Curso de Vedação

Vedação
CURSO DE
Selabilidade para a indústria e
proteção ao meio ambiente.
Gaxetas, Juntas Metálicas e Não-Metálicas.
ÍNDICE
INTRODUÇÃO
GAXETAS
2
1. Definição ........................................................................................................................2
2. Tipos Construtivos ......................................................................................................2
3. Gaxetas de Vedação ...................................................................................................3
4. Composição ..................................................................................................................4
5. Fator de pH ....................................................................................................................6
6. Sistema de Engaxetamento ....................................................................................6
7. Dimensionamento da Caixa de Gaxetas .............................................................7
8. Seleção de Gaxetas de Vedação.............................................................................8
9. Engaxetamento Misto ............................................................................................ 10
10. Instalação de Gaxetas .......................................................................................... 11
11. Problemas Mais Comuns com Engaxetamento .......................................... 13
JUNTAS DE VEDAÇÃO
14
1. Definição ..................................................................................................................... 14
2. Forças em uma União Flangeada ....................................................................... 14
3. Eficiência de uma Junta ......................................................................................... 14
4. Influência do Acabamento dos Flanges na Escolha da Junta .................. 14
5. Tipos de Faces de Vedação dos Flanges........................................................... 16
6. Dimensionamento de Juntas Não-Metálicas ................................................. 16
7. Emendas de Juntas Não-Metálicas .................................................................... 17
8. Materiais mais utilizados na Fabricação de Juntas Não-Metálicas ......... 17
Problemas Mais Comuns com Juntas de Papelão Hidráulico .................. 19
9. Juntas Metálicas ....................................................................................................... 21
10. Procedimento de Instalação de Juntas .......................................................... 23
1
CURSO DE VEDAÇÃO
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
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 e-mail, fax ou correio.
Av. Pastor Martin Luther King Jr., 8.939 - Rio de Janeiro- RJ - CEP 21530-012
Tel. 55 (21) 2132-2500 - Fax. 55 (21) 2132-2550 - e-mail: [email protected]
A/C. Engenharia de Aplicação - Tel. 55 (21) 2132-2650
Departamento Técnico
ISO
90
01
EMPRESA
Esta apostila foi preparada para fornecer informações básicas sobre vedações em válvulas, equipamentos rotativos
e uniões flangeadas.
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.
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
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.
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.
2.1. Capa sobre Alma
Consiste em se trançar uma capa
sobre uma alma de fios torcidos.
É u m a g a xe t a d e p o u c a
resistência mecânica e baixa
densidade, porém de excelente
conformabilidade. Recomendada
para isolamento térmico. Quando impregnadas e
lubrificadas, também podem ser utilizadas em haste de
válvulas em aplicações pouco exigentes (baixa pressão).
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.
2.3. 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.
3
CURSO DE VEDAÇÃO
2.4. Entrelaçada Trança Fina
Os fios se entrecruzam diagodiago
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 curva-
da 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.
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).
3.1. Características Básicas de Aplicação
Aplicação estática - Válvulas
Aplicação dinâmica - Bombas
4
CURSO DE VEDAÇÃO
4. COMPOSIÇÃO
Grafite Flexível / Carbono
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 (oC)
Mínima
Máxima
FAIXA DE pH
Carbono
-240
450 At. Oxidante
650 Vapor
0-14
Grafite Flexível
Grafite Flexível/Carbono
-240
450 At. Oxidante
650 Vapor
0-14
PTFE Expandido
PTFE - grafite
meta-Aramida
para-Aramida
EGK®:
PTFE-grafite/aramida
EWK®: PTFE-aramida
Fenólica
-200
-200
-100
-100
280
280
290
280
0-14
0-14
1-13
2-12
-100
280
0-14
-100
-100
280
250
Sintética
-100
230
Vegetais
-25
100
0-14
1-13
4-10 Grafitada*
2-12 Teflonada**
6-8 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® 2025 - 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® 2235 - Quimgax® 2236
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® 2005 - Quimgax® 2006 Quimgax® 2010 - 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
CURSO DE VEDAÇÃO
do equipamento possua um acabamento superficial com
dureza entre 45 e 60 HRC.
