, ao diâmetro do eixo e sua RPM e ao coeficiente 7. seLeção de GaxeTas de Vedação de atrito do engaxetamento. Portanto, ao fazer a seleção da Gaxeta para uma determinada aplicação, deve-se ana- lisar os seguintes fatores: Tipo e Condições do equipamento As Gaxetas para vál- vulas devem ser mais densas e não há necessidade de muito lubrificante. Já para os equipamentos rotativos, as Gaxetas devem ser flexíveis e conter bastante lubrificante ou então serem feitas com fibras auto-lubrificantes, verifi- car o sistema de lubrificação existente no equipamento. O acabamento superficial do eixo ou haste deverá ter a rugosidade adequada e estar em bom estado. Características Físicas do Fluido Os fluidos podem ser ga- ses ou líquidos, podendo ainda ser voláteis, cristalizantes, limpos ou com sólidos em suspensão. No caso de gases (incluindo o vapor), trata-se normal- mente de uma válvula e a gaxeta deverá ser compacta e de alta selabilidade. Quando o fluido for volátil, obrigatoriamente deve- mos ter um lubrificante externo ou aplicar uma Gaxeta autolubrificante. No caso de fluidos cristalizantes ou com sólidos em suspensão, além da fonte externa de lubrificação, de- vemos trabalhar com gaxetas que possuam boa resis- tência a abrasão. Para fluidos limpos, podemos trabalhar com gaxetas mais macias e conseqüentemente menos agressivas ao eixo. Características Químicas do Fluido A resistência química dos lubrificantes e impregnantes da Gaxeta bem como a fibra utilizada na sua construção tem fundamental im- portância neste item, dessa forma deveremos escolher uma gaxeta cuja faixa de pH seja compatível com o pH do fluido de processo. Temperatura e Pressão de operação Aqui também a re- sistência dos materiais de construção da Gaxeta devem ser compatíveis com as temperaturas e pressões as quais serão submetidos. Velocidade Periférica As experiências em campo mos- traram que cada tipo de Gaxeta (material, construção, lubrificação) tem um limite de resistência que pode ser relacionado com a com a velocidade periférica (ou su- perficial) do eixo. relação Custo x Benefício Sempre que uma Gaxeta for especificada, os seguintes fatores devem ser observados: desempenho, durabilidade, contaminação do fluido, otimização dos itens de estoque, eventuais problemas à saúde de quem manuseia a Gaxeta e perdas de produ- ção. A análise de todos estes fatores é que determinará o produto mais vantajoso ao cliente. �Curso de Vedação Tipo Fibra Temperatura (ºc) Pressão bar (rotativos) pH Velocidade Perrférica (m/s) Suporta fluido abrasivo Necessita de lubrificação 2200 Carbono/ Grafitado 450 At. Oxidante 650 Vapor 25 0 a 14 20 Sim Não 2202 Carbono/ Grafite 450 At. Oxidante 650 Vapor 30 0 a 14 20 Não Não 2006 PTFE 280 20 0 a 14 12 Não Sim 2007G PTFE-grafite 280 35 0 a 14 25 Não Sim 2060 PTFE/ para-Aramida 280 35 0 a 14 12 Não Sim 2070 PTFE-grafite/ para-Aramida 280 35 0 a 14 25 Não Sim 2004 2044 para-Aramida/ PTFE 280 20 35 2 a 12 15 Sim Sim 2017 PTFE-grafite + para-Aramida 280 30 2 a 12 20 Sim Sim 2019 Acrílica/PTFE 230 20 2 a 12 12 Não Sim 2030 meta-Aramida/ PTFE 290 35 1 a 13 10 Sim Sim 2043 para-Aramida PTFE/Grafitado 280 20 2 a 12 20 Sim Sim 2777 Fenólica/PTFE 250 25 1 a 13 15 Sim Sim 2143 / 2153 Vegetal/ Graxa Mineral 100 15 6 a 8 6 Não Sim Limites de Serviços e Características das Gaxetas de Vedação: 7.1. exemplo Especificar uma gaxeta para trabalhar em uma bomba cen- trífuga que possui as seguintes condições operacionais: Fluido: Celulose pré-branqueada Temperatura de operação: 80 °C Pressão de operação: 6 bar Velocidade Periférica: 6 m/s pH: 7 a 13 Pressão da água de refrigeração: 8 bar solução: Passo 1: Como a celulose pré-branqueada é um fluido abrasivo, verificar na tabela acima ou na descrição das fibras (item 4.2) quais as gaxetas que atendem esse requisito. Resposta: 2004, 2017, 2030, 2043, 2044, 2777 e 2200 Passo 2 : Verificar nas tabelas existentes no catálogo de gaxeta ou na tabela acima, a compatibilidade química entre o fluido de processo e as gaxetas selecionadas no passo 1. Resposta: As gaxetas compatíveis com o fluido são: 2030, 2777 e 2200 Passo 3 : Verificar nas tabelas existentes no catálogo de gaxetas ou na tabela acima, quais das gaxetas selecionadas no item anterior atendem as condições de pressão e temperatura. Resposta: Todas Passo 4 : Verificar se as gaxetas selecionadas no passo 2, podem trabalhar na velocidade periférica informada. Resposta: Sim, todas atendem. Passo 5 : Verificar na tabela de preços o custo de aquisição (R$/mt) de cada uma das gaxetas selecionadas e comparar com os dados técnicos / desempenhoesperado de cada uma delas, classificando-as como segue: Gaxeta mais econômica: 2030 Gaxeta com melhor custo/benefício: 2777 Gaxeta de maior performance: 2200 Escolha agora a gaxeta que mais lhe convém. �0 Curso de Vedação Nas indústrias em geral, o emprego do Engaxetamento Misto, que consiste na utilização de anéis com gaxetas de tipos distintos de fibras, vem se tornando cada vez mais usual seja pela necessidade de se reduzir o consumo de fluido de selagem ou pela necessidade de se prolongar à vida útil dos engaxetamentos submetidos às mais severas condições de operação. Um engaxetamento ideal tem que atender a todas as condições do serviço e manter o controle da vedação por um período prolongado devendo então possuir as seguintes propriedades: resistência a produtos químicos. resistência à extrusão. suportar altas pressões e temperaturas. boa estabilidade dimensional. boa dissipação de calor. baixo coeficiente de atrito. 8. enGaxeTaMenTo MIsTo 8.1. distribuição da Força de aperto E N T R A D A SAÍDA SOBREPOSTA CAIXA DE GAXETAS EIXOROTOR PRESSÃO DE APERTO ANÉIS DE GAXETA DIREÇÃO RADIAL DIREÇÃO AXIAL SAÍDA E N T R A D A 70 % DO DESGASTE CARGA RETIDA 8 7 6 5 4 3 2 1 100 200 300 400 ( PSI ) FORÇA DA SOBREPOSTA FORÇA RADIAL FORÇA AXIAL A pressão exercida pela sobreposta vai diminuindo de anel para anel no sentido da sobreposta para o fundo da caixa de gaxetas, devido ao atrito entre a superfície interna do anel de gaxeta e o eixo/luva de desgaste, e entre a super- fície externa do anel de gaxeta e a caixa de gaxetas. Desta forma, os anéis do fundo da caixa de gaxetas (Figura 1), recebem uma pressão de aperto menor que os anéis mais próximos à sobreposta. Por esta razão, em equipamentos rotativos, cerca de 70% do desgaste do eixo ou luva de desgaste ocorre na região que fica em contato com os dois anéis mais próximos à sobreposta (Figura 2). Pelo acima exposto, podemos dividir a caixa de gaxeta em duas regiões distintas: reGIão I É a região compreendida entre o fundo da caixa de gaxetas e o anel lanterna ou pelos dois anéis mais próximos do fundo da caixa de gaxetas. Nesta região, a gaxeta tem contato direto com o fluido a ser vedado, tendo que resistir aos seguintes esforços: Ataque químico. Ataque por abrasão dos sólidos em suspensão. Extrusão causada pela pressão de aperto. reGIão II É a região compreendida entre o anel lanterna e a sobre- posta, ou pelos anéis mais próximos da sobreposta. Nesta região, conforme mostrado nas figuras 1 e 2, as gaxetas sofrem maiores forças axiais e radiais, tendo que possuir as seguintes características: Baixo coeficiente de atrito. Alta dissipação de calor. Boa resistência à extrusão. Resistência à temperatura. Boa estabilidade dimensional. Figura 1 Figura 2 CAIXA DE GAXETAS EIXO REGIÃO IIREGIÃO I SOBREPOSTA 8.2. Conclusão Tendo em vista as características e os conceitos das gaxetas nas regiões I e II, vários arranjos de gaxetas po- derão ser analisados, com o objetivo de proporcionar uma maior vida do engaxetamento com ou sem fluidos abrasivos e melhor performance do equipamento, com ou sem água de selagem. Consulte a nossa Engenharia de Aplicação para selecionar o arranjo mais adequado as suas condições de operação. Anel Lanterna �� Curso de Vedação 9. InsTaLação de GaxeTas 9.1. Preparativos 1. Organizar todas as ferramentas e materiais necessários para a execução do serviço. 