Vedação. Selabilidade para a indústria e proteção ao meio ambiente. Gaxetas, Juntas Metálicas e Não-Metálicas. CURSO DE

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1 CURSO DE Vedação Selabilidade para a indústria e proteção ao meio ambiente. Gaxetas, Juntas Metálicas e Não-Metálicas.

2 ÍNDICE INTRODUÇÃO GAXETAS 2 1. Definição Tipos Construtivos Gaxetas de Vedação Composição Fator de ph Sistema de Engaxetamento Dimensionamento da Caixa de Gaxetas Seleção de Gaxetas de Vedação Engaxetamento Misto Instalação de Gaxetas Problemas Mais Comuns com Engaxetamento JUNTAS DE VEDAÇÃO Definição Forças em uma União Flangeada Eficiência de uma Junta Influência do Acabamento dos Flanges na Escolha da Junta Tipos de Faces de Vedação dos Flanges Dimensionamento de Juntas Não-Metálicas Emendas de Juntas Não-Metálicas Materiais mais utilizados na Fabricação de Juntas Não-Metálicas Problemas Mais Comuns com Juntas de Papelão Hidráulico Juntas Metálicas Procedimento de Instalação de Juntas... 23

3 CURSO DE VEDAÇÃO 1 PRODUTOS TEADIT Gaxetas Papelões Hidráulicos Juntas Metálicas Juntas de Expansão Metálicas e Não-Metálicas Tecidos e Fitas Técnicas Produtos em PTFE Expandido - Quimflex Produtos em PTFE TEALON Papelões Isolantes Esta apostila foi preparada para fornecer informações básicas sobre vedações em válvulas, equipamentos rotativos e uniões flangeadas. Seu objetivo é, servir de material de apoio ao curso ministrado pela Teadit, passando um maior conhecimento técnico aos responsáveis pelas especificações de Gaxetas e Juntas, bem como orientar os usuários sobre os procedimentos necessários à instalação destes materiais. Cabe ressaltar que o conteúdo desta apostila está embasado na experiência do grupo Teadit na fabricação de produtos para vedação de qualidade internacionalmente reconhecida e que representa o que existe de mais moderno a nível mundial. Como este é um trabalho sujeito a atualizações, a Teadit agradece o envio de comentários e sugestões ao Departamento Técnico, por , fax ou correio. Av. Pastor Martin Luther King Jr., Rio de Janeiro- RJ - CEP Tel. 55 (21) Fax. 55 (21) A/C. Engenharia de Aplicação - Tel. 55 (21) Departamento Técnico EMPRESA ISO 90 01

4 2 CURSO DE VEDAÇÃO 1. DEFINIÇÃO O controle das perdas de fluidos é essencial para o bom funcionamento de equipamentos mecânicos. Vários métodos são empregados para atingir esse objetivo, sendo a utilização de gaxetas o mais antigo, e até hoje o mais funcional Capa sobre Alma Consiste em se trançar uma capa sobre uma alma de fios torcidos. É uma gaxeta de pouca resistência mecânica e baixa densidade, porém de excelente confor mabilidade. Recomendada para isolamento térmico. Quando impregnadas e lubrificadas, também podem ser utilizadas em haste de válvulas em aplicações pouco exigentes (baixa pressão). Construídas com fios trançados de diversas fibras, as gaxetas se caracterizam por serem produtos macios, flexíveis, 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 2.2. Capa sobre Capa Neste processo, são trançadas várias capas, uma sobre a outra, até se atingir a bitola desejada. São gaxetas densas, porém pouco flexíveis, sendo recomendadas para altas pressões e baixas velocidades periféricas, como em válvulas, juntas de expansão, etc. Como as gaxetas são utilizadas numa ampla gama de aplicações (haste de válvulas, bombas rotativas, alternativas 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 demonstraram 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 aperto de anel para anel, e como consequência a força de vedação também é melhor distribuída (embora de forma 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 conformam melhor ao eixo (haste), garantindo uma superfície de contato / vedação mais homogênea Entrelaçada Trança Grossa 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 densas e flexíveis, sendo recomendadas para serviços com médias velocidades periféricas e pressões relativamente baixas. São também utilizadas em equipamentos rotativos velhos e com desgaste. A seguir, relacionamos as características de fabricação e aplicação dos diferentes tipos construtivos: capa sobre alma, capa sobre capa, entrelaçada trança grossa, entrelaçada trança fina.

