Elementos de vedação impedem a saída de um fluido (sólido, líquido e gasoso) de um meio fechado (máquina, tubulações, etc.) de maneira estática ou dinâmica e protegem o produto de poluentes externos (poeira e pó). Estes elementos são conhecidos por juntas, retentores, gaxetas e guarnições, são geralmente instalados entre partes em repouso ou em movimento, atuando de maneira diversificada e devem ser compatíveis com a condição de trabalho, uma vez que deverá suportar condições químicas e mecânicas, temperatura, pressão, desgaste específicos de cada processo. Caso sejam utilizados de forma indevida, poderá ocorrer vazamento e/ou contaminação do meio que deve ser protegido, o que poderá causar um impacto negativo em uma indústria, por exemplo, que poderá ter o fluxo de produção interrompido em função do dano que será acarretado, seja por interrupção de uma máquina, contaminação do produto ou baixa de eficiência no processo.

Em função da aplicação os elementos de vedações são fabricados em diversos formatos e materiais.

As vedações para junções fixas podem ser: em ogiva (para baixas pressões), em faca (para médias pressões) e cônica (para altas pressões)

Os materiais mais utilizados para vedação são gaxetas, raspadores, anéis guias, juntas, vedação líquida, veda-rosca, anéis, retentores, selo mecânico.

Gaxeta

São elementos vedantes com lábio ou lábios que fazem a vedação de sistemas hidráulicos ou pneumáticos, denominado vedantes automáticos por sua capacidade em vedar com sua própria pressão exercida contra a parede do cilindro da haste ou do êmbolo, requer frequentes inspeções, uma vez que os possíveis vazamentos que ocorrer poderão causar prejuízos graves. A seleção da gaxeta adequada depende da temperatura e pressão onde será aplicada. O ajuste é feito à medida que diminui a eficácia da vedação. São aplicados em sistemas que requer movimentos alternativos que fogem da capacidade de vedação de anéis, com vantagem no seu desempenho e de pequeno desgaste pela pressão do lábio ser proporcional à pressão do fluido. Exemplo: válvulas, bombas, reatores. Os compostos mais utilizados são poliuretano, chevron, viton, carbono, grafite, fibras sintéticas.

Anéis raspadores

Elementos de vedação utilizados para proteção de superfícies internas, como hastes dos sistemas hidráulicos e pneumáticos, com a finalidade de remover poeira e particulados sólidos abrasivos que possam danificar os sistemas mecânicos, hidráulicos e pneumáticos. Formado por peça moldada de borracha com um lábio de raspagem de ângulo e seção rígida para montagem, podendo ter ou não um anel metálico. Exigem alojamento com tolerâncias apertadas. Usado principalmente em máquinas agrícolas, indústrias de cimento e outros. São confeccionados em poliuretano com molibdênio, borracha nitrílica com ou sem carcaça de metal.

Anéis Guias

Elementos de apoio de nylon com materiais de grande resistência para atender necessidades em modernas aplicações em pistões e hastes de movimentos mútuos na prevenção do contato metal-metal das partes móveis do cilindro, com características de pouca dilatação para prevenir problemas de travamento. São compatíveis com a maioria dos fluidos hidráulicos que operaram a temperaturas até 130°C.

Juntas de vedação

Elementos usados para unir dois objetos, preenchendo o espaço entre ele, permitindo a sua fixação com firmeza e impedindo, quando há presença de fluido, que este vaze. Este tipo de vedação permite unir superfícies que possuam irregularidades, em que a união é feita geralmente com parafusos como exemplo de flanges, carcaça de máquinas. Este meio proporciona uma vedação segura e prática, já que o material é selecionado conforme aplicação e as dimensões são variadas. No que diz respeito à aplicação, as juntas tem que possuir elevada resistência mecânica, térmica e química (em situações em que terá contato com substâncias corrosivas). E casos específicos, as juntas são feitas de papelão hidráulico, para atender as possíveis variações de pressão e temperatura de trabalho. Este papelão tem como principal características a sua uniformidade, elasticidade e boa resistência à deterioração. As juntas espiradas (metal), são juntas que absorvem severas flutuações de pressões e temperaturas, são aplicadas em dutos de caldeiras, turbinas a gás, petroquímica, refinaria de petróleo, entre outras.

Para se conseguir uma vedação satisfatória, alguns fatores importantes devem ser considerados:

O material: são confeccionadas de borracha, aglomerado de cortiça com borracha, silicone, metal, fibra de vidro, PTFE ou grafite, papelão hidráulico e volumóide. Para a construção da junta é necessário conhecer o diâmetro da junta, o tipo de fluido a ser vedada, temperatura de trabalho e a classe de pressão.

Força de vedação: deve ter uma pressão residual sobre a junta, de modo a mantê-la em contato com das superfícies dos flanges, evitando o vazamento.

Força de esmagamento: é indispensável que o material que constitui a junta seja compressível de modo a permitir o preenchimento das eventuais imperfeições nas superfícies de contato, onde esta será montada. A pressão de esmagamento é normalizada pela ASME, uma vez que esta deve ser limitada para que a junta não seja destruída por excesso da pressão de montagem.