2. Solicitar o bloqueio do equi- pamento e aguardar sua li- beração pela segurança 3. Certificar-se que o mesmo está despressurizado, drenado e na temperatura ambiente. 4. Preparar o local de trabalho: ⇒ Lavar e desobstruir o equipamento. ⇒ Providenciar iluminação adequada para a execução do serviço. 5. Remover da sobreposta, todos os anéis de gaxetas velhos e o anel lanterna. ⇒ Método clássico ⇒ Método hidrojato 6. Limpar e verif icar a cai- xa de gaxetas, o eixo ou a luva / haste de modo que: ⇒ Rugosidade máxima esteja dentro das tolerâncias da norma (API 600 = 32 µpol ou 0.8 µm) ⇒ A superfície esteja lisa e sem desgaste. 9.2. Preparo dos anéis e Instalação em Bombas 7. Tolerâncias recomendadas: ⇒ Folga entre a caixa e o eixo (Fce) = de 0,25 a 0,40 mm ⇒ Folga entre a sobreposta e o eixo (Fse) = de 0,40 a 0,50 mm ⇒ Folga entre a sobreposta e a caixa (Fsc) = 0,25 a 0,30 mm ⇒Empenamento Máx.=0,025 mm 8. Se a folga existente entre o fundo da caixa e o eixo/luva for excessiva ou o fluido a ser veda- do for abrasivo, colocar um anel de fundo em PTFE. 9. Limpar e verificar estojos e porcas, substituindo-os se necessário. 10. Verificar o sistema de água de selagem. 11. Conferir a bitola correta da gaxeta pela fórmula: D caixa - D eixo 2 12. Conferir o número correto de anéis de gaxeta e a posição do anel lanterna. Número de anéis: Prof. da caixa de gaxetas Bitola da gaxeta 13. Utilizar uma fita de PTFE “veda rosca” envolta no lo- cal da gaxeta onde será efe- tuado o corte, de modo que as fibras não se abram. Se a temperatura na caixa de gaxetas for superior a 200ºC, utilizar fita crepe no lugar da fita de PTFE. 14. Determinar o comprimento do anel pelas fórmulas: ⇒ Para equipamentos que utilizem bitolas de gaxeta até ½”. L=(1,3 x S + D) x 3,14 ⇒ Para equipamentos que utilizem bitolas de gaxeta aci- ma de ½”. L=((1,3 x S + D) x 3,14) + S onde: L = comprimento do anel S = bitola da gaxeta D = diâmetro do eixo 15. Efetuar o corte dos anéis com o auxílio de um dispo- sitivo de corte a 45º (bitola da gaxeta até ½”) ou 90º (bitola da gaxeta acima de ½”). 16. Lubrificar os anéis, um a um. Nunca utilizar graxa na lubrificação de anéis. Utilizar um lubrificante compatível com a gaxeta e com a aplicação. Ex.: óleo mineral, vaselina ou silicone. �� Curso de Vedação 17. Com auxílio de uma luva bi- partida, ferramenta específi- ca ou da sobreposta, empurre um anel de cada vez até o fun- do da caixa de gaxetas. 18. Instalar os anéis de tal for- ma que fiquem defasados de 90º entre si. Sempre no último anel junto a sobre- posta a emenda deverá estar virada para baixo, evi- tando que o gotejamento gire com o eixo formando um chuveiro. 19. Lubrificar parafusos e por-cas com lubrificante adequado de acordo com as condições operacionais. 20. Posicionar corretamente o anel lanterna medindo ou con-tando o número de anéis de gaxetas até o local do furo de injeção, de modo que o início do anel coincida com o furo de injeção. 21. Após instalar o último anel, apertar alternadamente as porcas da sobreposta até encontrar forte resistência. Afrouxar as porcas da so- bre-posta reapertando-os até encontrar pequena re- sistência. 22. A sobreposta deve penetrar na caixa de gaxetas no mí- nimo 3 mm, para evitar que o último anel extrude pela folga exis-tente entre a so- breposta e a caixa, travando o seu curso. 23. Abrir sempre a água de se- lagem, antes da partida, pois sua falta poderá acar- retar danos irreversíveis ao engaxetamento. 24. Desbloquear o equipamen- to, fechando os drenos, abrindo as válvulas de processo, retiran- do as etiquetas de bloqueio e libe-rando o equipamento com o pessoal do controle. 25. Ligar a unidade. Se ne- ces-sário, apertar as porcas alternadamente ¼” de volta por vez até alcançar o gotejamento desejado. 26. Substituir a gaxeta quando o gotejamento não puder mais ser controlado mediante o ajuste da sobreposta. 9.3. Instalação em Válvulas 1. Siga as mesmas orientações de preparo, remoção e instalação de anéis, já mencionadas para bombas. 2. Apertar o preme-gaxeta até encontrar forte resistência. 3. Abrir e fechar a válvula 3 vezes. Atenção: O aperto exces- sivo poderá travar a haste impedindo a abertura ou fechamento da válvula. 4. C o l o c a r o s i s t e m a e m operação. ��Curso de Vedação 10. ProBLeMas MaIs CoMuns CoM enGaxeTaMenToEFEITOS APARENTES POSSívEIS CAuSAS POSSívEIS SOluçõES Anéis junto a sobreposta queimados. Anéis com face interna carbonizada. ⇒ Excesso de aperto na sobreposta, falha na lubrifica- ção interna (falta de gotejamento) ⇒ Falha na injeção de água de selagem) acarretando aquecimento excessivo pelo atrito da gaxeta com o eixo. ⇒� O fluido bombeado possui temperatura acima do limite máximo da gaxeta. ⇒ Diminuir o aperto da sobreposta. ⇒ O anel lanterna foi montado fora de sua posição. ⇒� A tubulação do sistema de lubrificação e/ou re- frigeração está obstruída (normalmente a válvula está fechada). ⇒ Especificar uma gaxeta que suporte a temperatura de trabalho do fluido. Anéis com face interna desgastada. alta abrasividade ⇒� Causada pelos sólidos em suspensão do fluido ou pela rugosidade acentuada da superfície do eixo ou da luva de desgaste. ⇒ Verificar se a gaxeta é a indicada para trabalhar com fluido abrasivo. ⇒ Verificar se a água de selagem está limpa (sem sólidos em suspensão), com volume e pressão adequados. ⇒ Providenciar reparo do eixo ou a troca da luva de desgaste por uma com a dureza superficial compatível com o trabalho com fluidos abrasivos. Anéis secos, sem impregnantes ou lubrificantes. ataque químico ⇒ Incompatibilidade da gaxeta com o fluido. ⇒ Especificar a gaxeta adequada em relação ao fluido bombeado. Anéis mostram tendência a extrudar. ⇒�Folga excessiva entre o eixo e a sobreposta. ⇒�Excesso de aperto ⇒�Gaxeta inadeguada ⇒ Providenciar o reparo da caixa de engaxetamento, do eixo ou da sobreposta para diminuir a folga. ⇒ Diminuir aperto da sobreposta ⇒�� Especificar uma gaxeta que possua maior resistência a extrusão. Falta de anel ou parte do engaxetamento. Folga