5 CURSO DE VEDAÇÃO Entrelaçada Trança Fina 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, devido as seguintes características: Possui uma superfície mais lisa maior área de contato da gaxeta com o eixo (haste), melhor vedação. Maior estabilidade dimensional menor deformação transmitindo melhor a força de aperto de anel para anel. Maior flexibilidade Ajusta-se melhor quando curvada sobre o eixo. Melhor efeito de vedação A força de vedação é melhor distribuída ao longo do engaxetamento. 3. GAXETAS DE VEDAÇÃO As gaxetas de vedação, são cortadas em forma de anéis, flexionadas de modo a se conformar em torno do eixo (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, provocando sua expansão contra o eixo (haste) e a caixa de gaxetas. Essa força provocada pela expansão dos anéis é chamada de força de vedação Características Básicas de Aplicação Estática Haste de Válvulas Nestas aplicações a gaxeta funciona como elemento de vedação, não sendo permitido gotejamento ou qualquer vazamento visual. Portanto, são gaxetas com características construtivas próprias para resistir à alta pressão de aperto, recebendo ou não reforços metálicos para aplicações extremas. 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 adicionados a gaxeta durante sua fabricação, o gotejamento controlado do fluido de processo ou um fluido de fonte externa. Algumas gaxetas em situações específicas poderão trabalhar sem gotejamento, consulte nosso Departamento Técnico (vide introdução). Tentar eliminar o gotejamento através de aperto excessivo na sobreposta poderá elevar a temperatura dentro da caixa de gaxetas acima dos limites máximos de trabalho dos componentes da gaxeta (fibras, impregnantes e lubrificantes), e causar desgaste acentuado 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 metálico em bombas, pois poderá danificar o eixo (luva). Aplicação estática - Válvulas Aplicação dinâmica - Bombas

6 4 CURSO DE VEDAÇÃO 4. COMPOSIÇÃO 4.1. Fibras Utilizadas 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: FIBRAS TEMPERATURA ( o C) FAIXA DE ph Mínima Máxima Carbono At. Oxidante 650 Vapor 0-14 Grafite Flexível Grafite Flexível/Carbono At. Oxidante 650 Vapor 0-14 PTFE Expandido PTFE - grafite meta-aramida para-aramida EGK : PTFE-grafite/aramida EWK : PTFE-aramida Fenólica Sintética Grafitada* 2-12 Teflonada** Vegetais Parafinada * Impregnada com grafite ** Impregnada com PTFE Carbono São obtidas por processo de oxidação controlada de fibras de base asfáltica ou acrílica, obtendo-se as fibras de carbono (com 95% de carbono). Possuem excelente estabilidade e condutividade térmica, são auto-lubrificantes, e são inertes a maioria dos produtos químicos. Ideal para trabalhos com alta temperatura, alta pressão, alta velocidade periférica e produtos químicos agressivos. Produtos: Quimgax Quimgax 2200 Grafite Flexível Obtido a partir do grafite puro expandido e, posteriormente, compactado sob pressão, o Grafite Flexível apresenta propriedades únicas de inércia química, resistência térmica, resiliência e compressibilidade. É auto lubrificante e dissipador de calor, sendo portanto ideal para trabalhos a altas temperaturas. As gaxetas de grafite flexível podem ser reforçadas com fios de Inconel. Este reforço visa aumentar a resistência mecânica das gaxetas para aplicações em válvulas de alta pressão. Produtos: Quimgax 2000S - Quimgax 2000IC - Quimgax Quimgax 2236 Grafite Flexível / Carbono Reúne as principais características dos dois tipos de filamento, proporcionando uma gaxeta com excelente selabilidade, baixo coeficiente de atrito e excelente resistência à extrusão. Sendo indicada tanto para haste de válvulas como para eixos rotativos. Produto: Quimgax 2202 PTFE Expandido Atualmente, vários tipos de filamentos de PTFE são utilizados na produção de gaxetas, sendo que os testes demonstraram 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 aditivado, 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 Quimgax Quimgax Quimgax 2020 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, resultando em um material auto-lubrificante com coeficiente de atrito muito baixo, excelente resistência a produtos químicos, alta condutibilidade térmica e dissipação de calor. Apresenta excelente selabilidade, não enrijece e virtualmente elimina o desgaste no eixo. Produto: Quimgax 2007G Aramidas Fibras de poliamida aromática dividem-se em dois grupos: 1) para-aramidas oferecem incomparável resistência à pressão e a fluidos abrasivos. Apresentam ainda excelente 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

