SELOS MECÂNICOS CUIDADOS - BRASKEM UNIB

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Inhalt
1ª Parte - Selos Mecânicos Conceituação
Apresentado por: Eng. Francisco Cleomagno de Sousa
Selos Mecânicos e seus componentes
Função do Selo Mecânico
Arranjos de Selagem
Geração de Calor
Parâmetros Básicos e Materiais
Home
Certificações EagleBurgmann do Brasil
Certificado ISO 9001: 2000 desde 1996
ISO 9001 p/ todos Centros de Serviços
ISO 9001 para Projetos
SA 8000
OHSAS 18001
ISO 14001
Vídeo (Conceitos Básicos)
Home
O selo mecânico é um elemento de uma máquina, com a finalidade de 
fazer a vedação entre o meio rotativo e o estacionário
Caixa de Selagem
Motor
Eixo
Acoplamento
Mancal
Carcaça
Definição de Selo Mecânico
Selo Mecânico dentro da bomba
� Duas faces de selagem diferentes
(rotativa e estacionária) 
� Faces estão a exatos 90°do eixo
� Forças axiais pressionam as faces uma
contra a outra
Faces do Selo
F
Unidade Rotativa
� Face rotativa (1)
� O-ring dinâmico (2)
� Mola (5)
� Transmissão de torque (6)
12 35 46
Unidade Estacionária
� Face estacionária (3)
� O-ring estacionário (4)
Principais componentes do Selo
Montagem de um selo mecânico
Faces Rotativas
Faces Rotativas
InsertadaSólida ou Maciça
SoldadaEmanchada
Faces Rotativas
Face Estacionária
Face Estacionária
Face Estacionária
Sólida
Composta
O-ring simples, 
sem pino
O-ring simples, 
com pino
O-ring duplo
Com capa Grampeado
Emanchada ou Soldada
Vedações Secundárias
Vedações Secundárias
� O-rings
� O-rings Encapsulados
� Capa
� Capa do tipo U
� Grafite Puro
� Cunha
� Anel Quadrado
Tipos de Vedações Secundárias
O-ring Dinâmico 7 a 8%
O-ring Estacionário 10 a 12 %
O-ring Estático máx. 20 %
Posicionamento e compressão dos O-rings
Molas
Molas
Molas Únicas ou Múltiplas
SuperSinusoidal
Ondulada
Tolerancia-
área
Movimento da Mola
Fo
rç
a
F
Espiral cilíndrica ou Espiral cônica
Ondulada Sinusoidal e SuperSinusoidal
• Mola Única
• Única ou Múltipla
Visto pelo
Acoplamento ou motor
Face Rotativa
Padrão
Mola Horária
eixo
Anti-horário
Mola Anti-horária
Sentido de rotação para mola única cônica
eixo
horário
Mola Única ou Múltipla
O selo mecânico possui uma mola
grande
• Projeto robusto
• Dificilmente é bloqueada
• Aumenta refrigeração
• Geralmente dependente do sentido de 
rotação
Mola
Molas múltiplas, várias molas
pequenas
• Forças igualmente distribuídas
• Grandes diâmetros
• Menor espaço axial
• Independente do sentido de
• rotação
Transmissão de Torque
Transmissão de Torque
Transmissão de Torque
Transmissão de Torque não positiva
� Mola cônica
� Foles de borracha
� Anel de grampeamento (clamp)
Transmissão de Torque positiva
� Parafuso com ponta angular
� Chaveta
� Parafuso com rebaixo
� Pino com mola
Forças de Fechamento
Eixo
Mola Fluido
� Forças Estáticas
� Forças Hidráulicas
Funcionamento do Selo (1)
Fluido bombeado ou barreira faz a lubrificação e refrigeração
Lubrificação
Eixo
Fluido
Funcionamento do Selo (2)
Refrigeração
Área Hidráulica
Área de contato
(D² - dh²)
(D² - d²)
k = 