excessiva entre o eixo e o fundo da caixa de engaxetamento. ⇒ Providenciar o reparo do fundo da caixa de engaxetamento ou do eixo para diminuir a folga. ⇒ Se não for possível, utilizar um anel rígido como primeiro anel. Saliência lateral em um ou mais anéis. anel cortado muito curto. ⇒ Utilizar os anéis com os comprimentos corretos. Anéis com face externa desgastada. anéis giram junto com o eixo ⇒ Luva de desgaste ou eixo desgastado. ⇒ Bitola da gaxeta inferior à recomendada. ⇒ Providenciar o reparo do eixo ou trocar a luva de desgaste. ⇒ Utilizar gaxeta com a bitola correta. Variação na espessura radial dos anéis. alta vibração ⇒ Rotor desbalanceado. ⇒ Rolamento danificado. ⇒ Empenamento do eixo. ⇒ Desalinhamento do eixo. ⇒ Fazer o balanceamento do rotor. ⇒ Providenciar a troca dos rolamentos. ⇒ Fazer o reparo do eixo. Face de contato de um anel está brilhante. um anel gira e o outro se mantém fixo. ⇒ Fazer o reparo do eixo. Força radial ⇒�É originada pela pressão interna e tende a expulsar a junta. Força de separação ⇒ Também é originada pela pressão interna e tende a separar os flanges. Força dos Parafusos ⇒�É a carga total exercida pelo aper- to dos parafusos. Carga do flange ⇒� É a força que comprime os flanges contra a junta. Inicialmente é igual à força dos parafusos, após a pressurização do sistema é igual à força dos para- fusos menos a força de separação. A força dos parafusos, aplicada inicialmente sobre a junta, além de esmagá-la, deve: ⇒��Compensar a força de separação causada pela pres- são interna. ⇒��Ser suficiente para manter uma pressão residual sobre a junta, evitando o vazamento do fluido. 1. deFInIção Junta de vedação é todo material que comprimido entre duas partes de uma união flangeada, permite manter o vazamento de um fluido dentro dos limites máximos aceitáveis para a aplicação. Os materiais das juntas devem ser sempre mais ma- cios do que os materiais dos flanges, de modo que, ao serem apertadas contra as superfícies dos flanges preencham as imperfeições entre elas, proporciona- do a vedação sem que os flanges sejam danificados. Em juntas, o vazamento pode ocorrer entre as superfícies da junta e dos flanges ou através da própria junta (juntas não-metálicas), sendo este último caso mais comum na vedação de gases, podendo ser bastante perigoso se o gás for tóxico ou explosivo. 2. Forças eM uMa unIão FLanGeada Como regra geral, é necessário que a superfície seja ranhu- rada para as juntas não metálicas já que elas precisam ser mordidas pela superfície de vedação, lisa para as metálicas e ligeiramente áspera para as semi-metálicas. As superfícies dos flanges podem variar do acabamento bruto de fundição até o lapidado. Entretanto, o acaba- mento mais encontrado comercialmente é o ranhurado concêntrico ou em espiral fonográfica, conforme mos- trado na Figura 1. Ambos são usinados com ferramentas similares, tendo as ranhuras 1/64” (0,4mm) ou menos de profundidade e 4. InFLuênCIa do aCaBaMenTo dos FLanGes na esCoLHa da JunTa �� Curso de Vedação 3. eFICIênCIa de uMa JunTa A eficiência de uma junta é determinada pela observância dos seguintes fatores durante a especificação do tipo da junta e material a ser utilizado. Pressão de operação ⇒ Representa a pela pressão interna do fluido contra a junta, tentando expulsá-la. Temperatura e Ciclagem Térmica ⇒ A alternância entre o calor e o frio atuam sobre a junta, flange e parafusos, causando efeitos termomecânicos pela dilatação e con- tração dos metais e o colapso de alguns tipos de juntas. O calor afeta o material da junta pela aceleração do “creep- relaxation”, que é a deformação permanente que ocorre em materiais macios quando sob esforço. Certos fluidos confinados se tornam cada vez mais agressivos com o au- mento da temperatura, atacando os materiais orgânicos da junta. Como regra geral, quanto mais alta for a tempe- ratura, mais criteriosa deve ser a seleção da junta. Compatibilidade Química ⇒ É a capacidade da junta re- sistir ao ataque químico do fluido que será vedado. Torque adequado ⇒ É o aperto a ser dado nos parafusos do flange de modo a que a junta seja comprimida o su- ficiente para vedar o fluido nas condições de operação especificadas. O cálculo do torque deve levar em conta os limites de resistência das juntas, flanges e parafusos de modo a que não sejam danificados. acabamento superficial ⇒ O acabamento superficial dos flanges tem grande influência na selabilidade da junta. Flanges com maior rugosidade requerem juntas mais macias. Condições gerais ⇒ Tipo, material e dimensional dos flanges e dos parafusos, montagem correta e caracterís- ticas típicas de cada equipamento / aplicação. ��Curso de Vedação Acabamento da Superfície de Vedação dos Flanges passo de 1/32” (0,8mm). As faces com ranhuras em espiral são mais difíceis de vedar do que as faces com ranhuras concêntricas, pois o preenchimento dos sulcos deve ser completo; do contrário, haverá um caminho de vazamen- to entre o início e o fim da espiral. Figura 1 Ranhurado Concêntrico Espiral Fonográfica Linha TeadIT CARACTERíSTiCAS do FlANGE Não-Metálico ou Metálico com revestimento frágil Metálico Classe de Pressão (PSI) RF (com ressalto) FF (sem ressalto) RF (com ressalto) FF (sem ressalto) Lingüeta e Ranhura Macho e Fêmea Ring-Joint Liso Ranhurado Liso Ranhurado Liso Ranhurado Liso Ranhurado Quimflex® SH TEAloN® ≤ 400 Papelões Hidráulicos ≤ 400 Graflex® ≤ 300 Metalbest® 911 Metalbest ® 911M Metalflex ® 913 < 250 Ra < 250 Ra ≤ 600 Metalflex ® 913M < 250 Ra < 250 Ra ≤ 2500 Metalbest ® 923/ 927 Camprofile 942 Camprofile 946 < 250 Ra < 250 Ra Anéis RTJ dESCRição dA JuNTA Plana não-metálica Metálica corrugada Metálica corrugada com revestimento não-metálico Metalflex® (espiral) Metalbest® (dupla camisa metálica ) Plana metálica Metálica ranhurada Camprofile Metálica ranhurada com cobertura Ring-Joint metálico TiPo TEAdiT 810 / 820 900 905 911 / 913 / 914 920 / 923 / 926 927 / 929 940 941 942 950 / 951 RX / BX SEção TRANSVERSAl AC AB AM EN To Su PE RF iCiA l µ m 3.2 a 6.3 1.6 3.2 2.0 a 6.3 1.6 a 2.0 1.6 a 20 1.6 1.6 a 2.0 1.6 µ pol 125 a 250 63 125 80 a 250 63 a 80 63 63 63 a 80 63 920 923 926 927 929 950 951 RX BX Quadro de Aplicação �� Curso de Vedação Nas figuras a seguir mostramos as combinações mais usuais das possíveis faces dos flanges e sua influência na seleção das juntas. Face Plana ⇒ Junta não confinada (Figura 2). As superfí- cies de contato de ambos os flanges são planas. A junta deve ser do tipo FF (Full Face = face plana), cobrindo toda a superfície de contato. A face plana é normalmente uti- lizada em flanges de materiais frágeis. Face ressaltada ⇒ Junta não confinada (Figura 3). As superfícies de contato são ressaltadas de 1/16” ou 1/4”. As juntas podem ser do tipo RF (Raised Face = face com ressalto) indo até os parafusos, ou FF (Full Face = face pla- na). A junta RF é a mais utilizada, pois além de permitir sua montagem / desmontagem sem a necessidade de se retirar todos os parafusos, é mais econômica. Lingüeta e ranhura ⇒ Junta totalmente confinada (Figura 4). A profundidade da ranhura é igual ou um pouco maior que a altura da lingüeta. A ranhura é cerca de 1/16” mais larga que a lingüeta. Normalmente a junta tem a mesma largura da lingüeta. É necessário afastar os flanges para a colocação da junta. Este tipo de flange produz elevadas pressões de aperto sobre a junta, não sendo adequado para a utilização de juntas não-metálicas. 