7 CURSO DE VEDAÇÃO 5 do equipamento possua um acabamento superficial com dureza entre 45 e 60 HRC. Produtos: Quimgax Quimgax Quimgax ) meta-aramidas são fibras resistentes a fluidos abrasivos e quimicamente agressivos. Suas principais características são, boa estabilidade térmica e dimensional, maciez e flexibilidade, proporcionando baixo desgaste da luva/ eixo e alta durabilidade do engaxetamento. Produto: Quimgax 2030 EGK O EGK é um filamento exclusivo, patenteado pela TEADIT. No EGK, o filamento de para-aramida encontra-se totalmente envolvido pelo filamento de PTFE-grafite (EG). Este filamento reune 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). Possui grande resistência à extrusão. Produto: Fenólica Devido a sua estrutura química (termofixa), a fibra fenólica possui propriedades que claramente a distingue de outras fibras e que conferem as gaxetas características 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 Quimgax 2070 (EGK) Sintética As fibras sintéticas possuem boas propriedades mecânicas, que conferem a gaxeta boa estabilidade térmica e dimensional. Apresenta excelente relação custo / benefício em aplicações com fluidos pouco agressivos. Produtos: Quimgax Quimgax Quimgax Quimgax 2062 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 e conformabilidade em equipamentos desgastados, porém baixa resistência aos produtos químicos e ao calor. Produtos: Quimgax Quimgax Impregnantes e Lubrificantes Devem ser combinados com as fibras de tal forma que não sejam facilmente expulsos da trama da gaxeta quando esta for apertada pela sobreposta, evaporados pelo calor gerado devido ao atrito da gaxeta com o eixo, dissolvidos 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 drasticamente 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 adequada da fibra com esses componentes contribuirá significativamente na redução dos reapertos da sobreposta, prolongando a vida útil do engaxetamento tanto em eixos rotativos e alternativos, quanto em hastes de válvulas. Impregnantes 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: Sintéticos Comparáveis em alguns casos aos minerais, 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. Lubrificantes Essenciais para Gaxetas utilizadas em aplicações dinâmicas (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 devem 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, pois ao reduzirem o atrito entre as fibras, permitem que