Produtos:
Quimgax® 2004 - Quimgax® 2043 - Quimgax® 2044
2) meta-Aramidas  são fibras resistentes a fluidos abrasi-
vos 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:
Quimgax® 2070
(EGK)
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
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® 2019 - Quimgax® 2555 - Quimgax® 2061 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® 2143 - Quimgax® 2153
5
4.2. 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
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.
4
5
6
1
GOTEJAMENTO
PRESSÃO POSITIVA
Sistema Integrado de Lubrificação  Com auxílio de um
9
anel lanterna esse sistema é utilizado quando:
 O fluido de processo contiver sólidos em suspensão,
mantendo a caixa de gaxetas limpa.
10
Neutros
C
11
os
stic
áu
2
8
Ácid
os
3
7
FLUIDO
LIMPO
12
13
 O fluido de processo for contaminante, evitando que o
mesmo entre em contato com o meio ambiente.
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.
 A temperatura do fluido do processo for muito
elevada, ajudando na refrigeração e lubrificação do
engaxetamento.
0
pH
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 14
6. 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-
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.
7
CURSO DE VEDAÇÃO
SAÍDA
Rotativos  Em equipamentos rotativos de uma maneira geral e em bombas especificamente encontramos as
seguintes medidas:
Injeção de Fluido
Lubrificante Limpo
SOBREPOSTA
SAÍDA
CAIXA DE GAXETAS
7B
Fluido com
Sólidos em
Suspensão
E
N
T
R
A
D
A
5,25 B
2B
ANÉIS DE GAXETAS
Anéis
de Gaxeta
Anel Lanterna
E
N
T
R
A
D
A
3B
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.
DE
ACIMA DE
ACIMA DE
ACIMA DE
ACIMA DE
B
SOBREPOSTA
CAIXA DE
GAXETAS
B
15o A 30o
ROTOR
0,25 B 1,5 B 0,25 B
DIÂMETROS DOS ANÉIS
pol (mm)
7. DIMENSIONAMENTO DA CAIXA DE GAXETAS
2B
5/8" (15,9)
1,1/8" (28,6)
1,7/8" (47,6)
(76,2)
3"
4,3/4"(120,7)
ATÉ
ATÉ
ATÉ
ATÉ
ATÉ
1,1/8" (28,6)
1,7/8" (47,6)
(76,2)
3"
4,3/4"(120,7)
12" (304,8)
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.
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 vál-
vulas 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.
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.
Vp =
 eixo.π.RPM
60.000
Onde: Vp = Velocidade Periférica do eixo, em m/s
 = 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
2235
Grafite HT/
Inconel®
650 Vapor
450
0 a 14
Bloqueio
2236
Grafite HT/
Inconel®
450 Atm. Oxidante
450
0 a 14
Bloqueio
2000IC
Grafite/Inconel®
450 Atm. Oxidante
650 Vapor
400
0 a 14
Bloqueio
2202
Carbono/ Grafite
450 Atm. Oxidante
650 Vapor
300
0 a 14
Controle / Bloqueio
2000S
Grafite
450 Atm. Oxidante
650 Vapor
300
0 a 14
Controle / Bloqueio
2005
PTFE
280
250
0 a 14
Controle / Bloqueio
9
CURSO DE VEDAÇÃO
Tabela de Aplicação de Gaxetas para Rotativos:
Tipo
Fibra
Temperatura
(ºc)
Pressão
(bar)
Faixa de
Velocidade
Suporta fluido
pH
Periférica (m/s)
abrasivo
2202
Carbono/
Grafite
450 Atm. Oxidante
650 Vapor
30
0 a 14
20
Não
Não
2200
Carbono/Grafitado
450 Atm. Oxidante
650 Vapor
25
0 a 14
20
Sim
Não
2025
Carbono / PTFE
280
25
0 a 14
15
Sim
Sim
2020
PTFE Aditivado /
Composto Especial
280
20
0 a 14
20
Sim
Não
2006
PTFE
280
20
0 a 14
12
Não
Sim
2007G
PTFE-grafite
280
35
0 a 14
25
Não
Sim
2070
PTFE-grafite /
para-Aramida
280
35
0 a 14
25
Não
Sim
2017
PTFE-grafite +
para-Aramida
280
30
2 a 12
20
Sim
Sim
2010
PTFE Expandido Grafite Encapsulado
270
35
0 a 14
20
Não
Sim
2043
para-Aramida
PTFE / Grafitado
280
20
2 a 12
20
Sim
Sim
2004
2044
para-Aramida / PTFE
280
20
35
2 a 12
15
Sim
Sim
2030
meta-Aramida/ PTFE
290
35
1 a 13
10
Sim
Sim
2777
Fenólica/PTFE
250
25
1 a 13
15
Sim
Sim
2019
Acrílica/PTFE
230
20
2 a 12
12
Não
Sim
2555
Sintética
230
20
4 a 10
10
Não
Sim
2143
Vegetal/
Graxa Mineral
100
15
6a8
6
Não
Sim
Necessita de
lubrificação
8.1. Exemplo
Passo 3 :
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
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
Solução:
Passo 1:
Passo 4 :
Verificar se as gaxetas selecionadas no passo 2, podem
trabalhar na velocidade periférica informada.
Resposta: Sim, todas atendem.
Passo 5 :
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
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:
Passo 2 :
 Gaxeta mais econômica: 2030
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
 Gaxeta com melhor custo/benefício: 2777
 Gaxeta de maior performance: 2200
Escolha agora a gaxeta que mais lhe convém.
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.
9.1. 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.
SAÍDA
Figura 1
DIREÇÃO
RADIAL
DIREÇÃO
AXIAL
SOBREPOSTA
E
N
T
R
A
D
A
CAIXA DE GAXETAS
PRESSÃO
DE APERTO
ROTOR
ANÉIS DE GAXETA
EIXO
FORÇA RADIAL
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.
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.
FORÇA
DA SOBREPOSTA
70 % DO DESGASTE
8
7
6
5
4
3
2 1
 Boa resistência à extrusão.
 Resistência à temperatura.
FORÇA AXIAL
Figura 2
Pelo exposto no item anterior, podemos dividir a caixa de
gaxeta em duas regiões distintas:
 Alta dissipação de calor.
SAÍDA
E
N
T
R
A
D
A
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).
100
200
300
CARGA RETIDA
400
( PSI )