dh = diâmetro hidráulico
D = diâmetro externo
d = diâmetro interno
Fator k =
Funcionamento do Selo (3) 
Balanceados e não Balanceados
k >1 = selos não balanceados
� Para pressões baixas e médias
ØDa
ØDi
ØDa
ØDh
Funcionamento dos Selos (4) 
Selos não balanceados
Funcionamento do selo (5) 
Selos balanceados
ØDo
ØDh
ØDo
ØDi
k <1 = selos balanceados
� Para altas pressões
� Fluidos voláteis
Fluido Bombeado Fluido Barreira
Fluido Barreira
Arranjos de Selagem
Selos Duplos
Selo Simples
� Tandem
� Back to Back
� Face to Face
Selo Simples
Arranjos de selagem simples
Selo Simples
Mola Rotativa
� Mola em contato
com fluido
� Mola protegida
Selo Simples
Mola Estacionária
� Mola em contato
com fluido
� Mola protegida
Arranjos de selagem dupla
Fluido bombeado Fluido barreria
Tandem
Back to back (face to face)
Fluido barreira
Selo Duplo (Tandem)
� Função de selo simples com selo de 
segurança
� Fluido barreria sem pressão (padrão) 
� Monitoramento do selo
� Controle de vazamento
� Proteção contra vácuo
� Proteção do meio ambiente
� Refrigeração / Aquecimento
� Redução de contaminação
Fluido BarreiraFluido bombeado
Atmosfera
Selo Duplo
AtmosferaProduto
Fluido BarreiraFluido Barreira
AtmosferaProduto
Back to Back Face to Face
� Faces lubrificadas pelo fluido
barreira
� Back to back ou face to face
� Fluido barreira pressurizado
( P1 + 2 bar ou 10% acima )
� Sem vazamento do produto p/ atm
� Fluidos agressivos
� Fluidos com sólidos
� Fluidos que solidificam/polimerizam
� Operação segura para meio ambiente
Tipos de Selos Mecânicos
Selo tipo “pusher”
Selos de Fole
� Fole metálico lamelar
� Fole metálico ondulado
� Fole de elastômero
Geração e Fluxo do Calor
Geração de Calor
Fluxo do Calor
Produto
Fricção
Geração de Calor
Queda da
Pressão
Geração de Calor
Geração de Calor, vaporização
Vaporização
Fricção
Geração de Calor
Temperatura alta, próximo da pressão de vapor
Desafios às selagens
DESGASTE
Aumento na temperatura Depósitos de substâncias
dissolvidas
Depósito de sólidos
( ex.: Magnetita)
Giro à seco
Temperaturas > 80°C 2 – Mudança de fase na interface de vedação
Interface de Vedação
Faces Paralelas Faces tipo V Faces tipo A
Causadas por pressão, lapidação e polimento
Vazamento (1)
� O que é uma taxa de vazamento aceitável?
Eixo
Vazamento
Vazamento (2)
� Ser o menor possível = aceitação
� Influenciado por vários fatores
� É necessário para o funcionamento do selo
Parâmetros de Vazamento (faces)
� Condição das faces
� Variações do processo
� Condição das vedações secundárias
� Deformações causadas por pressão
e temperatura
Parâmetros de Vazamento (processo)
� Vibração e estabilidade da máquina
� Modo de operação da planta
� Características do fluido
� Precisão na montagem e 
operação dos selos
� Condição do equipamento
Parâmetros para seleção dos selos mecânicos
°C
bar
U-1
Pressão
Velocidade
Sentido de rotação
Temperatura
Fluido / viscosidade
Eixo / dimensão / forma construtiva
Estes são os parâmetros mínimos à seleção
Selos Mecânicos - Conceituação
Questões?