8 6 CURSO DE VEDAÇÃO as mesmas de deformem e se recuperem, acompanhando pequenas ações mecânicas tais como a flexão do eixo. Os tipos mais comuns são: Silicones Resistem a condições extremas e são quimicamente inertes e termicamente estáveis até 360 C. nantes e sem sólidos em suspensão) em equipamentos rotativos 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 entre o eixo e a gaxeta, proporcionando a lubrificação e a refrigeração necessária. Óleos Minerais Normalmente são empregados os óleos inertes quimicamente. Grafite É o lubrificante sólido mais usual. Utilizado na forma de escamas ou pó. 5. 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 (ph), que varia em uma escala de 0 a 14. FLUIDO LIMPO PRESSÃO POSITIVA GOTEJAMENTO Neutros 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. Cáusticos 1 2 Ácidos O fluido de processo for contaminante, evitando que o mesmo entre em contato com o meio ambiente. 0 ph 14 A pressão na caixa for inferior a pressão atmosférica, evitando a entrada de ar no sistema. Quanto mais próxima das extremidades estiver a classificação 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 SISTEMAS DE ENGAXETAMENTO Os sistemas de engaxetamento utilizados dependem do projeto da caixa de gaxetas e dos fluidos envolvidos. Os dois projetos mais usuais nas industriais em geral são: Sistema Auto-lubrificante Este é o projeto mais simples e amplamente utilizado com fluidos limpos (não contami- A temperatura do fluido do processo for muito elevada, ajudando na refrigeração e lubrificação do engaxetamento. Este sistema consiste na injeção de um fluido limpo (normalmente 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 carbono 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 é suprido por uma fonte externa. Quanto o fluido bombeado não puder sofrer contaminação ou diluição e/ou quando a pressão interna na caixa de gaxetas for inferior à atmosférica, o fluido de injeção deverá ser retirado da própria descarga da bomba e filtrado (se contiver sólidos em suspensão) para então ser injetado na caixa de gaxetas através do anel lanterna.

9 CURSO DE VEDAÇÃO 7 SAÍDA Injeção de Fluido Lubrificante Limpo SOBREPOSTA CAIXA DE GAXETAS Rotativos Em equipamentos rotativos de uma maneira geral e em bombas especificamente encontramos as seguintes medidas: SAÍDA Fluido com Sólidos em Suspensão E N T R A D A Anéis de Gaxeta Anel Lanterna ANÉIS DE GAXETAS 7. DIMENSIONAMENTO DA CAIXA DE GAXETAS O dimensionamento da caixa de gaxetas depende fundamentalmente das características físico-químicos do fluido e em função do equipamento. Válvulas 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 espaçadores 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. E N T R A D A DE ACIMA DE ACIMA DE ACIMA DE ACIMA DE ROTOR B 2B DIÂMETROS DOS ANÉIS pol (mm) 5/8" (15,9) 1,1/8" (28,6) 1,7/8" (47,6) 3" (76,2) 4,3/4" (120,7) ATÉ ATÉ ATÉ ATÉ ATÉ 7B 1,1/8" (28,6) 1,7/8" (47,6) 3" (76,2) 4,3/4" (120,7) 12" (304,8) CAIXA DE GAXETAS 0,25 B 1,5 B 0,25 B 5,25 B 2B 3B B SOBREPOSTA o o 15 A 30 EIXO TAMANHO DA GAXETA (B) pol (mm) 5/16" 3/8" 1/2" 5/8" 3/4" (7,9) (9,5) (12,7) (15,9) (19,1) 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 Essas recomendações apresentam como vantagens, o menor esforço para movimentação da haste e a economia em gaxeta, sem afetar a selabilidade do sistema. Abaixo indicamos as principais tolerâncias para utilização dos espaçadores: A - Espaçador / Haste Haste / Sobreposta: 0,90 a 1,50 mm B - Caixa de Gaxetas / Sobreposta Caixa de Gaxetas / Espaçador: 0,15 a 0,80 mm C - Fundo da Caixa / Haste: 0,5 mm (máximo) As condições gerais do equipamento são de vital importância para a vida útil do engaxetamento. Folgas excessivas 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.