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
 Boa estabilidade dimensional.
9.2. 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.
Consulte a nossa Engenharia de Aplicação para selecionar
o arranjo mais adequado as suas condições de operação.
11
CURSO DE VEDAÇÃO
10. INSTALAÇÃO DE GAXETAS
10.1. 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.
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
2
12. 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
(A)
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
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.
(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
10.2. 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
(C)
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
12
⇒ 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
bipar tida, 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.
CURSO DE VEDAÇÃO
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.
10.3. Instalação em Válvulas
19. Lubrificar parafusos e porcas
com lubrificante adequado
de acordo com as condições
operacionais.
1. Siga as mesmas orientações de
preparo, remoção e instalação
de anéis, já mencionadas para
bombas.
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 12
2. Apertar o preme-gaxeta até
encontrar forte resistência.
21. Após instalar o último anel,
apertar alternadamente as
porcas da sobreposta 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.
13
CURSO DE VEDAÇÃO
11. PROBLEMAS MAIS COMUNS COM ENGAXETAMENTO
EFEITOS APARENTES
POSSÍVEIS CAUSAS
POSSÍVEIS SOLUÇÕES
⇒ Excesso de aperto na sobreposta, falha na lubrifi- ⇒ Diminuir o aperto da sobreposta.
cação interna (falta de gotejamento)
⇒ O anel lanterna foi montado fora de sua posição.
Anéis junto a
sobreposta queimados. ⇒ Falha na injeção de água de selagem) acarretan- ⇒A tubulação do sistema de lubrificação e/ou re-
do aquecimento excessivo pelo atrito da gaxeta
frigeração está obstruída (normalmente a válvula
com o eixo.
Anéis com face interna
está fechada).
carbonizada.
⇒O fluido bombeado possui temperatura acima do ⇒ Especificar uma gaxeta que suporte a temperatura
limite máximo da gaxeta.
de trabalho do fluido.
⇒ Verificar se a gaxeta é a indicada para trabalhar
com fluido abrasivo.
Alta abrasividade
⇒ Verificar se a água de selagem está limpa (sem
Anéis com face interna ⇒Causada pelos sólidos em suspensão do fluido ou
sólidos em suspensão), com volume e pressão
desgastada.
adequados.
pela rugosidade acentuada da superfície do eixo
ou da luva de desgaste.
⇒ 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.
⇒Folga excessiva entre o eixo e a sobreposta.
Anéis mostram
⇒Excesso de aperto
tendência a extrudar.
⇒Gaxeta inadeguada
⇒ Especificar a gaxeta adequada em relação ao
fluido bombeado.
⇒ 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.
⇒ Providenciar o reparo do fundo da caixa de
engaxetamento ou do eixo para diminuir a folga.
Falta de anel ou parte Folga excessiva entre o eixo e o fundo da caixa
do engaxetamento.
de engaxetamento.
⇒ Se não for possível, utilizar um anel rígido como
primeiro anel.
Saliência lateral
Anel cortado muito curto.
em um ou mais anéis.
⇒ Utilizar os anéis com os comprimentos corretos.
Anéis giram junto com o eixo
Anéis com face
externa desgastada ou ⇒ Luva de desgaste ou eixo desgastado.
brilhante.
⇒ Bitola da gaxeta inferior à recomendada.
⇒ Providenciar o reparo do eixo ou
Alta vibração
trocar a luva de desgaste.
⇒ Utilizar gaxeta com a bitola correta.
⇒ Rotor desbalanceado.
Variação na espessura
⇒ Rolamento danificado.
radial dos anéis.
⇒ 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
Um anel gira e o outro se mantém fixo.
anel está brilhante.
⇒ Fazer o reparo do eixo.
14
CURSO DE VEDAÇÃO
1. DEFINIÇÃO
3. EFICIÊNCIA DE UMA JUNTA
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.
A eficiência de uma junta é determinada pela observância
dos seguintes fatores durante a especificação do tipo da
junta e material a ser utilizado.
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
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.
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.
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.
15
CURSO DE VEDAÇÃO
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
Espiral Fonográfica
Figura 1
Acabamento da Superfície de Vedação dos Flanges
Descrição
da Junta
Plana não-metálica
Tipo TEADIT
810 – 820
1/16”
Metalflex®
>1/16”
3,2 a 13
Acabamento µ m 3,2 a 6,4
Superficial µ pol 125 a 250 125 a 500
Camprofile
Metalbest®
Ring-Joint
(espiral)
(dupla camisa metálica )
(metálica ranhurada
com cobertura)
911 – 913 – 914
923 – 927
942 – 946
3,2 a 6,4
2,5 máximo
3,2 a 6,4
950 – 951
952 BX – 953 RX
1,6
125 a 250
100 máximo
125 a 250
63
923
950
942
951
Seção Transversal
927
946
952 BX
953 RX
* Conforme norma do ASME PCC-1:2010
Quadro de Aplicação
Linha
TEADIT
Papelões
Hidráulicos
U60NA - NA1100
NA1092 - NA1002
NA1040 - NA1000M
NA1060 - NA1085
QUIMFLEX® SH
QUIMFLEX® 24B
Não-Metálico ou Metálico
com revestimento frágil
RF
FF
(com ressalto)
(sem ressalto)
Liso ou Ranhurado Liso ou Ranhurado
CARACTERÍSTICAS DO FLANGE
RF
(com ressalto)
Liso Ranhurado

