PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 1
SELOS MECÂNICOSSELOS MECÂNICOS
Curso de Formaçãode Técnicos de Operação Jr
do Abastecimento
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SELOS MECÂNCOS© 2008 Petrobras – Petróleo Brasileiro S.A.
Todos os direitos reservadosPetróleo Brasileiro S.A. - PETROBRASAvenida Chile, 65 – 20º andar – Ala Norte SALA 2001CEP: 20031-912 – Rio de Janeiro – RJ
Revisado e Atualizado por:VANDERLEI CARDOSO UN REPLAN
REPLAN/MI
Fundamentos de SelagemParte 1
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Eixo
Fluido de Processo
Vazamento
Meio Ambiente Carcaça
O Problema Básico de Selagem:Prevenir Vazamentos
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Eixo
Fluido de Processo
Vazamento
Meio Ambiente
Carcaça
Gaxeta
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Shaft
Fluido de processo
Vazamento
Meio Ambiente
Carcaça
O conceito da face de selagem de um Selo Mecânico
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Gaxeta vs. Selos Mecânicos• Requer vazamento como
lubrificante.
• Danifica luvas e eixos.
• Consumo de potência devido a fricção.
• Perda de Produto.
• Grande desperdício de água .
• Requer manutenção e tempo para instalação e ajuste das gaxetas.
• Causa danos e destruição do equipamento em função do vazamento.
• Selo tem vazamentos invisíveis.
• Existem selo em operação por mais de 8 anos sem falhas.
• Redução de custo através da eliminação das perdas de produto, água e economia de energia.
• Requer pouca manutenção após a instalação inicial.
• Selo é mais seguro na selagem de fluidos perigosos e corrosivos.
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Características desejadas para um Selo Mecânico
• Vida Longa• Fácil manutenção• Custo baixo
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O-Ring
Eixo
Sede
Anel Primário
Anel trava
Anel anti-extrusãoO-Ring
DiscoMolas
EstojoParafusos
Trava
Um exemplo de Selo Completo
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Selo Mecânico
• O selo consistede duas superfíciesextremamente lisase planas (faces) quetrabalham juntas para evitar que o fluído escape.
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Selo Mecânico
• Em um selo...
uma face deve girarcom o eixo e é normalmentechamada de Rotativa.
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Selo Mecânico
• A outra face do selo…
que é fixada nasobreposta é chamada de Estacionária.
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Selo Mecânico
Selos Mecânicos são usados em váriostipos de equipamentos como…..
• Bombas• Compressores• Misturadores• Agitadores• Reatores
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Partes do Selo Mecânico & Função
• Selos Mecânicostem as seguintespartes:
• Face Estacionaria• Face Rotativa• Mecanismo de Mola• Mecanismo de trava• Vedacao do eixo• Sobreposta• Junta
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Selo Mecânico
• A Face Estacionária…
é a face que nãogira com o eixo.
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Selo Mecânico
• A face rotativa…é a face que giracom o eixo e trabalha em contatocom a face estacionária.
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Selo Mecânico
• O Mecanismo de Mola…
proporciona a forçarequerida paramanter as faces estacionaria e rotativa juntas.
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Selo Mecânico
• O Mecanismo de Trava…conecta o selo aoeixo paraproporcionar a rotação do selo.
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Selo Mecânico
• A Vedação do Eixo…é o ponto de vedação entre o selo e o eixo paraevitar o vazamento.
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Selo Mecânico
• A Sobreposta…e a parte quesuporta a Face Estacionária e é montada na caixade selagem.
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Selo Mecânico
• A Junta…
funciona para evitaro vazamento entre a Sobreposta e a face da Caixa de Selagem.
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Selo Mecânico
• O Selo Mecânicoatinge sua vida útilquando o nariz daface se desgasta.
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Como funciona um selomecânico?
• Um selo mecânicoconsiste de váriaspeças quetrabalham juntas para evitar que o fluído escape.
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LíquidoBombeado
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Zona de vedação primáriaALTA TEMPERATURA
(Risco de vaporização)
SELO ROTATIVO
SEDEESTÁTICA
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EM OPERAÇÃO
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VAZAMENTO NECESSÁRIO PARADISSIPAR O CALOR E ELIMINAR O ATRITO
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Características de Projeto
• Conjunto de Compensação– Molas Únicas
– Molas Múltiplas
– Foles Metálicos
– Foles Elastoméricos
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Características de Projeto
• Conjunto de Compensação (Molas ou Foles)– Promove o fechamento inicial das faces
– São muito importantes a baixas pressões
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Características de Projeto
• Molas ou Foles – Corrosão
– Características do produto
– Uniformidade da carga
– Histórico
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Vedações Secundárias• Elemento secundário de selagem
– Estático– Dinâmico
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O-ring move-se axialmente
Características de Projeto
• Vedação Secundária– Selos Molas Múltiplas
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O-ring estático
Características de Projeto
• Vedação Secundária– Selos Fole Metálico
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Foles em Terflon
Foles elastoméricos
Foles Metálicos
Anéis em “V” Cunha Anéis
EncapsuladoO Ring
Elemento Secundário de Selagem
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A região de trabalho da vedação secundária deve ser perfeitamente polida para permitir o deslocamento da face de selagem.