10 8 CURSO DE VEDAÇÃO 8. SELEÇÃO DE GAXETAS DE VEDAÇÃO Num engaxetamento típico, a pressão de vedação e o consequente esforço do motor ou do operador (válvulas) para girar o eixo, serão diretamente proporcionais à pressão de operação do sistema, ao comprimento da caixa de gaxetas, ao diâmetro do eixo e sua RPM e ao coeficiente de atrito do engaxetamento. Portanto, ao fazer a seleção da Gaxeta para uma determinada aplicação, deve-se analisar os seguintes fatores: Tipo e Condições do Equipamento As Gaxetas para válvulas 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, verificar o sistema de lubrificação existente no equipamento. O acabamento superficial do eixo ou haste deverá ter a rugosidade adequada e estar em bom estado. Para fluidos limpos, podemos trabalhar com gaxetas mais macias e consequentemente 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 importância 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 resistência dos materiais de construção da Gaxeta devem ser compatíveis com as temperaturas e pressões as quais serão submetidos. Velocidade Periférica As experiências em campo mostraram que cada tipo de Gaxeta (material, construção, lubrificação) tem um limite de resistência que pode ser relacionado com a com a velocidade periférica (ou superficial) do eixo. Características Físicas do Fluido Os fluidos podem ser gases ou líquidos, podendo ainda ser voláteis, cristalizantes, limpos ou com sólidos em suspensão. Vp = 0 eixo.π.rpm No caso de gases (incluindo o vapor), trata-se normalmente de uma válvula e a gaxeta deverá ser compacta e de alta selabilidade. Quando o fluido for volátil, obrigatoriamente devemos 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, devemos trabalhar com gaxetas que possuam boa resistência a abrasão. Onde: Vp = Velocidade Periférica do eixo, em m/s 0 = Diâmetro do eixo, em mm RPM = Rotações por minuto 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 produção. A análise de todos estes fatores é que determinará o produto mais vantajoso ao cliente. Tabela de Aplicação de Gaxetas para Válvulas: Tipo Fibra Temperatura (ºc) Pressão (bar) Faixa de ph Tipo de Válvula Grafite HT/ Inconel Grafite HT/ Inconel 650 Vapor a 14 Bloqueio 450 Atm. Oxidante a 14 Bloqueio 2000IC Grafite/Inconel 450 Atm. Oxidante 650 Vapor a 14 Bloqueio 2202 Carbono/ Grafite 450 Atm. Oxidante 650 Vapor a 14 Controle / Bloqueio 2000S Grafite 450 Atm. Oxidante 650 Vapor a 14 Controle / Bloqueio 2005 PTFE a 14 Controle / Bloqueio

11 CURSO DE VEDAÇÃO 9 Tabela de Aplicação de Gaxetas para Rotativos: Tipo 2202 Fibra Carbono/ Grafite 2200 Carbono/Grafitado Temperatura (ºc) 450 Atm. Oxidante 650 Vapor 450 Atm. Oxidante 650 Vapor Pressão (bar) Faixa de ph Velocidade Periférica (m/s) Suporta fluido abrasivo Necessita de lubrificação 30 0 a Não Não 25 0 a Sim Não 2025 Carbono / PTFE a Sim Sim 2020 PTFE Aditivado / Composto Especial a Sim Não 2006 PTFE a Não Sim 2007G PTFE-grafite a Não Sim PTFE-grafite / para-aramida PTFE-grafite + para-aramida PTFE Expandido - Grafite Encapsulado para-aramida PTFE / Grafitado para-aramida / PTFE a Não Sim a Sim Sim a Não Sim a Sim Sim a Sim Sim 2030 meta-aramida/ PTFE a Sim Sim 2777 Fenólica/PTFE a Sim Sim 2019 Acrílica/PTFE a Não Sim 2555 Sintética a Não Sim 2143 Vegetal/ Graxa Mineral a 8 6 Não Sim 8.1. Exemplo Especificar uma gaxeta para trabalhar em uma bomba centrífuga 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 / desempenho esperado 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.

12 10 CURSO DE VEDAÇÃO 9. ENGAXETAMENTO MISTO 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 Distribuição da Força de Aperto 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 superfície externa do anel de gaxeta e a caixa de gaxetas. 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 exposto no item anterior, podemos dividir a caixa de gaxeta em duas regiões distintas: Anel Lanterna 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. E N T R A D A SAÍDA ROTOR ANÉIS DE GAXETA Figura 1 CAIXA DE GAXETAS SOBREPOSTA EIXO DIREÇÃO RADIAL PRESSÃO DE APERTO DIREÇÃO AXIAL REGIÃO II É a região compreendida entre o anel lanterna e a sobreposta, 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. SAÍDA FORÇA RADIAL Boa resistência à extrusão. FORÇA AXIAL Resistência à temperatura. E N T R A D A Figura FORÇA DA SOBREPOSTA 70 %DO DESGASTE CARGA RETIDA Boa estabilidade dimensional Conclusão Tendo em vista as características e os conceitos das gaxetas nas regiões I e II, vários arranjos de gaxetas poderão 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. 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 400 ( PSI ) Consulte a nossa Engenharia de Aplicação para selecionar o arranjo mais adequado as suas condições de operação.