(4)
(5)



QUIMFLEX® PL100
TEALON TF1570
TEALON
TF 1580 / 1590
FF
Lingueta Macho e
(sem ressalto)
e Ranhura Fêmea
Liso Ranhurado

(5)



≤ 400
≤ 400
≤ 400
≥ 150 - ≤ 400

≤ 400

≤ 600

≤ 2.500

< 250 Ra
Junta 913M

< 250 Ra






Junta 913
Anéis RTJ
Classe de
Pressão
(PSI)
≤ 400




Juntas 911, 923,
927, 942
Junta 911M
GRAFLEX®
Anel



< 250 Ra

Camprofile® 946
Observações:
Metálico

≤ 300

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.
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.
O-rings metálicos não sólidos e juntas dupla camisa com
enchimento metálico são as mais indicadas.
Face Plana ⇒ Junta não confinada (Figura 2). As superfí-
Figura 5
cies 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.
Figura 2
Face Plana e Ranhura
Macho e Fêmea ⇒ Junta semi-confinada (Figura 6). A pro-
fundidade 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.
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 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.
Figura 3
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 B16.21. 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).
CURSO DE VEDAÇÃO
⇒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 8
Figura 9
Figura 10
17
Suas principais características são:
⇒ Elevada resistência ao esmagamento.
⇒ Alta retenção de torque.
⇒ Resistência a altas temperaturas e pressões.
⇒ Boa resistência a produtos químicos.
8.1.2. Fibras Utilizadas
Nunca martele o Papelão Hidráulico sobre o flange
para confeccionar a Junta, pois poderá danificá-lo.
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:
7. EMENDAS DE JUNTAS NÃO-METÁLICAS
Celulose
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
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
Chanfrada ⇒ Quando a força de esmagamento for bai-
xa, 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).
450
Figura 14
Espessura Mínima da Junta 3,2 mm (1/8”)
Colado
8. MATERIAIS MAIS UTILIZADOS NA FABRICAÇÃO DE
JUNTAS NÃO-METÁLICAS
8.1 - Papelão Hidráulico
8.1.1. 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.
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.
8.1.3 - 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.
18
CURSO DE VEDAÇÃO
8.1.4. 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.
8.1.5. 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.
8.1.6. 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:
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.
⇒Presença de ciclagem
térmica.
⇒Acabamento superficial
dos flanges.
⇒Dimensional da junta.
⇒Vibração.
⇒Custo x Benefício.
Passo 5:
Os Papelões Hidráulicos TEADIT atendem as normas ASTM
conforme indicação do catálogo.
Passo 7:
⇒Compatibilidade
Química.
⇒Temperatura máxima
de operação.
⇒Pressão máxima de
operação.
⇒Curva PxT.
8.1.7. 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.
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 16.21.
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
U60NA
Composição
Temperatura (ºC)
uso contínuo
Pressão (bar)
uso contínuo
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®
430
270
270
240
200
200
270
200
102
70
70
50
20
40
50
50
19
CURSO DE VEDAÇÃO
8.1.8. PROBLEMAS MAIS COMUNS COM JUNTAS DE PAPELÃO HIDRÁULICO
EFEITOS APARENTES
Força insuficiente
sobre a junta
CAUSAS PROVÁVEIS
⇒ Força insuficiente dos parafusos.
⇒ Junta muito fina.
⇒ Junta muito larga.
⇒ Tipo incorreto de junta.
SOLUÇÃO
⇒ Verificar a especificação dos parafusos e se possível
trocá-los por novos, com um limite de escoamento
maior.
⇒ Usar junta de maior espessura.
⇒ Reduzir a área da junta.
⇒ Colocar junta que necessite menor esmagamento.
⇒ Recalcular e controlar o aperto necessário para a
Força excessiva
sobre a junta
⇒ Força excessiva dos parafusos.
⇒ Junta muito estreita.
⇒ Tipo incorreto de junta
Falta de aperto
na montagem
⇒ Parafusos com aperto insuficiente.
⇒ Procedimento de aperto incorreto.
⇒ Junta relaxada devido à temperatura de operação.
⇒ Roscas defeituosas.
⇒ Comprimento insuficiente da rosca.
Flanges distorcidos
⇒ Flanges muito delgados.
⇒ Flanges não paralelos.
⇒ Força excessiva dos parafusos
vedação de modo a não ultrapassar a pressão de
esmagamento máximo admissível pela junta.
⇒ Aumentar a área da junta.
⇒Colocar uma junta que suporte uma pressão
de esmagamento maior.
⇒ Calcular torque adequado para as condições de trabalho.
⇒ Seguir procedimento correto de aperto dos parafusos.
⇒ Especificar uma junta mais apropriada para essa aplicação.
⇒ Assegurar-se de que as porcas se movimentam com
facilidade ao longo de toda a rosca dos parafusos.
⇒ Trocar os parafusos.
⇒ Os flanges devem ser suficientemente rígidos para não
distorcerem sob a força dos parafusos.
⇒Usar juntas mais macias, que necessitem de menor
aperto para vedar.
⇒Apertar os parafusos sempre na sequência cruzada.
Caso o problema continue, reparar os flanges.
Flanges danificados
⇒ Danos causados durante a montagem da linha
quando as faces estão expostas; agressão durante ⇒ Reparar os flanges.
a limpeza.
⇒ Superfície irregular devido às pastas ou colas
Flanges sujos ou corroídos
utilizadas antes da instalação de juntas, que
endurecem com o tempo, ou devido à remoção
parcial da junta velha.
⇒ Limpar os flanges totalmente. Providenciar para que
as ranhuras também estejam limpas e nítidas.
Ranhuras fora da norma ⇒ Incompatibilidade do tipo de acabamento
superficial do flange com a junta utilizada.
⇒ Providenciar a substituição da junta ou dos flanges,
Material da junta
deteriora-se
rapidamente
⇒ Incompatibilidade química do material com o
⇒ Examinar as recomendações do fabricante para
⇒ Erro de projeto, fabricação ou uso de
⇒Verificar se a norma utilizada para a fabricação das jun-
Dimensões
incorretas
fluido e/ou temperatura excessiva.
norma errada.
conforme indicado na tabela “ASME PCC1 – 2010).
selecionar o tipo de material ou junta capaz de resistir
às condições de trabalho.
tas é compatível com a norma pela qual a os flanges da
tubulação / equipamento foram projetados.
20
CURSO DE VEDAÇÃO