Pressão
1
3
2
Pressão de sucção [1]
Pressão na caixa [2]
Pressão no Recalque [3]
Pressão de projeto
Pressão de vapor
Pressão do fluido barreira
Influência do diâmetro do eixo
Dm* n *ππππ
60.000
Vg =
Vg = Velocidade de deslizamento [m/s]
Dm = Diâmetro médio da face [mm]
n = Velocidade [RPM]
Influência do sentido de rotação
Molas
� Horárias ou anti-horárias
� Mola independente do sentido
de rotação
Roscas de circulação ou anel bombeador
� Sentido horário ou anti-horário
� Rotativa/estacionária, macho-fêmea
Influência da temperatura
� Ponto de vapor (depende da pressão)
� Viscosidade
� Polimerização
� Deformação do metal
Devido à pressão, temperatura, etc.
� Agressividade do fluido (Corrosão)
Influência do fluido
� Densidade Capacidade de lubrificação, detalhes
construtivos, operação do selo
� Concentração,
cristalização,
partículas sólidas
Escolha do material
Escolha do material
� Pressão de vapor
� Ponto de solidificação
Pressão de vapor na interface
� pH
Influência dos dimensionais
Dimensão de referência
� Diâmetro do eixo e forma construtiva
� Diâmetro da luva e forma construtiva
� Diâmetro da caixa de selagem
� Profundidade da
caixa de selagem
� Centro de furação
para prisioneiros
� Número de prisioneiros
� Primeiro obstáculo axial e radial 
� Posicionamento das conexões
� Dimensão de referência
da caixa para a luva
Influências adicionais
� Acabamento das superfícies
� Propriedades de lubrificação e refrigeração do fluido
� Oscilações
� Choques mecânicos
� Falha na lubrificação
� Ciclos nos processos
� Deficiência na dissipação de calor
Anexo III
Curva de Vapor
Fase líquida
Fase gasosa
Pr
es
sã
o
P
Temperatura T
Fase mista
(líquida+gasosa)
Pressão de Vapor
Circulaçãopara:
� Fluido bombeado
� Fluido barreira
Anexo V
Função da rosca de circulação
Tipo „B“
Refirgeração Saída Refrigeração Saída
Tipo „A“
Sentido do 
bombeamento 
Sentido do 
bombeamento
Refrigeração EntradaRefrigeração Entrada
Lado Acionado
Sentido de rotação: horário
(visto do acionamento)
Anexo VI
Sentido de rotação
Rosca rotativa Rosca estacionária
Rosca macho-fêmea
Anexo VII
Tipos de roscas de circulação
Anexo VIII
Vedações Secundárias, limites de temperatura
Temperatura
Fluorelastômero (FKM) 
Viton*
Etileno Propileno
(EPDM)
- 5°C + 150°C (óleo)
+ 75°C (água)
(nunca usar com óleo)
+ 140°C (água)
+ 75°C 
- 20°C
Nitrílica (NBR) 
Perbunan*- 20°C
O-rings
estáticos
+ 200°C
+ 75°C (água)
- 40°C
0
Temperatura
Fluorelastômero (FKM)
Etileno Propileno
- 20°C
+ 150°C (nunca usar com óleo)
+ 140°C (água)
+ 100°C Nitrílica (NBR)Perbunan*
(EPDM)
Viton*
- 30°C
O-rings 
dinâmicos
Anexo IX
Condutividade Térmica dos materiais de face
0
20
40
60
80
100
120
140
B-carbon A-carbon S-Bume5 V-Al-Oxide
99,5%
U2-WC Q1-SiC
[ W
/m
K 
]
Carbono Carbono CrMo Cerâmica Tungstênio Silício
(resina) (antimônio)
Anexo X
Resistência química dos materiais de faces
0
2
4
6
8
10
12
14
B-carbon A-carbon S-Bume5 V-Al-Oxide
99,5%
U2-WC Q1-SiC
[p
H
]
Carbono Carbono CrMo Cerâmica Tungstênio Silício
(resina) (antimônio)
Anexo XI
Dureza dos materiais de faces
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
B-carbon
[HB]
A-carbon
[HB]
S-Bume5
[HB]
V-Al-Oxide
99,5% [HV]
U2-WC
[HV]
Q1-SiC
[HB]
[ H
B 
]; 
[ H
V 
]
Carbono Carbono CrMo Cerâmica Tungstênio Silício
(resina) (antimônio)
Inhalt
2ª. Parte – Cuidados e Manuseio
Apresentado por: Eng. Francisco Cleomagno de Sousa
Conceitos do ponto de vista preventivo, pois um selo mecânico 
corretamente dimensionado e especificado pode trabalhar , sem qualquer 
ajuste, por milhares de horas de funcionamento, em casos excepcionais 
pode chegar a 50.000 horas.