5. TIPos de FLanGes Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 7 Face Plana e ranhura ⇒ Junta totalmente confinada (Figura 5). A face de um dos flanges é plana e a outra possui uma ranhura onde a junta é encaixada. Usada em aplicações onde à distância entre os flanges deve ser precisa, pois quando a junta é esmagada, os flanges en- costam. Somente as juntas de grande resiliência podem ser usadas neste tipo de montagem. Juntas espiraladas, O-rings metálicos não sólidos e juntas dupla camisa com enchimento metálico são as mais indicadas. Macho e Fêmea ⇒ Junta semi-confinada (Figura 6). A pro- fundidade da fêmea é igual ou menor à altura do macho, para evitar a possibilidade de contato direto dos flanges quando a junta é comprimida. O diâmetro externo da fê- mea é até 1/16”(1,6mm) maior que o do macho. Os flanges devem ser afastados para montagem da junta. ring Joint ⇒ Também chamado anel API (Figura 7). Ambos os flanges possuem canais com paredes em ân- gulos de 23°. A junta é de metal sólido com perfil oval ou octogonal (mais eficiente). Figura 6 Tipo mais comum; Junta confinada no diâmetro externo Junta confinada no diâmetro externo Junta confinada no diâmetro interno Face Plana e Ranhura Figura 5 ��Curso de Vedação No Brasil, as juntas consideradas “padrão” seguem a norma ASME B16.21. Porém, outras normas podem ser utilizadas como referência para a fabricação de juntas mediante solicitação do cliente. No caso de juntas não normalizadas, devemos seguir as recomendações abaixo: ⇒��Fazer os furos com diâmetro levemente maior que o diâmetro dos parafusos. Deste modo, a Junta não abaulará em torno dos parafusos, proporcionando um assentamento perfeito (figura 8). ⇒��Dimensionar corretamente o diâmetro interno da Junta para que a parte exposta do flange não seja corroída pelo líquido (figura 9). ⇒��O diâmetro interno da Junta deve ser levemente maior que o da tubulação; isto fará com que o fluxo não seja obstruído quando se esmagar a junta (figura 10). 6. dIMensIonaMenTo de JunTas não-MeTÁLICas Figura 9 Figura 10Figura 8 nunca martele o Papelão Hidráulico sobre o flange para confeccionar a Junta, pois poderá danificá-lo. Quando as dimensões da Junta forem maiores que as folhas dos materiais não-metálicos, e na impossibilidade da utilização de Quimflex 24B (que não requer emendas), podem ser utilizados dois tipos de emendas: Cauda de andorinha ⇒ É a emenda mais usada em apli- cações industriais, permitindo a fabricação de Juntas em qualquer tamanho e espessura (Figuras 12 e 13). 7. eMendas de JunTas não-MeTÁLICas Espessura Mínima da Junta 1/8” 450 Colado Figura 12 Figura 14 Chanfrada ⇒ Quando a força de esmagamento for baixa, podem ser feitas emendas chanfradas, coladas ou soldadas. Devido à dificuldade de fabricação, este tipo emenda só é viável para espessuras de no mínimo 3,0mm (Figura 14). L ≤ 200 mm A= (.3 a .4) L B= (.3 a .5) L C= (.5 a .6) L L > 200 mm A= (.15 a .2) L B= (.15 a .25) L C= (.25 a .3) L 8. MaTerIaIs MaIs uTILIzados na FaBrICação de JunTas não-MeTÁLICas 8.1 - Papelão Hidráulico 8.1.1. definição Fabricado a partir da vulcanização sob pressão de compos- tos de elastômeros (borrachas) e fibras, é o material mais empregado na confecção de juntas planas para vedação estática de fluidos, por serem econômicos e cobrirem uma ampla faixa de aplicação. Suas principais características são: ⇒ Elevada resistência ao esmagamento. ⇒ Alta retenção de torque. ⇒ Resistência a altas temperaturas e pressões. ⇒ Boa resistência a produtos químicos. 8.1.2. Fibras utilizadas As fibras têm a função de elemento estrutural, sendo as responsáveis pela resistência à pressão e ao esmagamento dos papelões hidráulicos, além de influenciarem no limite da temperatura de trabalho e na resistência química aos produtos a serem vedados. Os tipos de fibras utilizados pela Teadit na fabricação dos Papelões Hidráulicos são: Celulose Fibra vegetal com boa resistência mecânica, baixa resis- tência à temperatura e a produtos químicos. Tem como grande atrativo o baixo custo, o que a torna uma boa al- ternativa ao amianto em aplicações não severas. aramida Fibra sintética com boa resistência a produtos químicos e excelente resistência mecânica. Figura 13 �� Curso de Vedação Lã de rocha Fibra Mineral que possui como principal característica à resistência a elevadas temperaturas. Carbono / Grafite Fibras com boa inércia química e boa resistência a ciclagens térmicas moderadas. Ideal para altas temperaturas. 8.1.3 - Borrachas Atuam como ligante entre as fibras, contribuindo na ob- tenção de uma boa resistência mecânica e conferindo a flexibilidade necessária ao papelão. Tem forte influência na determinação da resistência química do papelão em relação aos fluidos que serão vedados, sendo responsável também por sua selabilidade. Borracha sBr (estireno-butadieno) Possui superior resistência ao calor e apresenta-se eficien- te em contato com água quente e fria, ar, ácidos fracos, álcalis e produtos químicos em geral. Sua resistência a óleos e solventes é limitada. Borracha nBr (borracha nitrílica) Possui excelente resistência à água, solventes, hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, óleos minerais, animais e vegetais, tetracloreto de carbono, solventes de esmalte, ácidos fracos, álcalis diluídos e concentrados e produtos químicos em geral. Hypalon® Borracha sintética (marca DuPont) que apresenta alta re- sistência à oxidação pelo oxigênio e ozônio. Possui boa resistência térmica e a fluidos corrosivos. Não propaga fogo e resiste a intempéries. Indicada para trabalhar com ácidos em geral. 8.1.4. acabamento superficial do Papelão Hidráulico Grafitado ⇒ Como opção ao acabamento natural, o gra- fite pode ser aplicado em uma ou duas faces dos pape- lões hidráulicos, evitando sua aderência aos flanges e facilitando a desmontagem da junta. 8.1.5. Limites de serviços Cada Papelão Hidráulico possui limites máximos de tempe- ratura e pressão em função dos seus componentes (tipos de borracha e fibras). Estas condições máximas, porém não podem ocorrer em conjunto, visto que, na medida que aumenta a temperatura, a borracha sofre uma aceleração em seu processo de envelhecimento, e alguns tipos de fibras são atacados, diminuindo a resistência à pressão do papelão hidráulico. De uma forma genérica, a compatibilidade dos Papelões Hidráulicos Teadit em relação aos fluidos básicos é apre- sentada na “Tabela de Compatibilidade Química” contida em nosso Catálogo de Produtos. Para fluidos específicos,devem ser realizados testes dos papelões nos próprios fluidos a serem vedados. 