Os produtos de politetrafluoroetileno – PTFE caracterizam-se por serem inertes, atóxicos, não contaminantes
e resistentes às intempéries, sendo compatíveis com a
maioria dos fluidos de processo. Não envelhecem e nem
enrijecem, proporcionando alta durabilidade. Atendem
aos mais variados segmentos industriais: Papel e Celulose,
Bebidas e Alimentos, Farmacêutico, Químico, Açúcar e
Álcool e Fabricantes de Equipamentos, entre outros.
Desenvolvidos com tecnologia de ponta através de processos de laminação e de expansão, os produtos de PTFE
Teadit possuem características axiais e biaxiais e distintos
aditivos, conforme a aplicabilidade, que lhes conferem
moldabilidade e selabilidade incomparáveis.
8.2.2. Produtos em PTFE Laminado
TEALON®
Tealon® é um material de vedação produzido a partir
de PTFE laminado para aplicação em juntas para plantas
químicas, alimentícias e farmacêuticas, ou em qualquer
aplicação onde haja necessidade de resistência química
na vedação. A principal vantagem do Tealon® sobre
as placas de PTFE rígido (sinterizado) é que, a partir do
processo de fabricação desenvolvido para produzir folhas aditivadas e com estrutura fibrilada de orientação
biaxial, obtem-se um produto cujos resultados reduzem
substancialmente o escoamento do PTFE, sob aperto e
alta temperatura.
Para adequar-se às variadas necessidades de resistência
química de serviço, foram desenvolvidos diferentes composições, que acentuam sua performance.
TEALON TF1570 (Azul) ⇒ Laminado com micro
esferas ocas de vidro, é especialmente indicado para aplicações em flanges frágeis com
fluidos altamente agressivos quimicamente,
possui certificação para trabalhar com produtos alimentícios e farmacêuticos (FDA).
TEALON TF1580 (Branco) ⇒Laminado com sulfato de bário é especialmente indicado para aplicações com fluídos cáusticos fortes a altas temperaturas, além de possuir certificação para trabalhar
com oxigênio (BAM), cloro (Chlorine Institute) alimentos e produtos farmacêuticos (FDA).
TEALON TF1590 (Marrom) ⇒Laminado com sílica mineral, é especialmente indicado para trabalhar com ácidos fortes, possui certificação
para trabalhar com cloro (Chlorine Institute) ,
produtos alimentícios e farmacêuticos (FDA).
QUIMFLEX® PL 100
QUIMFLEX® PL 100 é uma placa de elevada compressibilidade,
fabricada com PTFE, através de um processo único de laminação, com um alto nível de fibrilação, o que proporciona
reduzida perda de aperto e escoamento, deficiências inerentes às placas usinadas (Skived) existentes no mercado.
Devido às propriedades químicas do PTFE, QUIMFLEX® PL
100 é indicado para a vedação de uma grande variedade de
fluidos quimicamente agressivos, sendo também utilizado
em contato com alimentos e produtos farmacêuticos (FDA1).
Através do processo de fabricação do QUIMFLEX® PL 100 se
obtém uma placa rígida e com baixa densidade, que facilita
a confecção de juntas leves e estruturadas, permitindo sua
instalação até em locais de difícil acesso e com pouco espaço para a abertura dos flanges. Sua alta compressibilidade
possibilita, também, que as juntas fabricadas com Quimflex®
PL 100 possam ser utilizadas em flanges ou superfícies
irregulares. Suas propriedades anti-aderentes facilitam a
retirada das juntas após o uso, inclusive, sem que restem
resíduos de material nos flanges.
1
FDA: Quando necessário para sua utilização, deve ser solicitado, conforme a
especificação FDA (Food and Drug Administration).
Teste de Relaxamento - QUIMFLEX® PL 100 x PTFE Usinado
Flange de Classe 300# - 2”RF – Espessura de 2,0 mm
Gráfico de Força x Tempo
7500
Força Inicial
7200 lbs - 68 MPa
7000
6500
Força (lbs)
8.2. Produtos em PTFE
8.2.1. Definição
6000
5500
5000
4500
4000
QUIMFLEX® PL 100
0
2
4
6
8
10
12
Tempo (h)
14
PTFE Usinado
16
18
20
8.2.3. Produtos em PTFE expandido
São Fabricados com 100% de PTFE expandido, através de
processo especial que gera uma estrutura de fibras uniformes e de orientação unidirecional ou biaxial. Possui
como principais características:
⇒Alta Selabilidade a líquidos com baixa força de aperto:
O PTFE expandido é a melhor solução para a vedação
de flanges extremamente frágeis, tais como: vidro, cerâmica, PVC e alumínio fundido, entre outros.
⇒Alta compressibilidade: permite fácil conformação
da junta em superfície de flanges irregulares e desgastados.
⇒Trabalha com fluidos a temperaturas de -240 oC a + 270 oC.
⇒Possui desempenho superior às juntas tradicionais de
PTFE rígido ou do tipo envelope.
As juntas PTFE expandido são encontradas no mercado
sob forma de:
Junta Plana - Quimflex® 24B
Trata-se de uma estrutura de fibras unidirecionais obtida através
da extrusão e expansão do PTFE.
Com uma fita auto-adesiva em
uma das faces, permite rápida e
fácil instalação em flanges sob
qualquer posição.
21
CURSO DE VEDAÇÃO
Ideal para flanges de grandes dimensões, pois pode compensar a falta de planicidade e pequenas irregularidades
além de dispensar emendas (ex: torre de destilação de álcool). De fácil utilização em qualquer formato de flange
(ex: carcaça de bombas). Possui certificação para trabalhar
com produtos alimentícios e farmacêuticos (FDA).
5
se transforma em uma fita fina
que se espalha sobre a superfície de vedação, preenchendo
as irregularidades e garantindo
uma excepcional selabilidade.
Placa de PTFE expandido - Quimflex® SH
O Quimflex® SH é fabricado através de
um processo especial que gera uma
estrutura de fibras uniformes e
biaxiais. De fácil corte e estampagem, é ideal para aplicações nas
quais o espaço entre os flanges é reduzido. Possui certificação para trabalhar com
produtos alimentícios e farmacêuticos (FDA).
8.2.3.1. Procedimento de Instalação do Quimflex 24B
Além de seguir o procedimento descrito no item 11 (página 23), observar as recomendações abaixo relacionadas:
1
2
3
4
A largura da junta plana é determinada pelo diâmetro nominal
do flange normalizado ou de 1/3
a 1/2 da largura da superfície de
vedação do flange. Descolar a fita
adesiva e pressionar suavemente
o Quimflex® 24B, centralizando-o
sobre a área de vedação.
Completar a instalação cruzando as pontas da fita uma sobre