O fole é que acomoda o deslocamento da face de selagem
Molas Múltiplas. x Fole
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-400°F
-200°F
0
400°F
600°F
200°F
Buna-N EPDM VitonTM
-54°C / -65°F
149°C / 300°F121°C /
250°F
-240°C
-129°C
-18°C
204°C
316°C
93°C
AflasTM
204°C / 400°F
204°C / 400°F
-45°C / -50°F-29°C / -20°F
TeflonTM
287°C / 550°F
-212°C / -350°F
-29°C / -20°F
KalrezTM
287°C / 550°F
-40°C / -40°F
Vedação Secundária Limites de Temperatura
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Características de Projeto
• Mecanismos de Acionamento– Deve transmitir o torque– Deve permitir o movimento axial
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Pino
Entalhe
Slot and Ear
Molas
Parafuso Allen
Anel trava
Mecanismo Elastomérico
Chaveta
Tipos de Mecanismos de Acionamento
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Arranjos de Selagem
• Simples– Montado Internamente– Montado Externamente
• Múltiplos– Pressurizados– Não Pressurizados
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Arranjo• Simples
– Selo Interno
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Arranjo• Simples
– Selo Externo
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Arranjos de Selos Simples
Selo Interno
Sede Atmosfera
Eixo
Sobreposta
Pump Housing
Anel PrimárioFluido de Processo
Anel PrimárioFluido de Processo
Selo Externo Pump Housing
Atmosfera
Sobreposta
Eixo
Sede
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Arranjos
• Múltiplos– Não pressurizado– Pressurizado
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“Tandem”
Selo do processo
Selo de Backup
Selagem do fluido de barreira
“Duplos”
Arranjos de Selos Múltiplos
Selo do processo
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Processo Líquido de Barreira
Atmosfera
Pres
sões
Não Pressurizado (Tandem)
Arranjos de Selos Múltiplos
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AtmosferaProcesso Líquido
Barreira
Pres
sões
• Não Pressurizado
Arranjos de Selos Múltiplos
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Processo
AtmosferaPres
sões
Pressurizado (Duplo)
Líquido de Barreira
Arranjos de Selos Múltiplos
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AtmosferaProcesso
Líquido Barreira
Pres
sões
• Pressurizado
Arranjos de Selos Múltiplos
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•Geração de Calor nas Faces de Selagem
• Flushing
•Planos de Selagem
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Ação do Fluido de Selagem entre as Faces de Selagem
SobrepostaCaixa de Selagem
Fluido de Processo
Vazamento Invisível: Evaporação do fluido em contato com a atmosfera
Anel primário Sede
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LubrificanteSeparação
Superfície A
Superfície B
Calor
Interface de Selagem• Objetivos da Lubrificação:
– Separar as Faces– Evitar contato entre os pontos altos– Reduzir a fricção e geração de calor
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SobrepostaCaixa de Selagem
Sem fluido/Operação a seco
Anel primário Sede
Sem Lubrificação, Faces trabalhando secas com
geração de Calor
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Sede Estacionária Sede Rotativa
Geração de Calor• Diminuição da Viscosidade• Evaporação da Película Lubrificante• Desgaste
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Transferência de Calor
• Condução• Convecção
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Injeção
Flushing
• Remover o calor• Alimentação constate de fluido frio e limpo
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Plan 2 – Sem injeção de fluido
Entrada Fluido Resfriamento
Saida Fluido ResfriamentoDescarga
Sucção
Medidor de Fluxo(Opcional)
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Plan 11 – Recirculação da Descarga
Sucção
Descarga
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Plan 12 – Recirculação da Descarga com FiltroDescarga da Bomba
Filtro
Sucção daBomba
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Plan 13 – Recirculação para SucçãoDescarga da Bomba
Sucção daBomba
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Plan 21 – Recirculação da Descarga com ResfriamentoSaída de
água
Entrada deágua
Descarga da BombaSaída doProduto
Entrada doProduto
Sucção daBomba
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Plan 23 – Recirculação da Câmara de Selagem com Resfriamento
Saída de água
Entrada deágua
Descarga da Bomba
Sucção daBomba
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Plan 31 – Recirculação da Descarga com Separador
Ciclone(Separador)
AbrasivosConcentradospara Sucção
da Bomba
Produto comAbrasivos
FluídoLimpo
Descarga da Bomba
Sucção daBomba
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Plan 32 - Flushing
Bucha de Garganta
Entrada de FluídoExterno
Descarga da Bomba
Sucção daBomba
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Plan 41 – Recirculação da Descarga com Separador e Trocador de Temperatura
Saída de água
Entrada deágua
Entrada doProduto
Frio e Limpo
CicloneSeparador
ProdutoLimpo
Produto comAbrasivosDescarga da Bomba
Sucção daBomba
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Plan 52 – Recirculação com Tanque de Fluído Externo (Buffer)
Vent
Entrada eSaída de
Água
Descarga da Bomba
Sucção daBomba
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Plan 53 – Circulação com Fluido de Barreira Pressurizado
Entrada e SaidaFluido de Resfriamento
Descarga
Sucção
PressurizaçãoExterna
Gás
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Plan 54 – Circulação com Fluído de Barreira Externo
Entrada de Fluídode Barreira Limpo
Saída de Fluídode Barreira
Alarme de Nível
Descarga da Bomba
Sucção daBomba
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Plan 62 - QuenchDescarga da Bomba
Sucção daBomba
Entrada de QuenchExterno Limpo
Dreno do Quench
BuchaRestrição