13 CURSO DE VEDAÇÃO INSTALAÇÃO DE GAXETAS Preparativos 1. Organizar todas as ferramentas e materiais necessários para a execução do serviço. 2. Solicitar o bloqueio do equipamento e aguardar sua liberação 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 verificar a caixa 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 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 vedado 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: Diâm. caixa - Diâm. eixo Conferir o número correto de anéis de gaxeta e a posição do anel lanterna. Número de anéis: Montagem sem Anel Lanterna Profundidade caixa gaxetas Bitola gaxeta Montagem com Anel Lanterna Número de anéis de gaxetas no fundo da caixa Valor de (A) (B) Bitola gaxeta Número de anéis de gaxetas após o anel lanterna Valor de (A) (C) (D) Bitola gaxeta 13. Utilizar uma fita de PTFE veda rosca envolta no local da gaxeta onde será efetuado 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 (C) (A) (B) (A) = Prof. Total da Caixa de Gaxeta (B) = Prof. até o Furo de Injeção (C) = Valor de (A) Valor de (B) (A) (D) (A) = Prof. Total da Caixa de Gaxeta (D) = Largura do Anel Lanterna

14 12 CURSO DE VEDAÇÃO Para equipamentos que utilizem bitolas de gaxeta acima 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 dispositivo 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. 17. Com auxílio de uma luva bipartida, ferramenta específica ou da sobreposta, empurre um anel de cada vez até o fundo 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 sobreposta a emenda deverá estar virada para baixo, evitando que o gotejamento gire com o eixo formando um chuveiro. 19. Lubrificar parafusos e porcas com lubrificante adequado de acordo com as condições operacionais. 20. Posicionar corretamente o anel lanterna medindo ou contando 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. Vide item Após instalar o último anel, apertar alternadamente as porcas da sobreposta até encontrar forte resistência. Afrouxar as porcas da sobre-posta reapertando-os até encontrar pequena resistência. 22. A sobreposta deve penetrar na caixa de gaxetas no mínimo 3 mm, para evitar que o último anel extrude pela folga existente entre a sobreposta e a caixa, travando o seu curso. 23. Abrir sempre a água de selagem, antes da partida, pois sua falta poderá acarretar danos irreversíveis ao engaxetamento. 24. Desbloquear o equipamento, fechando os drenos, abrindo as válvulas de processo, retirando as etiquetas de bloqueio e liberando o equipamento com o pessoal do controle. 25. Ligar a unidade. Se necessário, 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 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 excessivo poderá travar a haste impedindo a abertura ou fechamento da válvula. 4. Colocar o sistema em operação.

15 CURSO DE VEDAÇÃO PROBLEMAS MAIS COMUNS COM ENGAXETAMENTO EFEITOS APARENTES POSSÍVEIS CAUSAS POSSÍVEIS SOLUÇÕES Anéis junto a sobreposta queimados. Anéis com face interna carbonizada. Anéis com face interna desgastada. Excesso de aperto na sobreposta, falha na lubrificação 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. Alta abrasividade Causada pelos sólidos em suspensão do fluido ou pela rugosidade acentuada da superfície do eixo ou da luva de desgaste. Diminuir o aperto da sobreposta. O anel lanterna foi montado fora de sua posição. A tubulação do sistema de lubrificação e/ou refrigeração está obstruída (normalmente a válvula está fechada). Especificar uma gaxeta que suporte a temperatura de trabalho do fluido. 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 ou brilhante. 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.

