VEDAÇÃO
Vedação é o processo de evitar a passagem de um material sólido, líquido ou gasoso, de um compartimento para outro. Por exemplo: temos os refrigerantes que possuem uma tampa que evita que o líquido saia e não entre nenhum corpo estranho.
Existem dois tipos básicos de vedação: a estática e a dinâmica.
VEDAÇÃO ESTÁTICA
Este tipo de vedação é usado nos casos em que as peças a serem isoladas não têm movimento relativo. Por exemplo, na cozinha da sua casa você sabe para que serve a borracha da panela de pressão?
Em uma panela de pressão, a tampa possui uma vedação para impedir que o conteúdo pressurizado escape para o ambiente externo. Ou seja, ela impede que o vapor escape, proporcionando o aumento da pressão. Neste caso, aplica-se uma vedação estática.
VEDAÇÃO DINÂMICA
A vedação dinâmica é empregada quando as peças consideradas têm movimento relativo entre si. Por exemplo, um eixo de motor, ao girar, deve ser lubrificado, mas o óleo usado não deve sair do compartimento interno do motor. Neste caso, aplica-se uma vedação dinâmica.
Alguns tipos de vedação como a junta da panela de pressão, citada anteriormente, somente se aplicam a situações estáticas; enquanto outros como os anéis de vedação podem ser aplicados tanto em situações estáticas (vedações secundárias em selos mecânicos), quanto nas dinâmicas (no êmbolo de um cilindro hidráulico), conforme nos mostra a imagem a seguir:
ANÉIS
Os anéis de vedação são muito empregados na vedação de cilindros hidráulicos e pneumáticos que funcionam a baixas velocidades. São feitos, normalmente, de borracha natural, borracha nitrílica, silicone ou outros materiais elastômeros. Podem ser adquiridos em dimensões padronizadas conforme catálogo de fornecedores ou podem ser adquiridos em bobina, de forma a serem cortados no tamanho desejado. Neste caso, as pontas são coladas.
Há um contato muito forte entre o anel e a superfície metálica. Então, para que haja vedação, é fundamental que as superfícies que entrarão em contato com o anel tenham baixa rugosidade.
Alguns usos típicos desses anéis são: cilindros pneumáticos, cilindros hidráulicos, bombas de diversos tipos. A imagem a seguir ilustra um cilindro Pneumático dupla ação e os elementos que o compõem.
Além do tipo circular, há outros tipos de anéis com seções variadas, quadradas, octogonais, em X e várias outras. Essas seções não circulares são empregadas para pressões maiores, como podemos ver no item 9 da imagem anterior e sua escolha depende da geometria da região de montagem do anel.
RETENTORES
Os retentores são também chamados de vedadores de lábio, porque são compostos por uma membrana polimérica (elastômero) em forma de lábio montada em uma estrutura metálica. Esta estrutura é montada no mancal que suporta o eixo. A figura a seguir nos mostra uma montagem típica de um retentor.
Um retentor atua de forma dinâmica e tem a função de manter óleo, graxa ou outros fluidos dentro de um equipamento. A montagem de um retentor deve ser feita com cuidado, para que se obtenham os resultados de vedação esperados. Um dos maiores problemas que ocorre na montagem do retentor é o descuido que provoca danos aos lábios de vedação. Este descuido pode ser eliminado com a utilização de um chanfro na extremidade do eixo, lubrificação do eixo e a utilização de ferramentas adequadas durante o processo de montagem.
Verifique a seguir os principais componentes de um retentor.
O perfil dos retentores a ser utilizado deve ser escolhido de acordo com a aplicação e os materiais envolvidos. Veja, na tabela a seguir, alguns perfis entre os mais empregados.
A especificação correta do material do retentor é fundamental para minimizar o desgaste que ocorre normalmente nos lábios do retentor, devido ao contato existente entre ele e o eixo da peça que ele veda, assim como, também as características dos fluidos e as temperaturas do processo. A tabela a seguir mostra alguns tipos de elastômeros que podem ser usados em retentores e suas aplicações.