a outra, junto ao furo do flange.
Ajustar os parafusos primeiramente com as mãos depois, atingir o aperto desejado no mínimo
em três estágios, seguindo sempre a sequência de aperto cruzado (vide procedimento ASME).
Em algumas aplicações, principalmente em flanges frágeis aonde o volume extra na altura do
cruzamento podem vir a causar
problemas, as extremidades do
Quimflex® 24B devem ser unidas
através de um corte chanfrado.
Em casos de flanges de grandes
dimensões ou com sérios problemas de vedação, pode-se montar uma junta Quimflex® 24B ao
lado da outra ou até uma sobre
a outra.
Após o aperto, o Quimflex® 24B
8.3. GRAFLEX® - Grafite Flexível
Produzido através da expansão e calandragem do grafite natural, possui entre 95% a 99% de pureza.
O grafite flexível possui alta selabilidade, alta retenção de torque, eliminando a necessidade de reapertos
frequentes.
Devido às suas características, é um dos materiais de vedação
mais seguros (fire-proof), Possui excelente resistência aos
ácidos, soluções alcalinas e compostos orgânicos, sendo
especialmente indicado para aplicações com óleo térmico, hidrocarbonetos e vapor. Entretanto, em atmosferas
oxidantes e temperaturas acima de 450° C, o seu uso deve
ser cuidadosamente analisado.
Placas de Graflex® ⇒ Por serem materiais de baixa re-
sistência mecânica, as placas de Graflex® são fornecidas
com reforço de aço inoxidável 316, que podem ser perfuradas (TJE) ou não (TJR). Devido à dificuldade de corte,
recomenda-se que esse material já seja solicitado sob a
forma de junta cortada.
Não é recomendável a utilização de juntas de Graflex® em
flanges com classe de pressão acima de 300#, a menos
que sejam instaladas com torque controlado.
GR3110I ⇒Junta plana trançada com fios de grafite flexível
com reforço de fios de Inconel®, possui fita auto-adesiva
em uma das faces o que permite rápida e fácil instalação
em flanges sob qualquer posição. A junta GR3110I é recomendada para flanges com formato irregular, de grandes
dimensões ou frágeis, em tubulações e equipamentos
que necessitem de uma excepcional selabilidade a altas
temperaturas.
9. JUNTAS METÁLICAS
9.1. Juntas METALFLEX®
São espirais constituídas de uma fita metálica pré-formada
e de um enchimento com material macio que propicia a
vedação. Quando é realizado o aperto inicial da junta,
o enchimento escoa preenchendo as imperfeições do
flange. A fita metálica além de dar resistência mecânica
permite a junta reagir como uma mola, acomodando-se
às variações de pressão e temperatura.
Podem ser fabricadas em diversas combinações de materiais, dimensões e formas. As juntas produzidas conforme
a norma ASME B16.20 (antiga API 601) para flanges ASME
B16.5 e B16.47 são padronizadas e de série.
22
CURSO DE VEDAÇÃO
Mediante pedido, as juntas Metalflex® também poderão
ser produzidas conforme outras normas ou com dimensões especiais.
Materiais das fitas metálicas
⇒AISI 304 e 304L: padrão Teadit, para uso geral
⇒AISI 316 e 316L : padrão Teadit, para ataque químico.
⇒AISI 321: temperaturas elevadas.
⇒Monel, Inconel®, Níquel, etc, para aplicações especiais.
Enchimento
Por ser responsável pela selabilidade da junta, utiliza-se
materiais com elevada capacidade de vedação:
⇒Graflex®: padrão, temperaturas até 450º C.
⇒Graflex®HT: para temperaturas entre 450 e 650º C.
⇒Micaflex®: para temperaturas acima de 650º C.
⇒PTFE: ataque químico, criogenia.
9.1.1. Junta METALFLEX® 913
Indicada para flanges com ressalto, também pode ser
aplicada em flanges com face plana.
Anel de Centralização: por não entrar em contato direto
com o fluido, é normalmente fabricado em aço carbono
1010/1020, com um acabamento anti-corrosão, que pode
ser pintura ou algum tipo de galvanização.
Quando aplicada em flanges de aço inoxidável, em ambientes extremamente agressivos ou em criogenia, é recomendado o uso da guia externa no mesmo material
do flange.
9.1.2. Junta METALFLEX® 913M
Se diferencia da 913 por possuir um “Anel Interno” que
evita o esmagamento excessivo da junta devido à força
de aperto dos parafusos, reduz a turbulência do fluido na
região de transição entre os flanges e evita a flambagem
das juntas. Também é de uso obrigatório quando o fluido
contém partículas abrasivas ou quando o enchimento das
espiras for de PTFE.
O anel interno é usualmente fabricado no mesmo material
da fita metálica. Porém, em processos altamente corrosivos, deve-se usar anel interno em PTFE.
Aplicações da Junta Metalflex® 913 e 913M:
⇒Linhas com ciclagem térmica
⇒Linhas com forte vibração, golpes de aríete ou vácuo.
⇒Pressões e temperaturas elevadas.
9.1.3. Junta METALFLEX® 911
Utilizada em flanges tipo “macho e fêmea”, “lingueta e
encaixe” em tubulações, equipamentos e castelos de
válvulas. Também é usada em equipamentos onde existam limitações de espaço e peso. É o tipo básico de juntas Metalflex, por constituir-se apenas da espiral circular.
Fabricada na espessura padrão de 3,2 mm. Podendo a pedido, ser fabricada nas espessuras de 4,45 mm, 4,75 mm e
6,4 mm. Em casos especiais também pode ser fabricada
com anel interno “911M” ou com travessas para junta de
trocador de calor “911T”.
9.1.4. Junta METALFLEX® 914
Similar a 911, porém com formas não circulares, é utilizada
principalmente em: janelas e portas de visita de caldeiras
e castelos de válvulas.
9.2. Juntas METALBEST® – 923 e 927
Construídas de uma dupla camisa metálica sobre enchimento macio. Suas aplicações mais típicas são em trocadores de calor. Produzidas sob encomenda, não existe
praticamente nenhum limite de diâmetro ou forma para
sua fabricação. As juntas 923 também são empregadas
em flanges de grandes diâmetros em reatores de indústrias químicas.
Para tubulações de gases de alto-forno das siderúrgicas
e outras aplicações cujas principais características são a
alta temperatura, baixa pressão e flanges com empenamentos e irregularidades. Podem ser fabricadas nas espessuras de 3,2 e 6,4 mm.
As juntas 923 quando recobertas por grafite flexível
“Graflex®” ou PTFE expandido “Quimflex®” recebem o
código de 927.