16 14 CURSO DE VEDAÇÃO 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 macios do que os materiais dos flanges, de modo que, ao serem apertadas contra as superfícies dos flanges preencham as imperfeições entre elas, proporcionado 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 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 aperto dos parafusos. Força de Vedação 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 parafusos 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 pressão interna. Ser suficiente para manter uma pressão residual sobre a junta, evitando o vazamento do fluido. 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 Representada 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 contração 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 aumento da temperatura, atacando os materiais orgânicos da junta. Como regra geral, quanto mais alta for a temperatura, mais criteriosa deve ser a seleção da junta. Compatibilidade Química É a capacidade da junta resistir 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 suficiente 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 características típicas de cada equipamento / aplicação. 4. INFLUÊNCIA DO ACABAMENTO DOS FLANGES NA ESCOLHA DA JUNTA Como regra geral, é necessário que a superfície seja ranhurada 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 acabamento mais encontrado comercialmente é o ranhurado concêntrico ou em espiral fonográfica, conforme mostrado na Figura 1.

17 CURSO DE VEDAÇÃO 15 Ambos são usinados com ferramentas similares, tendo as ranhuras 1/64 (0,4mm) ou menos de profundidade e passo de 1/32 (0,8mm). Ranhurado Concêntrico Figura 1 Espiral Fonográfica Descrição da Junta Acabamento da Superfície de Vedação dos Flanges Plana não-metálica Metalflex 1/16 >1/16 (espiral) Metalbest (dupla camisa metálica ) Camprofile (metálica ranhurada com cobertura) Ring-Joint Tipo TEADIT BX 953 RX Acabamento µ m 3,2 a 6,4 3,2 a 13 3,2 a 6,4 2,5 máximo 3,2 a 6,4 1,6 Superficial µ pol 125 a a a máximo 125 a Seção Transversal BX 953 RX * Conforme norma do ASME PCC-1:2010 Quadro de Aplicação Linha TEADIT Papelões Hidráulicos U60NA - NA1100 NA NA1002 NA NA1000M NA NA1085 CARACTERÍSTICAS DO FLANGE Não-Metálico ou Metálico com revestimento frágil Metálico RF FF RF FF (com ressalto) (sem ressalto) (com ressalto) (sem ressalto) Lingueta e Ranhura Liso ou Ranhurado Liso ou Ranhurado Liso Ranhurado Liso Ranhurado Macho e Fêmea Anel Classe de Pressão (PSI) 400 QUIMFLEX SH (5) (5) 400 QUIMFLEX 24B (4) 400 QUIMFLEX PL TEALON TF TEALON TF 1580 / Camprofile 946 < 250 Ra Juntas 911, 923, 927, 942 Junta 911M Junta 913 < 250 Ra 600 Junta 913M < 250 Ra GRAFLEX 300 Anéis RTJ Observações: 1- Em flanges sem ressalto usar sempre juntas FF. 2 - Verificar sempre a compatibilidade química das juntas com o fluido a ser vedado. 3 - Verificar os limites de serviço específicos para produto selecionado. 4 - Verificar se o flange não sofre rotação (empenamento). 5 - Certificar-se que a junta não dobra, e que todo o diâmetro externo da junta toca os parafusos de aperto.