8.1.6. seleção de um Papelão Hidráulico Especificar o Papelão Hidráulico sempre de acordo com as condições reais de serviço. Neste caso, devemos con- siderar todos os dados listados a seguir: ⇒�Compatibilidade Química. ⇒�Temperatura máxima de operação. ⇒�Pressão máxima de operação. ⇒�Curva PxT. ⇒�Presença de ciclagem térmica. ⇒�Acabamento superficial dos flanges. ⇒�Dimensional da junta. ⇒�Excesso de Vibração. ⇒�Custo x Benefício. Os Papelões Hidráulicos TEADIT atendem as normas ASTM conforme indicação do catálogo. 8.1.7. exemplo de especificação Selecionar um papelão hidráulico para fabricação de juntas para flanges RF de 3” classe 300 #, de uma linha de Vapor Saturado a 250 °C e 40 bar, em usina de açúcar e álcool. solução: Passo 1 : Verificar na tabela de compatibilidade química existen- te no final do capítulo de Papelões Hidráulicos, existen- te no catálogo geral de produtos TEADIT, quais os tipos de papelão que são indicados para trabalhar com vapor saturado. Resposta: NA1000/1000M, NA1002, NA1060, NA1100 e NA1092. Passo 2: Verificar no catalogo geral, as tabelas existentes na des- crição de cada produto, se os valores máximos de ope- ração informados (temperatura e pressão) são inferiores aos limites máximos dos papelões selecionados no item anterior. Resposta: Sim. Passo 3: Verificar se as condições operacionais de temperatura e pressão, estão dentro da área limitada pela linha verde e que corresponde aos limites “normais” de aplicação de cada um dos papelões. Resposta: Os tipos NA1100, NA1092 e NA1060 estão de acordo. Passo 4: Verificar se existe a possibilidade de ocorrerem ciclos térmicos, ou seja, de variações de temperatura na linha. Resposta: No caso de uma usina de açúcar e álcool são normais ao longo da safra pequenas paradas de produção, acarretando esfriamento de algumas linhas. Dessa forma ��Curso de Vedação recomendamos a escolha de um papelão que tenha al- guma resistência a ciclos térmicos. Nesse caso ficaríamos com o NA1100 e o NA1092. Passo 5: Verificar acabamento superficial dos flanges. Para que se possa utilizar juntas de papelão hidráulico, os flanges têm que ser ranhurados com rugosidade entre 125 a 250 µ polegada. Caso a rugosidade seja menor, deve- remos optar por juntas Meltalflex®. Passo 6: Verificar se o dimensional da junta está de acordo com o dimensional dos flanges. Como se trata de junta padrão consultar a norma ASME B 16.20. Passo 7: Verificar se existe possibilidade de fortes vibrações ou golpes de aríete na linha. Caso positivo, utilizar juntas Metalflex® 913M. Passo 8: Verificar custo de aquisição das lâminas dos dois pape- lões selecionados. Como o NA1092 é mais econômico, optar por ele. 8.1.8. ProBLeMas MaIs CoMuns CoM JunTas de PaPeLão HIdrÁuLICo efeitos aparentes Causas Prováveis solução Carga insuficiente sobre a junta ⇒ Carga insuficiente dos parafusos. ⇒ Junta muito fina. ⇒ Junta muito larga. ⇒ Tipo incorreto de junta. ⇒ Verificar a especificação dos parafusos e se possível trocá- los por novos, com um limite de escoamento maior. ⇒ Usar junta de maior espessura. ⇒ Reduzir a área da junta. ⇒ Colocar junta que necessite menor esmagamento. Carga excessiva sobre a junta ⇒ Carga excessiva dos parafusos. ⇒ Junta muito estreita. ⇒ Tipo incorreto de junta ⇒ Recalcular e controlar o aperto necessário para a vedação de modo a não ultrapassar a pressão de esmagamento máximo admissível pela junta. ⇒ Aumentar a área da junta. ⇒� Colocar uma junta que suporte uma pressão de esmagamento maior. Falta de aperto na montagem ⇒ Parafusos com aperto insuficiente. ⇒ Procedimento de aperto incorreto. ⇒ Junta relaxada devido à temperatura de operação. ⇒ Roscas defeituosas. ⇒ Comprimento insuficiente da rosca. ⇒ Calcular torque adequado para as condições de trabalho. ⇒ Seguir procedimento correto de aperto dos parafusos. ⇒ Especificar uma junta mais apropriada para essa aplicação. ⇒ Assegurar-se de que as porcas se movimentam com facilidade ao longo de toda a rosca dos parafusos. ⇒ Trocar os parafusos. Flanges distorcidos ⇒ Flanges muito delgados. ⇒ Flanges não paralelos. ⇒ Os flanges devem ser suficientemente rígidos para não distorcerem sob a força dos parafusos. ⇒��Usar juntas mais macias, que necessitem de menor aper- to para vedar. ⇒��Apertar os parafusos sempre na seguência cruzada. Caso o problema continue, reparar os flanges. Flanges danificados ⇒ Danos causados durante a montagem da linha quando as faces estão expostas; agressão durante a limpeza. ⇒ Reparar os flanges. Flanges sujos ou corroídos ⇒ Superfície irregular devido às pastas ou colas utilizadas antes da instalação de juntas, que endurecem com o tempo, ou devido à remoção parcial da junta velha. ⇒ Limpar os flanges totalmente. Providenciar para que as ranhuras também estejam limpas e nítidas. ⇒ Incompatibilidade do tipo de acabamento superficial do flange com a junta utilizada. ⇒ Providenciar a substituição da junta, conforme indicado na tabela “ASME PCC1 – 2000). �0 Curso de Vedação efeitos aparentes Causas Prováveis solução Material da junta deteriora-se rapidamente ⇒ Incompatibilidade química do material com o fluido e/ou temperatura excessiva. ⇒ Examinar as recomendações do fabricante para selecionar o tipo de material ou junta capaz de resistir às condições de trabalho. A junta é extrudada ⇒ Pressão de aperto excessiva. ⇒ Uso excessivo de pastas ou colas para juntas. ⇒ Rever o cálculo de torque e a especificação da junta. ⇒ O uso de compostos ou pastas não é recomendado. Dimensões incorretas ⇒ Erro de projeto, fabricação ou uso de norma errada. ⇒� Verificar se a norma utilizada para a fabricação das juntas é compatível com a norma pela qual a os flanges da tubu- lação / equipamento foram projetados. 8.2. Produtos em PTFe 8.2.1. definição Os produtos em PTFE caracterizam-se por serem iner- tes, atóxicos, não contaminantes e resistentes às intem- péries, sendo compatíveis com a maioria dos fluidos de processo em industriais de Papel e Celulose, Químicas e Farmacêuticas, Bebidas e Alimentos, Açúcar e Álcool, entre outras. Não envelhecem e nem enrijecem, proporcionando grande durabilidade as juntas. Apresentam excelente resistência química, faixa de pH de 0 a 14, podendo trabalhar com todos os fluidos ácidos ou cáusticos, exceto metais alca- linos fundidos e flúor puro. 8.2.2. TeaLon – PTFe reestruturado e aditivado A principal vantagem da linha TEALON* sobre as placas de PTFE rígido (sinterizado) é que, a partir do processo de fabricação desenvolvido para produzir folhas aditivadas e com estrutura fibrilada de orientação biaxial, obtem-se produtos cujos resultados reduzem substancialmente o escoamento do PTFE, sob aperto a alta temperatura. A TEADIT, para obter a melhor adequação dos seus pro- dutos as várias necessidades de resistência química dos fluidos de processo, desenvolveu inicialmente três tipos de TEALON com diferentes aditivos e de alta performance. TeaLon TF1570 (azul) ⇒� Aditivado com micro esferas ocas de vidro, é especialmente indicado para aplicações