segunda-feira, 13 de abril de 2020

Tecnologia Mecânica - Aula 13 - Elementos de vedação: vedantes químicos, juntas e gaxetas

VEDAÇÃO QUÍMICA
A vedação química é estática e realizada por meio de resinas anaeróbicas, que são substâncias que endurecem na ausência de oxigênio. Em muitos casos, estes vedantes também funcionam como uma espécie de cola, para manter os componentes unidos. É a adesão por trava química. Podemos usar vedação química em parafusos e porcas para que os mesmos não afrouxem.
Uma rosca com folga pode causar sérios problemas ao equipamento. Pode haver escape de fluido, ou podem acontecer movimentos entre as partes, o que podem causar esforços de fadiga, que podem romper as peças. Para evitar isso, o procedimento mais comum é utilizar vedantes como fita veda rosca de teflon sisal ou massa veda rosca.
Em muitos casos, entretanto, esses materiais não preenchem totalmente as folgas, além de poder provocar um posicionamento impreciso entre as partes. Com frequência, isso requer torques de aperto mais elevados, que podem causar avarias nas peças. 
Quando não for possível preencher totalmente as folgas com fita teflon, uma solução pode ser o uso da vedação química.

VEDAÇÃO POR JUNTAS
Na vedação por juntas, que é estática, o material é colocado entre duas partes mecânicas que precisam ficar juntas, com o objetivo de impedir a passagem de fluidos ou pó de um lado para outro. 
As juntas podem ser de materiais, como: elastômeros, fibras de celulose, papelão, cortiça, teflon, amianto, metal e outros materiais.
Para escolher o melhor material para a junta, um dos critérios é empregar o fator de serviço, ou PXT. Este fator é calculado conforme figura. Com referência no cálculo de fator de serviço, observe a tabela que indica a junta mais adequada.
As indicações da tabela devem ser avaliadas juntamente com outros fatores, como tipo do fluido, existência de choques, etc.
Vejamos a seguir as características e aplicações da vedação por juntas:
Elastômeros - Os Elastômeros, vulcanizados sob pressão com as fibras, determinam a resistência química do papelão hidráulico, dando-lhe também as suas características de flexibilidade e elasticidade. Os Elastômeros mais usados são:
Borracha natural (NR): mproduto natural extraído de plantas tropicais, apresenta excelente elasticidade, flexibilidade, baixa resistência química e à temperatura
Borracha estireno-butadieno (SBR): também conhecida como “borracha sintética”, foi desenvolvida como alternativa à borracha natural, possuindo características similares.
Cloropreno (CR): mais conhecido pelo seu nome comercial, Neoprene, possui excelente resistência a óleos, gasolina, solventes de petróleo e ao ozônio.
Borracha nitrílica (NBR): superior às borrachas SBR e CR em relação a produtos químicos e temperatura. Tem excelente resistência a óleos, gasolina, solvente de petróleo, hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, solventes clorados e óleos vegetais e animais.
Hypalon: possui excelente resistência química inclusive aos ácidos álcalis.

Papelão Hidráulico - São usados Papelões Hidráulicos seme amianto, para aplicações industriais, disponíveis no mercado. Por ser um produto em constante evolução, novas formulações são continuamente oferecidas aos usuários. São fabricadas a partir da vulcanização sob pressão de Elastômeros com fibras minerais ou sintética. Por serem bastante econômicos em relação ao seu desempenho, são os materiais mais usados na fabricação de juntas industriais, cobrindo ampla faixa de aplicação. 
Na fabricação do papelão hidráulico, fibras de amianto ou sintéticas, como aramida (Kevlar), são misturados com elastômeros e outros materiais, formando uma massa viscosa. Esta massa é calandrada a quente até a formação de uma folha com as características físicas e dimensões desejadas. A fibra, o elastômero ou a combinação de elastômeros, aditivos, a temperatura e ao tempo de processamento são combinados de forma a resultar em um papelão hidráulico com características específicas para cada aplicação.

Fibras - As fibras possuem a função estrutural, determinando, principalmente, as características de elevada resistência mecânica dos papelões hidráulicos. Nos papelões à base de amianto, o problema de riscos pessoais aos usuários, é bastante reduzido, por estarem as fibras totalmente impregnadas por borracha. Os papelões à base de fibras  sintéticas são totalmente “sem amianto”, dando bastante segurança aos usuários. Importante: recomenda-se o uso correto dos papelões à base de amianto, o lixamento, raspagem ou qualquer processo que provoque poeira, deve ser feito evitando-se sua inalação, usando-se máscaras com filtros descartáveis. As roupas de trabalho devem ser guardadas e lavadas em separadas das demais.

VEDAÇÃO POR GAXETAS
Gaxetas são elementos vedantes que têm a vantagem de permitir ajustes à medida que sofrem desgaste ou que a vedação perde sua eficácia. Podem ser de náilon, teflon, borracha, cobre, latão, alumínio, algodão, juta e amianto. A esses materiais podem ser adicionados outros para torná-los autolubrificados, tais como: óleo, sebo, graxa, silicone, grafite, mica, etc. Assim, definem-se as gaxetas secas e as impregnadas.
Gaxetas são fabricadas já em forma de anel, prontas para o uso, ou como cordas para que sejam cortadas no comprimento desejado.
As gaxetas normalmente trabalham para evitar o fluxo de fluidos entre os dois lados, mas em alguns casos podem trabalhar para apenas restringir – e não impedir – o fluxo. Isso ocorre quando o atrito entre a própria gaxeta e o eixo ao qual ela está conectada é muito elevado. Nesse caso, é desejável a passagem de uma pequena quantidade de óleo para a lubrificação desta região. 
Gaxetas operam em uma caixa; o tipo mais simples dessas caixas pode ser visto na figura a seguir, em que um conjunto de gaxetas é pressionado contra a caixa por uma peça chamada sobreposta. É esta peça que pode ser acionada para modificar a pressão sobre as gaxetas, quando necessário.
As gaxetas podem ser secas ou impregnadas. As gaxetas secas normalmente são usadas em vedações estáticas, como portas de fornos e estufas, isolamento de tubulações que conduzam fluidos aquecidos e outros. As impregnadas aplicam-se para hastes de válvulas e eixos de máquinas rotativas, como compressores e bombas.
Os perfis das gaxetas também podem variar dependendo da aplicação. Os fabricantes tendem a criar seus próprios modelos, mas de um modo geral temos as gaxetas tipo U, as tipo L e as tipo H, conforme pode ser visto na próxima figura.
Na tubulação da caldeira existem flanges que são ligados por meio de juntas. As juntas devem ser metálicas, devido à elevada pressão e temperatura. Para fazer a manutenção é necessário, após fechadas as válvulas que controlam o fluxo da água, desmontar um dos flanges, retirando os seus parafusos. Depois, deve-se substituir a junta com problema e recolocar o flange.

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 29/02/2020

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