9.3. Junta CAMPROFILE® – 942 e 946
Uma das melhores alternativas para elevadas pressões
de trabalho, as juntas Camprofile® 942 e 946 combinam
a resistência de um núcleo maciço e serrilhado, com a
excelente selabilidade de uma cobertura com Graflex®,
Quimflex® ou Micaflex®.
O perfil metálico serrilhado da junta permite atingir elevadas pressões de esmagamento com baixo aperto nos
parafusos, enquanto a fina camada de Graflex®, Quimflex®
ou Micaflex®preenche as irregularidades e evita que o
serrilhado marque a superfície dos flanges.
Material do Núcleo ⇒ deve ser especificado de acordo
com a compatibilidade química do fluido e com a temperatura de operação. É recomendado que o núcleo seja
fabricado com o mesmo material do equipamento para
evitar corrosão e problemas de expansão diferencial.
CURSO DE VEDAÇÃO
Limites de Pressão e Temperatura
Material
Temperatura (0C)
Pressão de
operação (b ar)
23
5. Verificar e colocar nas válvulas de bloqueio da linha em
questão uma etiqueta com os seguintes dizeres:
“NÃO ABRA, EQUIPAMENTO EM MANUTENÇÃO”.
mínima
máxima
máxima
Graflex®
-240
450
345
6. Sempre aguardar a liberação da equipe de segurança
para iniciar o trabalho. Os equipamentos devem estar
despressurizados, na temperatura ambiente e drenados.
Graflex® HT
-240
650
345
B - ESPECIFICAÇÃO
Micaflex®
-50
1 000
50
Quimflex®
-240
260
100
Verificar se a junta a ser instalada é a indicada pela empresa para a aplicação. A junta que será instalada tem
que atender as condições de serviço, como: resistência
química, temperatura e pressão.
9.4. Junta RTJ
São anéis metálicos usinados de acordo com os padrões
estabelecidos pelo American Petroleum Institute (API 6A) e
American Society of Mechanical Engineers (ASME B 16.20),
para aplicações em elevadas pressões e temperaturas.
A vedação é obtida em uma linha de contato, por ação
de cunha, causando elevadas pressões de esmagamento
que deformam a superfície da junta, conformando-a sobre a rugosidade dos flanges. As superfícies de contato
da junta e do flange devem ser cuidadosamente usinadas e acabadas.
Existem vários tipos de juntas RTJ, sendo as mais usuais
a 950 (perfil Oval) e 951 (perfil Octogonal). Sua dureza
deve ser menor do que a do flange em pelo menos 30
HB, para não danificá-lo
10. PROCEDIMENTO DE INSTALAÇÃO DE JUNTAS
A - SEGURANÇA
1. Conhecer os procedimentos de segurança do local
de serviço.
2. Estar com todos os equipamentos de segurança (EPI’s)
apropriados para a execução da tarefa: uniforme, capacete, botas, óculos ampla visão, luvas, protetores auriculares
e máscara de fuga.
Obs.: Se o fluido for quimicamente agressivo, ácido
ou básico, utilizar luvas de PVC.
3. Separar todas ferramentas e materiais necessários para
a execução do serviço: chaves fixas, torquímetro manual
calibrado, soquetes, escova de aço, lubrificante para porcas, arruelas e parafusos, paquímetro digital, posicionadores e lanterna.
4. Preparar o local de trabalho. Ambiente limpo e iluminado é fundamental. Nunca fazer o serviço sem iluminação adequada.
C - PREPARAÇÃO
1. Colocar a plaqueta de identificação (Tag) em todos os
conjuntos de flanges que sofram intervenções.
2. Certificar-se da inexistência de materiais estranhos e
sujeiras nas superfícies de vedação, dos estojos ou prisioneiros, porcas e arruelas. Utilize os procedimentos de
controle de resíduos específicos de
cada planta.
3. Examine os parafusos ou estojos,
porcas e arruelas para detectar defeitos tais como rebarbas ou trincas.
Todos os parafusos devem ser iguais
(mesmos materiais e dimensões).
4. Examine a superfície dos flanges a procura de empenamentos, riscos, marcas profundas de ferramentas, ou
qualquer outra ocorrência que prejudique um assentamento apropriado da junta.
5. Substitua componentes encontrados com defeito. Solicite ajuda,
se necessário.
6. Identifique os acabamentos superficiais dos flanges, comparando sua
rugosidade com o padrão ASME para
acabamento de flanges.
D - ALINHAMENTO DOS FLANGES
1. Faça o alinhamento dos flanges e dos respectivos furos,
sem aplicar força excessiva.
A tolerância máxima recomendada para o paralelismo
entre os flanges é de 0,8 mm e de 3 mm entre as furações
dos parafusos.
Diferença máxima de 0,8 mm
Máximo de 3 mm
24
CURSO DE VEDAÇÃO
2. Informe qualquer desalinhamento superior aos acima
mencionados, solicitando autorização específica para
dar continuidade ao trabalho caso não seja possível
corrigir essa falha.
E - INSTALAÇÃO DA JUNTA
1. Assegure-se de que a junta é do tamanho e material
especificados para a aplicação e compatível com o acabamento superficial do flange.
2. Examine a junta para certificar-se que ela está isenta
de defeitos. (foto 1)
3. Cuidadosamente insira a junta entre os flanges.
4. Certifique-se que a junta esteja centralizada entre os
flanges. (foto 2)
4. Consulte a Teadit e/ou o departamento de engenharia
de sua companhia para orientação da especificação de
torque a ser aplicado.
5. Sempre aperte as porcas em múltiplos passos:
Passo 1 ⇒ Aperte todas as porcas manualmente. Parafusos
muito grandes podem requerer a utilização de uma pequena ferramenta manual (já executado no item G.2).
Passo 2 ⇒ Aperte cada porca até aproximadamente 30%
do torque final especificado.
Passo 3 ⇒Aperte cada porca até aproximadamente 60%
do torque final especificado.
Passo 4 ⇒ Aperte cada porca até atingir o torque final
especificado.
Passo 5 ⇒Aplique o aperto final em todas as porcas, seguindo agora o sentido horário até que todas tenham
atingido o torque final especificado. (Flanges de grande
diâmetro podem requerer apertos adicionais).
Passo 6 – Repetir o 5° passo pelo menos 4 horas após a
instalação da junta e antes de energizar o sistema.
H - REAPERTO
Atenção: Consulte a Teadit e/ou o departamento de en-
foto 1
foto 2
5. Não utilize cola ou outros agentes de fixação na junta
ou na face dos flanges, que não sejam os especificados
pelo fabricante da junta.
6. Aproxime os flanges, assegurando-se de que a junta
não seja mordida ou danificada.
F - LUBRIFICAÇÃO
1. Utilize apenas lubrificantes especificados ou aprovados.