18 16 CURSO DE VEDAÇÃO 5. TIPOS DE FACES DE VEDAÇÃO DOS FLANGES 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 superfícies 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 utilizada 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 plana). 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. Figura 3 Figura 2 O-rings metálicos não sólidos e juntas dupla camisa com enchimento metálico são as mais indicadas. Figura 5 Face Plana e Ranhura Macho e Fêmea Junta semi-confinada (Figura 6). A profundidade 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 fêmea é até 1/16 (1,6mm) maior que o do macho. Os flanges devem ser afastados para montagem da junta. Figura 6 Tipos mais comuns; Junta confinada no diâmetro externo Ring Joint Também chamado anel API (Figura 7). Ambos os flanges possuem canais com paredes em ângulos de 23. A junta é de metal sólido com perfil oval ou octogonal. Lingueta e Ranhura Junta totalmente confinada (Figura 4). A profundidade da ranhura é igual ou um pouco maior que a altura da lingueta. A ranhura é cerca de 1/16 mais larga que a lingueta. Normalmente a junta tem a mesma largura da lingueta. 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. Figura 4 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 encostam. Somente as juntas de grande resiliência podem ser usadas neste tipo de montagem. Juntas espiraladas, Figura 7 6. DIMENSIONAMENTO DE JUNTAS NÃO-METÁLICAS No Brasil, as juntas consideradas padrão seguem a norma ASME B 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).

19 CURSO DE VEDAÇÃO 17 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). Figura 10 Figura 8 Figura 9 Nunca martele o Papelão Hidráulico sobre o flange para confeccionar a Junta, pois poderá danificá-lo. 7. EMENDAS DE JUNTAS NÃO-METÁLICAS 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 aplicações industriais, permitindo a fabricação de Juntas em qualquer tamanho e espessura (Figuras 12 e 13). Figura 12 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) Figura 14 Espessura Mínima da Junta 3,2 mm (1/8 ) L 200 mm A= (.3 a.4) L B= (.3 a.5) L C= (.5 a.6) L Figura 13 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 Colado Papelão Hidráulico Definição Fabricado a partir da vulcanização sob pressão de compostos 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 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 resistência à temperatura e a produtos químicos. Tem como grande atrativo o baixo custo, o que a torna uma boa alternativa ao amianto em aplicações não severas. Aramida Fibra sintética com boa resistência a produtos químicos e excelente resistência mecânica. 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 Borrachas Atuam como ligante entre as fibras, contribuindo na obtenção 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) Apresenta ótimo desempenho 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 que apresenta alta resistência 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.

20 18 CURSO DE VEDAÇÃO Acabamento Superficial do Papelão Hidráulico Grafitado Como opção ao acabamento natural, o grafite pode ser aplicado em uma ou duas faces dos papelões hidráulicos, evitando sua aderência aos flanges e facilitando a desmontagem da junta Limites de Serviços Cada Papelão Hidráulico possui limites máximos de temperatura 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 apresentada 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. O papelão Hidráulico também pode conter tela metálica. A inserção de tela metálica tem como objetivo aumentar a resistência à pressão do papelão hidráulico Seleção de um Papelão Hidráulico Especificar o Papelão Hidráulico sempre de acordo com as condições reais de serviço. Neste caso, devemos considerar 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. Vibração. Custo x Benefício. Os Papelões Hidráulicos TEADIT atendem as normas ASTM conforme indicação do catálogo 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 existente no final do capítulo de Papelões Hidráulicos, existente no catálogo geral de produtos TEADIT, quais os tipos de papelão que são indicados para trabalhar com vapor saturado. Resposta: NA1002, NA1060, NA1100, NA1092 e U60NA. Passo 2: Verificar no catalogo geral, as tabelas existentes na descrição de cada produto, se os valores máximos de operação 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: NA1100, NA1092, NA1060 e U60NA 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 recomendamos a escolha de um papelão que tenha alguma resistência a ciclos térmicos. Nesse caso ficaríamos com o NA1100, NA1092 e U60NA. 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 500 µ polegada. 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 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 x benefício das lâminas dos três papelões selecionados. Resposta: U60NA Tabela de Aplicação de Papelões Hidráulicos: Tipos de Papelões Hidráulicos Composição Temperatura (ºC) uso contínuo Pressão (bar) uso contínuo U60NA NA1092 NA1100 NA1002 NA1040 NA1000M NA1060 NA1085 Fibra Inorgânica e NBR Fibra Aramida/ Grafite e NBR Fibra Carbono e NBR Fibra Aramida e NBR Fibra Celulose e NBR Fibra Aramida e NBR Fibra Aramida e NBR / SBR Fibra Aramida e Hypalon

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