em flanges frágeis com fluidos altamente agressivos quimi- camente, possui certificação para trabalhar com produtos alimentícios e farmacêuticos (FDA). TeaLon TF1580 (Branco) ⇒�Aditivado com sulfato de bá- rio é especialmente indicado para aplicações com fluídos cáusticos fortes a altas temperaturas, além de possuir certificação para trabalhar com oxigênio (BAM), alimen- tos e produtos farmacêuticos (FDA). TeaLon TF1590 (Marrom) ⇒�Aditivado com sílica mine- ral, é especialmente indicado para trabalhar com ácidos fortes, possui certificação para trabalhar com produtos alimentícios e farmacêuticos (FDA). * TEALON é uma marca da E.I. DuPont De Nemours and Company e está sendo utilizada sob licença por TEADIT® 8.2.3. Quimflex – PTFe expandido Fabricado com 100% de PTFE expandido,através de pro- cesso especial que gera uma estrutura de fibras unifor- mes e de orientação unidirecional ou biaxial. Possui como principais características: ⇒��Alta Selabilidade a líquidos com baixa força de aperto: O PTFE expandido é a melhor solução para a vedação de flanges extremamente frágeis, tais como: vidro, ce- râmica, PVC e alumínio fundido, entre outros. ⇒��Alta compressibilidade: Permite fácil conformação da junta em superfície de flanges irregulares e des- gastados. ⇒�Trabalha com fluidos a temperaturas de -240 oC a + 280 oC. ⇒��Possui desempenho superior às juntas tradicionais de PTFE rígido ou do tipo envelope. As juntas PTFE expandido são encontradas no mercado sob forma de: Junta Plana - Quimflex® 24B Trata-se de uma estrutura de fi- bras unidirecionais obtida através da extrusão e expansão do PTFE. Com uma fita auto-adesiva em uma das faces, permite rápida e fácil instalação em flanges sob qualquer posição. ��Curso de Vedação 5 4 3 2 1 Ideal principalmente para flanges de grandes dimensões, pois pode compensar a falta de planicidade e pequenas irregularidades além de dispensar emendas (ex: torre de destilação de álcool). De fácil utilização em qualquer for- mato de flange (ex: carcaça de bombas). Possui certificação para trabalhar com produtos alimentícios e farmacêuti- cos (FDA). Placa de PTFe expandido - Quimflex® sH O Quimflex® SH é fabricado atra- vés de um processo especial que gera uma estrutura de fibras unifor- mes e biaxiais. De fácil corte e estampa- gem, é ideal para aplicações nas quais o espaço entre os flanges é reduzido. Possui certificação para trabalhar com produtos alimentícios e farmacêuticos (FDA). 8.2.3.1. Procedimento de Instalação do Quimflex 24B Além de seguir o procedimento descrito no item 11 (página 23), observar as recomendações abaixo relacionadas: A largura da junta plana é deter- minada pelo diâmetro nominal do flange normalizado ou de 1/3 a 1/2 da largura da superfície de vedação do flange. Descolar a fita adesiva e pressionar suavemente o Quimflex® 24B, centralizando-o sobre a área de vedação. Completar a instalação cruzan- do as pontas da fita uma sobre a outra, junto ao furo do flange. Ajustar os parafusos primeira- mente com as mãos depois, atin- gir o aperto desejado no mínimo em três estágios, seguindo sem- pre a seqüência de aperto cruza- do (vide procedimento ASME). Em algumas aplicações, prin- cipalmente em flanges frágeis aonde o volume extra na altu- ra do cruzamento podem vir a causar problemas, as extremi- dades do Quimflex® 24B devem ser unidas através de um corte chanfrado. Em casos de flanges de gran- des dimensões ou com sérios problemas de vedação, pode- se montar uma junta Quimflex® 24B ao lado da outra ou até uma sobre a outra. Após o aperto, o Quimflex® 24B se transforma em uma fita fina que se espalha sobre a superfície de vedação, preenchendo as ir- regularidades e garantindo uma excepcional selabilidade. 8.3. GraFLex® - Grafite Flexível Produzido através da expansão e calandragem do gra- fite natural, possui entre 95% a 99% de pureza. O grafite flexível possui alta selabilidade, alta reten- ção de torque, eliminando a necessidade de reapertos freqüentes. Devido às suas características, é um dos materiais de vedação mais seguros (fire-proof), Possui excelente resistência aos ácidos, soluções alcalinas e compostos orgânicos, sendo especialmente indicado para aplicações com óleo térmi- co, hidrocarbonetos e vapor. Entretanto, em atmosferas oxidantes e temperaturas acima de 450° C, o seu uso deve ser cuidadosamente analisado. Placas de Graflex® ⇒� Por serem materiais de baixa re- sistência mecânica, as placas de Graflex® são fornecidas com reforço de aço inoxidável 316, que podem ser per- furadas (TJE) ou não (TJR). Devido à dificuldade de corte, recomenda-se que esse material já seja solicitado sob a forma de junta cortada. Não é recomendável a utilização de juntas de Graflex® em flanges com classe de pressão acima de 300#, a menos que sejam instaladas com torque controlado. Gr3110I ⇒�Junta plana trançada com fios de grafite flexí- vel com reforço de fios de Inconel®, possui fita auto-ade- siva em uma das faces o que permite rápida e fácil insta- lação em flanges sob qualquer posição. A junta GR3110I é recomendada para flanges com formato irregular, de grandes dimensões ou frágeis, em tubulações e equipa- mentos que necessitem de uma excepcional selabilidade a altas temperaturas. 9.1. Juntas Metalflex® São espirais constituídas de uma fita metálica pré-forma- da e de um enchimento com material macio que propicia a vedação. Quando é realizado o aperto inicial da junta, o enchimento escoa preenchendo as imperfeições do flange. A fita metálica além de dar resistência mecânica permite a junta reagir como uma mola, acomodando-se às variações de pressão e temperatura. Podem ser fabricadas em diversas combinações de mate- riais, dimensões e formas. As juntas produzidas conforme 9. JunTas seMI MeTÁLICas ��Curso de Vedação a norma ASME B16.20 (antiga API 601) para flanges ASME B16.5 e B16.47 são padronizadas e de série. Mediante pedi- do, as juntas Metalflex® também poderão ser produzidas conforme outras normas ou com dimensões especiais. Materiais das fitas metálicas ⇒�AISI 304 e 304L: os mais utilizados. ⇒�AISI 316 e 316L : para ataque químico. ⇒�AISI 321: temperatura elevada. ⇒�Monel, Inconel, Níquel, etc, aplicações especiais. enchimento Por ser responsável pela selabilidade da junta, utiliza-se materiais com elevada capacidade de vedação: ⇒�Graflex®: o mais usado (“fire-proof”). ⇒�PTFE: ataque químico, criogenia. (sempre utilizar com anel interno). 