2. Aplique lubrificante em abundância, uniformemente
na rosca e nas superfícies de aperto dos parafusos, porcas e arruelas.
genharia de sua companhia para obter recomendações
de reaperto.
1. Não reaperte juntas a base de elastômero e fibras não-amianto, depois que estas tenham sido expostas a elevadas
temperaturas, a menos que haja especificação contrária.
2. Reaperte os parafusos expostos a ciclos térmicos
agressivos.
3. Todo reaperto deverá ser realizado a temperatura ambiente e pressão atmosférica.
3. Assegure-se de que o lubrificante não contamine a
junta ou a superfície de contato do flange.
G - INSTALAÇÃO DOS PARAFUSOS
1. Numere os estojos ou os furos dos parafusos com “marca tudo” seguindo a sequência cruzada.
2. Instale cada um dos parafusos ou estojos com as respectivas porcas e arruelas, e com a mão movimente as
porcas até que as arruelas encostem-se aos flanges. Caso
seja necessário utilize uma chave fixa adequada. Todos os
parafusos devem ultrapassar obrigatoriamente as porcas
em pelo menos dois fios de rosca.
3. Sempre utilize ferramentas adequadas: Torquímetro
calibrado ou qualquer outra ferramenta com controle de
tensão aplicada. Aperte as porcas seguindo a numeração
efetuada anteriormente sempre em ordem crescente, repetindo essa operação para cada passo abaixo.
Para maiores detalhes sobre instalação de juntas, por
favor consulte a Teadit e o ESA/FSA Guidelines for safe
seal usage - Flanges and Gaskets, disponível na Fluid
Sealing Association e na European Sealing Association.
Nota: Para informações mais detalhadas sobre Juntas
Industriais, sugerimos consultar o livro de autoria do
Engenheiro José Carlos Veiga – 5a Edição.
Obra Registrada no 173.856 – Rio de Janeiro/RJ.
4000
3800
3600
3400
3200
3000
2800
2600
2400
2200
2000
4 3/4
4
3 3/4
3 1/2
70
0
18
0
15
00
rp
m
rp
m
12
00
rpm
80
3 1/4
3
m
rp
0
0
pm
30
0r
0
36
m
0 rp
500
80 0
90
200 rpm
Diâmetro do Eixo (mm)
100
rp
m
110
60
2 3/4
2 1/2
2 1/4
2
1 3/4
50
1 1/2
1 1/4
40
1
30
3/4
20
1/2
3/8
10
1/4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
psi
0,0
14,2
28,4
42,6
56,8
71,0
85,2
99,4
113,6
127,8
142,0
156,2
170,4
184,6
198,8
213,0
227,2
241,4
255,6
269,8
284,0
298,2
312,4
325,6
340,8
355,0
369,2
383,4
C
100,0
120,1
133,2
143,2
150,2
158,3
164,3
169,7
174,7
179,1
183,3
187,2
190,8
194,2
197,4
200,5
203,3
206,2
208,8
211,4
213,8
216,8
218,5
220,8
222,9
225,0
226,9
228,9
0
F
212,0
248,2
271,8
289,8
302,4
316,9
327,7
337,5
346,5
354,4
361,9
368,9
375,4
381,6
387,3
392,9
397,9
403,2
407,8
412,5
416,8
421,2
425,3
429,4
433,2
437,0
440,4
444,0
0
Kgf/cm2
28
29
30
35
40
45
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
psi
397,6
411,8
426,0
497,0
568,0
639,0
710,0
852,0
994,0
1136,0
1278,0
1420,0
1562,0
1704,0
1849,0
1988,0
2130,0
2272,0
2414,0
2556,0
2698,0
2840,0
2982,0
3124,0
3266,0
3408,0
3550,0
14
15
Velocidade Periférica (m/s)
16
17
18
19
20
Tabela Conversão de Pressão
Tabela de Vapor
Kgf/cm2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
(polegadas)
1800
1600
1400
1200
1000
120
800
200
400
(FPM)
600
Gráfico para Determinar a Velocidade Periférica
C
230,9
232,7
234,6
243,1
250,6
257,5
263,9
275,3
285,4
294,4
302,6
310,2
317,1
323,7
329,8
335,5
340,9
346,1
351,0
355,8
360,2
364,5
368,8
373,1
377,4
381,7
386,0
0
F
447,6
450,9
454,3
469,6
483,1
495,5
507,0
527,5
545,7
561,9
576,7
590,4
602,8
614,7
625,6
635,9
645,6
654,9
663,8
672,4
680,4
688,1
695,8
703,6
711,3
719,1
726,8
0
DE
PARA
kgf/cm2
kgf/cm2
kgf/cm2
N/mm2 = MPa
N/mm2 = MPa
N/mm2 = MPa
psi
psi
psi
bar
bar
bar
N/mm2 = MPa
psi
bar
kgf/cm2
psi
bar
kgf/cm2
N/mm2 = MPa
bar
kgf/cm2
N/mm2 = MPa
psi
C
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
0
F
-148
-130
-112
-94
-76
-58
-40
-22
-4
14
32
50
0
MULTIPLICAR POR
Tabela de Temperatura
C
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
0
F
68
86
104
122
140
158
176
194
212
230
248
266
0
0,09806
14,2
0,9806
10,2
145
10
0,0689
0,00689
0,070
1,0198
0,1
14,5
C
140
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
0
F
284
302
392
482
572
662
752
842
932
1022
1112
1202
0
Soluções definitivas para vedação de fluidos industriais.
Eliminar contaminação...
Eliminar poluição...
A Teadit através de suas juntas de vedação, fabricadas a
partir de lâminas de papelão hidráulico e PTFE, oferece a
melhor selabilidade em aplicações de vapor, hidrocarbonetos
e com outros fluidos de igual característica de periculosidade
e/ou poluentes, nos diversos segmentos industriais.
As juntas metálicas Teadit são a solução para aplicações e
equipamentos com características operacionais mais severas,
de alta pressão e temperatura. A Teadit colabora para a
proteção e conservação do solo por meio de rigorosos
métodos de especificação e instalação de produtos.
TEADIT: contribui na redução de poluentes na atmosfera ,
para um mundo ecologicamente melhor.
TEADIT: possibilita a preservação do solo, para um
mundo ecologicamente melhor.
Proteger a vida...
Reduzir desperdício...
Os produtos de isolamento e proteção térmica
da Teadit auxiliam as indústrias, em especial,
os segmentos siderúrgico, metalúrgico e
petroquímico, na melhoria do desempenho de
seus processos produtivos e na segurança
necessária tanto com respeito ao homem
quanto ao meio ambiente.
Teadit: atenta à vida, para um mundo
ecologicamente melhor.
A utilização das gaxetas Teadit permite excelentes resultados
na redução ou eliminação do uso de água de selagem
em grande parte das aplicações mais criticas, gerando
economia e melhora na manutenção e, consequentemente,
da biodiversidade.
TEADIT:: eficiente na redução
de desperdícios de água,
para um mundo
ecologicamente melhor.
Sem vazamentos, sua planta e o meio ambiente agradecem.
Campinas, SP - Av. Mercedes Benz, 390 - CEP 13054-750
Tel.: (19) 3765-6501 - Fax: (19) 3225-5614 - E-mail: [email protected]
www.teadit.com.br
Jan/11
Rio de Janeiro, RJ - Av. Pastor Martin Luther King Jr., 8939 - CEP 21530-012
Tel.: (21) 2132-2500 - Fax: (21) 2132-2550 - E-mail: [email protected]
Call Center: (21) 2132-2700 Fax: (21) 2132-2750