Os materiais usados como elementos de vedação são: juntas de borracha, papelão, velumóide, anéis de borracha ou metálicos, juntas metálicas, retentores, gaxetas, selos mecânicos, etc.
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| Tabela de perfis de retentores. |
Uma vedação por retentor, para ser eficaz e tenha uma boa durabilidade, a superfície do eixo e o lábio do retentor deverão atender aos seguintes parâmetros:
- O acabamento da superfície do eixo deve ser obtido por retificação, seguindo os padrões de qualidade exigidos pelo projeto.
- A superfície de trabalho do lábio do retentor deverá ser isenta de sinais de batidas, sulcos, trincas, falhas de material, deformação e oxidação.
- A dureza do eixo, no local de trabalho do lábio do retentor, deverá estar acima de 28 HRC.
Dessa forma, quando um retentor apresenta vazamento, é preciso verificar o que causou o problema e, provavelmente, o mesmo deverá ser substituído. As principais falhas que ocorrem com este tipo de vedação são no lábio do retentor e/ou no eixo onde o mesmo está montado.
A montagem do retentor no alojamento deverá ser efetuada com o auxílio de prensa mecânica, hidráulica e um dispositivo que garanta o perfeito esquadrejamento do retentor dentro do alojamento.
- A superfície de apoio do dispositivo e o retentor deverão Ter diâmetros próximos para que o retentor não venha a sofrer danos durante a prensagem.
- O dispositivo não poderá, de forma alguma, danificar o lábio de vedação do retentor.
Durante a substituição do retentor devemos tomar os seguintes cuidados:
- Sempre que houver desmontagem do conjunto que implique desmontagem do retentor ou do seu eixo de trabalho, recomenda-se substituir o retentor por um novo.
- Quando um retentor for trocado, mantendo-se o eixo, o lábio do novo retentor não deverá trabalhar no sulco deixado pelo retentor velho.
- Riscos, sulcos, rebarbas, oxidação e elementos estranhos devem ser evitados para não danificar o retentor ou acarretar vazamento.
- Muitas vezes, por imperfeições no alojamento, usam-se adesivos (colas) para garantir a estanqueidade entre o alojamento e o retentor. Nessa situação, deve-se cuidar para que o adesivo não atinja o lábio do retentor, pois isso comprometeria seu desempenho.
SELOS MECÂNICOS
O selo mecânico é um elemento de vedação considerado entre os melhores. Normalmente, este sistema é utilizado com produtos perigosos que não podem vazar para o meio ambiente. O selo mecânico trabalha em dois estágios: a vedação principal e a vedação secundária.
Na imagem a seguir vemos uma bomba com corte parcial mostrando a posição que fica o selo mecânico.
Vimos, no vídeo abaixo, um tipo de anel de selagem e uma sede de selagem específico, porém, existem outros. Observe, na figura a seguir, outros tipos de sedes e anéis de selagem.
A vedação secundária, que se aplica à sede e ao anel de selagem, impede também que o fluido passe para outro compartimento. Esse processo se faz por meio de anéis com perfis diferentes. No vídeo vimos o tipo anel “O”, mas também são usados anéis retos, foles de borracha e cunhas em teflon. Veja a seguir alguns exemplos.
As principais vantagens do selo mecânico são: Reduz o atrito entre o eixo da bomba e o elemento de vedação reduzindo, consequentemente, a perda de potência; Elimina o desgaste prematuro do eixo e da bucha; A vazão ou fuga do produto em operação é mínima ou imperceptível; Permite operar fluidos tóxicos, corrosivos ou inflamáveis com segurança e tem capacidade de absorver o jogo e a deflexão normais do eixo rotativo.
O processo de vedação por selo mecânico é bastante eficiente, podendo na sua montagem compensar automaticamente pequenos desvios axiais ou radiais na montagem do eixo, além do que, os vazamentos normais de um selo mecânico são muito baixos, chegando a ser 1% do que se observa em gaxetas, que é um outro tipo de vedação que permite pequenos vazamentos.
© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 29/02/2020
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