9.1.1. Junta 913 Indicada para flanges com ressalto, também pode ser aplicada em flanges com face plana. A junta 913 é o tipo de junta Metalflex® de maior utilização na indústria em geral devido à sua versatilidade de aplicação, aliada ao baixo custo. Anel de Centralização: por não entrar em contato direto com o fluido, é normalmente fabricado em aço carbono 1010/1020, com um acabamento anti-corrosão, que pode ser pintura ou algum tipo de galvanização. Quando aplicada em flanges de aço inoxidável, em am- bientes extremamente agressivos ou em criogenia, é re- comendado o uso da guia externa no mesmo material do flange. Principais aplicações da Metalflex® 913: ⇒�Linhas com Ciclagem Térmica. ⇒�Flanges de válvulas automáticas. ⇒�Linhas de vapor acima de 270°C. ⇒�Flanges com classe de pressão até 600 lbs. 9.1.2. Junta 913M Se diferencia da 913, por possuir um “Anel Interno” que: evita o esmagamento excessivo da junta devido à força de aperto dos parafusos, reduz a turbulência do fluido na região de transição entre os flanges, e evita a flambagem das juntas. Também é de uso obrigatório quando o fluido contém partículas abrasivas ou quando o enchimento das espiras for de PTFE. O anel interno é usualmente fabricado no mesmo material da fita metálica. Porém, em processos altamente corrosi- vos, deve-se usar anel interno em PTFE. outras aplicações da Junta Metalflex® 913M: ⇒�Linhas com forte vibração, golpes de aríete ou vácuo. ⇒�Pressões e temperaturas elevadas. ⇒�Flanges com classe de pressão acima de 600 lbs. ⇒�Flanges com diâmetro nominal acima de 12”. 9.1.3. Junta 911 Utilizada em flanges tipo “macho e fêmea”, “lingüeta e encaixe” em tubulações, equipamentos e castelos de vál- vulas. Também é usada em equipamentos onde existam limitações de espaço e peso. É o tipo básico de juntas Metalflex, por constituir-se apenas da espiral circular. Fabricada na espessura padrão de 3.2 mm. Podendo a pe- dido, ser fabricada nas espessuras de 4.45 mm, 4.75 mm e 6.4 mm. Em casos especiais também pode ser fabricada com anel interno “911M” ou com travessas para junta de trocador de calor “911T”. 9.1.4. Junta 914 Similar a 911, porém com formas não circulares, é utilizada principalmente em: janelas e portas de visita de caldeiras e castelos de válvulas. 9.2. JuntasMetalbest - 923 e 927 Construídas de uma dupla camisa metálica sobre enchi- mento macio. Suas aplicações mais típicas são em troca- dores de calor. Produzidas sob encomenda, não existe praticamente nenhum limite de diâmetro ou forma para sua fabricação. As juntas 923 também são empregadas em flanges de grandes diâmetros em reatores de indús- trias químicas. Para tubulações de gases de alto-forno das siderúrgicas e outras aplicações cujas principais características são a alta temperatura, baixa pressão e flanges com empena- mentos e irregularidades, podem ser fabricadas nas es- pessuras de 4 e 6 mm. As juntas 923 quando recobertas por grafite flexível “Graflex®” ou PTFE expandido “Quimflex®” recebem o código de 927. 10.1. Junta 942 – Camprofile Uma das melhores alternativas para elevadas pressões de trabalho, a junta Camprofile 942 combina a resistência de um núcleo maciço e serrilhado com a excelente selabilidade de uma cobertura com Graflex ou Quimflex. O perfil metálico serrilhado da junta permite atingir ele- vadas pressões de esmagamento com baixo aperto nos parafusos, enquanto a fina camada de Graflex ou Quimflex preenche as irregularidades e evita que o serrilhado mar- que a superfície dos flanges. 10. JunTas MeTÁLICas ��Curso de Vedação Material do núcleo ⇒�deve ser especificado de acordo com a compatibilidade química do fluido e com a tem- peratura de operação. É recomendado que o núcleo seja fabricado com o mesmo material do equipamento para evitar corrosão e problemas de expansão diferencial. 10.2. Junta rTJ São anéis metálicos usinados de acordo com os padrões estabelecidos pelo American Petroleum Institute (API 6A) e American Society of Mechanical Engineers (ASME B 16.20), para aplicações em elevadas pressões e temperaturas. A vedação é obtida em uma linha de contato, por ação de cunha, causando elevadas pressões de esmagamento que deformam a superfície da junta, conformando-a so- bre a rugosidade dos flanges. As superfícies de contato da junta e do flange devem ser cuidadosamente usina- das e acabadas. Existem vários tipos de juntas RTJ, sendo as mais usuais a 950 (perfil Oval) e 951 (perfil Octogonal). Os materiais das juntas RTJ devem ser usinados ou forjados. Sua dureza deve ser obrigatoriamente menor do que a do flange em pelo menos 30 HB, para não danificá-lo a – seGurança 1. Conhecer os procedimentos de segurança do local de serviço. 2. Estar com todos os equipamentos de segurança (EPI’s) apropriados para a execução da tarefa: Uniforme, capace- te, botas, óculos ampla visão, luvas, protetores auriculares e máscara de fuga. Obs.: Se o fluido for quimicamente agressivo, ácido ou básico, utilizar luvas de PVC. 3. Separar todas ferramentas e materiais necessários para a execução do serviço: Chaves fixas,torquímetro manual calibrado, soquetes, escova de aço, lubrificante para por- cas, arruelas e parafusos, paquímetro digital, posiciona- dores e lanterna. Material Temperatura (oC) Pressão de operação (bar) Mín. Máx. Máx. Graflex® -240 650 250 Quimflex® -240 270 100 Limites de Pressão e Temperatura 11. ProCedIMenTo de InsTaLação de JunTas 4. Preparar o local de trabalho. Ambiente limpo e ilumi- nado é fundamental. Nunca fazer o serviço sem ilumina- ção adequada. 5. Verificar e colocar nas válvulas de bloqueio da linha em questão uma etiqueta com os seguintes dizeres: “não ABRA, eQUIPAMento eM MAnUtenção”. 6. Sempre aguardar a liberação da equipe de segurança para iniciar o trabalho. Os equipamentos devem estar des- pressurizados, na temperatura ambiente e drenados. B – esPeCIFICação Verificar se a junta a ser instalada é a indicada pela em- presa para a aplicação. A junta que será instalada tem que atender as condições de serviço, como: resistência química, temperatura e pressão. C – PreParação 1. Colocar a plaqueta de identificação (Tag) em todos os conjuntos de flanges que sofram intervenções. 2. Certificar-se da inexistência de ma- teriais estranhos e sujeiras nas su- perfícies de vedação, dos estojos ou prisioneiros, porcas e arruelas. Utilize os procedimentos de controle de re- síduos específicos de cada planta. 3. Examine os parafusos ou estojos, porcas e arruelas para detectar de- feitos tais como rebarbas ou trincas. Todos os parafusos devem ser iguais (mesmos materiais e dimensões). 4. Examine a superfície dos flanges a procura de empenamentos, riscos, marcas profundas de ferramentas, ou qualquer outra ocorrência que preju- dique um assentamento apropriado da junta. 5. Substitua componentes encontra- dos com defeito. Solicite ajuda, se necessário. 6. Identifique os acabamentos superficiais dos flanges, comparando sua rugosidade com o padrão ASME para acabamento de flanges. d - alinhamento dos Flanges 1. Faça o alinhamento dos flanges e dos respectivos furos, sem aplicar força excessiva. A tolerância máxi- ma recomendada para o desalinha- mento entre flanges é de 0,5 mm para cada 200 mm de diâmetro do flange, e de 3 mm entre as furações dos parafusos/estojos. 2. Informe qualquer desalinhamento superior aos acima mencionados, solicitando autorização específica para �� Curso de Vedação dar continuidade ao trabalho caso não seja possível corrigir essa falha. e - Instalação da Junta 1. Assegure-se de que a junta é do tamanho e material especificados para a aplicação e compatível com o aca- bamento superficial do flange. 