- Na montagem do selo mecânico, deverá ser observada a limpeza, não 
só do equipamento, como também do local de trabalho e ferramentas.
- Evitar locais com fontes de poeira. 
Para velocidades de até 25 m/s a concentricidade 
entre o eixo e a caixa da câmara de vedação não deve 
ultrapassar 0,2 mm. Para selos com rosca de 
circulação incorporada este valor não deve ultrapassar 
0,1 mm
0.05 mm Tolerância máxima
O que: Inspeção no mancal
O ajuste no alojamento faz-se movendo o eixo para frente e para trás.
Porque: O movimento axial do eixo sobre ou embaixo comprimirá o selo. 
Também pode causar desgaste do pino e dano por fricção a luva.
0.05 mm Tolerância máxima
O que: A inspeção da deflexão radial (para cima e para baixo) do eixo.
Esta é uma inspeção do mancal radial e seu ajuste no alojamento.
Porque: A deflexão causa desalinhamento do conjunto rotativo e 
conjunto estacionário do selo. Isto reduz a vida útil do selo por trabalhar 
excessivamente o acionamento e membros da mola.
0.05 Tolerância máxima
O que: Inspeção do eixo e da luva de eixo pelo relógio para verificar se 
estão redondos e concêntricos.
Porque: Run-Out ou concentricidade pode causa desgaste irregular 
das faces. Principalmente se tiver alta rotação e o selo tiver um 
diâmetro grande, causa vazamento e gera vibração na bomba e 
componentes do selo.
Se faz necessário para a refrigeração, lubrificação e limpeza do selo mecânico.
De forma geral uma conexão de 1/4 NPT é suficiente.
Verificar o PLANO DE LIGAÇÃO a ser utilizado.
Estes selos possuem alta resistência ao 
desgaste.
Extremamente sensíveis ao funcionamento a 
seco.
Indispensável a circulação de líquido sobre o 
selo mecânico, durante o seu funcionamento.
Deverão ser estocados nas embalagens originais, livres de óleo, sujeira, em 
lugar arejado e livre de incidência solar direta.
As proteções das faces deverão ser retiradas apenas na montagem.
Caso se faça necessário a desembalagem do selo, providenciar sua re-
embalagem nos moldes da original.
Antes da partida , a pressão deverá estar em 1,5 a 2,0 bar acima da pressão do 
produto junto ao selo.
A vazão deverá ser tal que a temp. de saída não seja mais de 10 C acima da 
entrada.
Conexão de saída deverá estar localizada na parte mais alta da câmara de 
vedação.
Na montagem dos contra-anéis deverá ser 
observada uma distribuição uniforme de 
força sobre os mesmos.
Os O-rings deverão ser substituídos a 
cada nova montagem.
As faces (anel deslizante e contra anel) 
deverão ser substituídos aos pares.
É a parte mais importante do selo.
São lapidadas e polidas.
Possuem rugosidade superficial e planicidade na ordem de 0,05 µm.
Riscos, batidas, sujeira ou gordura comprometem seriamente o 
desempenho do selo mecânico.
Como o selo é apenas um componente de um equipamento maior, o seu 
desempenho depende do estado de conservação deste. Em muitos casos a 
vida útil do selo mecânico se reduz a medida que imperfeições do 
equipamento aumentam. 
Devem ser eliminados:
- Folga nos rolamentos.
- Empenamento de eixos.
- Rotores quebrados ou trincados, desbalanceamentos.
- Desalinhamento.
- Fontes de vibração.
- Cavitação.