Fator de serviço: é muito utilizado na especificação do material da junta. É obtido multiplicando-se a pressão pela temperatura, a partir do valor resultante, utiliza-se tabela para especificar o material mais apropriado para determinada aplicação.

Vedação líquida

Os vedantes anaeróbicos são indicados para aplicações em vedações de fluidos líquidos e gasosos formando barreiras impermeáveis entre as partes encaixáveis. Não reduzem seu volume após a cura e também não dilatam nem ressecam antes ou após montagem, como ocorre com outros elementos convencionais de vedação. Estes permitem a vedação de elementos roscados, flanges e microporosidades. São divididas em sistemas dinâmicos e estáticos, dependendo se as partes se movem em relação à outra. As vedações FIP (moldadas no lugar) vedam juntas de alta pressão quando ambas as superfícies estão firmes. As vedações CIP (curadas no local) são ideais para vedar juntas que podem ser frequentemente consertadas. Os dois tipos mais comuns de FIP são silicones e os adesivos anaeróbicos.

Veda-rosca

Vedante não sintetizada à base de resina PTFE (politetrafluoretileno) usada para vedação de tubulações de fluidos líquidos e gasosos. Ela deve ser aplicada sempre no sentido de aperto da Rosca.

Anéis de vedação O’RING

Elementos de vedação de borracha para aplicações em sistemas estático ou dinâmico, de seção transversal circular e formato de anel. É montado em uma ranhura pré-dimensionada,

que submete à seção do anel a uma pressão, o que assegura a vedação inicial no sistema. Este anel é o mais versátil de todos os vedadores e tem imensa aplicação, principalmente na hidráulica e pneumática. Os principais compostos mais utilizados na confecção de anéis “O” são: viton, teflon, poliuretano, neoprene, borracha natural e silicone. Estes elementos são os mais versáteis do mercado pela extensa possibilidade de aplicação.

Retentores

Vedador dinâmico de lábio, composto por um anel metálico para dar rigidez ao perfil e uma vedação de borracha acoplada a uma mola helicoidal que permite a fixação na posição correta de trabalho. Sua função primordial é de assegurar a vedação entre um eixo com movimento rotativo e uma base estacionária, através de uma carga prévia da borracha do lábio de vedação e da pressão da mola, ou seja, reter os fluidos que devem ser mantidos no interior de um equipamento e evitando a entrada de impurezas do meio externo. A vedação principal tem função de reter o fluido quando o eixo está na condição dinâmica ou estática, a mola tem a função de compensar a carga radial exercida sobre o eixo, a vedação auxiliar protege a vedação principal de sujeiras e outros elementos, o diâmetro externo proporciona a interferência entre o alojamento e o retentor, a carcaça fornece a estrutura ao retentor para suportar seu perfil e também para a montagem do alojamento e as costas serve de apoio para dispositivos de montagem e de indicador do sentido da rotação. Este vedante é aplicado entre duas peças que executam movimentos relativos entre si, suportando variações de temperatura. São utilizados nos mais variados segmentos, em veículos (carros, caminhões, ônibus, motocicletas), máquinas agrícolas e industriais. Os retentores são compostos normalmente por poliacrílico, silicone, viton, poliuretano, teflon nylon.

Selo Mecânico

Elemento de vedação de precisão que utiliza princípios hidráulicos para reter fluidos. É um dispositivo mecânico de forma cilíndrica, de alta tecnologia e alta performance na prevenção de vazamentos de fluidos líquidos e gasosos sob pressão na caixa de selagem de bombas centrífugas, bombas hidráulicas, reatores, onde o eixo rotativo atravessa seu corpo. O selo mecânico evita a saída do fluido entre o eixo rotativo e a carcaça fixa da bomba. Proporciona inúmeras vantagens e benefícios quando comparado com gaxetas convencionais. Somente o selo garante uma vedação total, confiável e durável. Este dispositivo possui ajuste automático nas faces de contato. Parte fixa e conjunto rotativo (face estacionária e face rotativa ou giratória), compensa automaticamente pequenos e grandes desvios axiais e radiais do eixo rotativo, além de preservar o meio ambiente.

Alguns fornecedores

Teadit – gaxetas, papelões hidráulicos, juntas;

SealMinas – retentores, gaxetas, o-rings, raspadores, juntas;

Eagle Burgmann – selos mecânicos;

Casa das Gaxetas – anéis, gaxetas, retentores, anel guia, juntas, raspadores;

Tecnoseal Tecnologia em vedações – retentores, anéis, gaxetas, juntas.

Fontes de pesquisa

Apostila de Elementos de Máquinas da Escola SENAI “Hessel Horácio Cherkassky”;

Apostila do Telecurso 2000 – Sistema de vedação;

Apostila Noções Básicas de Elementos de Máquina do SENAI da CST – ES;

Informativo técnico do site da Casa das Gaxetas Indústria e Comércio - www.gaxetas.com.br

Informativo técnico do site da empresa Otto Sistemas Hidráulicos – www.ottosistemas.com.br