2. Examine a junta para certificar-se que ela está isenta de defeitos. (foto 1) 3. Cuidadosamente insira a junta entre os flanges. 4. Certifique-se que a junta esteja centralizada entre os flanges. (foto 2) 5. Não utilize cola ou outros agentes de fixação na junta ou na face dos flanges, que não sejam os especificados pelo fabricante da junta. 6. Aproxime os flanges, assegurando-se de que a junta não seja mordida ou danificada. F - Lubrificação 1. Utilize apenas lubrificantes especificados ou aprovados. 2. Aplique lubrificante em abundância, uniformemente na rosca e nas superfícies de aperto dos parafusos, por- cas e arruelas. 3. Assegure-se de que o lubrificante não contamine a junta ou a superfície de contato do flange. G - Instalação dos Parafusos 1. Numere os estojos ou os furos dos parafusos com “mar- ca tudo” seguindo a seguência cruzada. 2. Instale cada um dos parafusos ou estojos com as res- pectivas porcas e arruelas, e com a mão movimente as porcas até que as arruelas encostem-se aos flanges. Caso seja necessário utilize uma chave fixa adequada. Todos os parafusos devem ultrapassar obrigatoriamente as porcas em pelo menos dois fios de rosca. 3. Sempre utilize ferramentas adequadas: Torquímetro calibrado ou qualquer outra ferramenta com controle de tensão aplicada. Aperte as porcas seguindo a numeração efetuada anteriormente sempre em ordem crescente, re- petindo essa operação para cada passo abaixo. 4. Consulte a Teadit e/ou o departamento de engenharia de sua companhia para orientação da especificação de torque a ser aplicado. 5. Sempre aperte as porcas em múltiplos passos: Passo 1 ⇒ Aperte todas as porcas manualmente. Parafusos muito grandes podem requerer a utilização de uma pe- quena ferramenta manual (já executado no item G.2). Passo 2 ⇒ Aperte cada porca até aproximadamente 30% do torque final especificado. Passo 3 ⇒�Aperte cada porca até aproximadamente 60% do torque final especificado. Passo 4 ⇒ Aperte cada porca até atingir o torque final especificado. Passo 5 ⇒�Aplique o aperto final em todas as porcas, se- guindo agora o sentido horário até que todas tenham atingido o torque final especificado. (Flanges de grande diâmetro podem requerer apertos adicionais). Passo 6 – Repetir o 5° passo pelo menos 4 horas após a instalação da junta e antes de energizar o sistema. H - reaperto atenção: Consulte a Teadit e/ou o departamento de en- genharia de sua companhia para obter recomendações de reaperto. 1. Não reaperte juntas a base de elastômeroe fibras não- amianto, depois que estas tenham sido expostas a ele- vadas temperaturas, a menos que haja especificação contrária. 2. Reaperte os parafusos expostos a ciclos térmicos agressivos. 3. Todo reaperto deverá ser realizado a temperatura am- biente e pressão atmosférica. Para maiores detalhes sobre instalação de juntas, por fa- vor consulte a Teadit e o ESA/FSA Guidelines for safe seal usage - Flanges and Gaskets, disponível na Fluid Sealing Association e na European Sealing Association. nota: Para informações mais detalhadas sobre Juntas Industriais, sugerimos consultar o livro de autoria do Engenheiro José Carlos Veiga – 4a Edição. Obra Registrada no 173.856 – Rio de Janeiro/RJ. foto 1 foto 2 A TEADIT realiza serviços técnicos de troca de gaxetas em paradas de manutenção, além de Posto de Serviço Avançado de fabricação de juntas, onde nossos técnicos vão até ao cliente para checar especificações, facilitar as instalações, produzir, de acordo com a necessidade, no momento em que ela é gerada, fabricando juntas de vedação e executando montagens de juntas de expansão. Todo esse trabalho é rigosoramente registrado gerando, ao cliente, dados e análises que comprovam a eficiência e qualidade do Teadit Service Center. Service Center Alguns pontos de atendimento do Teadit Service Center: Serviço de Engaxetamento, Posto de Juntas, Controle de Emissões Fugitivas, Instalação de Juntas de Expansão Não-Metálicas - FreeFlex® 1. Selabilidade de Equipamentos Estáticos e Rotativos, Assegurada Remoção e instalação de gaxetas em equipamentos rotativos; Remoção e instalação de gaxetas em válvulas; Controle e monitoramento periódico de TAGs e Intervenções; Reportes de intervenções e de ganhos obtidos. 2. Vedação ¨On time¨ Posto Avançado de Juntas Atendimento Técnico e especificação adequada da melhor aplicação; Instalação de juntas de vedação; Fabricação de juntas, no momento da necessidade; Cálculo de Torque para aplicação de juntas. 3. Controle Ambiental Monitoramento de emissões fugitivas segundo EPA, através do O.V.A. (Organic Volatil Analyser - Analisador de Gases); Instalação de Sistema “Live Loading” (carga constante). 4. Sucesso e Economia com Juntas de Expansão Montagem e desmontagem de juntas de expansão, em campo. Rio de Janeiro, RJ - Av. Pastor Martin Luther King Jr., 8939 - CEP 21530-012 Tel.: (21) 2132-2500 - Fax: (21) 2132-2550 - E-mail: dvrj@teadit.com.br Call Center: (21) 2132-2700 Fax: (21) 2132-2750 Campinas, SP - Av. Mercedes Benz, 390 - CEP 13054-750 Tel.: (19) 3765-6501 - Fax: (19) 3225-5614 - E-mail: juntas@teadit.com.br www.teadit.com.br O grupo TEADIT® vem se destacando, cada vez mais, por fabricar produtos da mais alta qualidade e uma linha abrangente e completa como nenhuma outra. A primeira indústria na America Latina em seu segmento a receber certificação ISO 9001. Se orgulha ainda de oferecer os melhores produtos e o melhor suporte técnico com serviço de engenheiros de aplicação e especialistas em todo território, além da mais completa rede de distribuição. 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Um equívoco na seleção do produto mais adequado ou na sua aplicação pode resultar em danos materiais e/ou em sérios riscos pessoais, sendo que a Teadit não se responsabiliza pelo uso inadequado das informações constantes do presente folheto, nem por imprudência, negligência ou imperícia na sua utilização, colocando seus técnicos à disposição dos consumidores para esclarecer dúvidas e fornecer orientações adequadas em relação e aplicações específicas. Estas especificações estão sujeitas a mudanças sem prévio aviso, sendo que esta edição substitui todas as anteriores. TeadiT no Mundo Introdução Gaxetas 1. Definição 2. Tipos Construtivos 3. Gaxetas para Isolamento Térmic o 4. Gaxetas de Vedação 5. Sistemas de Engaxetamento 6. Dimensionamento da Caixa de Gaxetas 7. Seleção de Gaxetas de Vedação 8. Engaxetamento Misto 9. Instalação de Gaxetas 10. Problemas Mais Comuns com Engaxetamento Juntas de Vedação 1. Definição 2. Forças em uma União Flangeada 3. Eficiência de uma Junta 4. Influência do Acabamento dos Flanges na Escolha da Junta 5. Tipos de Flanges 6. Dimensionamento de Juntas Não-Metálicas 7. Emendas de Juntas Não-Metálicas 8. Materiais mais utili zados na Fabricação de Juntas Não-Metálicas 8.1.8. Problemas Mais Comuns com Juntas de Papelão Hidráulico 9. Juntas Semi Metálicas 10. Juntas Metálicas 11. Procedimento de Instalação de Juntas