Borracha industrial
A borracha natural é adequada para água, água do mar, ar, gás inerte, álcali, solução de água salgada e outros meios, mas não é resistente a óleo mineral e solventes apolares. Sua temperatura de uso a longo prazo não é superior a 90°C e seu desempenho em baixas temperaturas é excelente. Pode ser usado acima de -60°C.
NBR é adequado para produtos petrolíferos como petróleo, óleo lubrificante, óleo de aquecimento, etc. A temperatura de uso contínuo é de 120°C, em óleo quente pode suportar 150°C, e a temperatura mais baixa é de -10 a -20°C.
A borracha de cloropreno é adequada para água do mar, ácidos fracos, bases fracas e soluções salinas. Possui excelente resistência ao envelhecimento ao oxigênio e ao ozônio. Sua resistência ao óleo é pior que a da borracha nitrílica e melhor que a de outras borrachas em geral. Sua temperatura operacional de longo prazo é inferior a 90°C, a temperatura máxima de operação não é superior a 130°C e a temperatura mínima é de -30 a -50°C.
Existem muitos tipos de borracha fluorada que apresentam boa resistência a ácidos, oxidação, óleo e solventes. Pode ser usado em quase todos os tipos de meios ácidos e alguns óleos e solventes, e sua temperatura de uso a longo prazo é inferior a 200°C.
Como junta de flangeAs folhas de borracha são usadas principalmente para tubulações ou bueiros e orifícios manuais que são frequentemente desmontados e a pressão não é superior a 1,568 MPa. Devido a todos os tipos de vedações, as vedações de borracha são as mais macias e têm um bom desempenho de encaixe. Eles podem ter um efeito de vedação sob baixa pré-carga. Por esta razão, a junta pode ser facilmente extrudada sob pressão interna devido à sua espessura ou baixa dureza.
Ao usar folhas de borracha em solventes orgânicos como benzeno, cetona e éter, é fácil ocorrer inchaço, ganho de peso, amolecimento e pegajosidade, resultando em falha de vedação. Geralmente, não pode ser usado se o grau de inchaço for superior a 30%.
Sob condições de baixa pressão (especialmente abaixo de 0,6 MPa) e vácuo, uma almofada de borracha é mais adequada. O material de borracha possui boa compactação e baixa permeabilidade ao ar. Por exemplo, a borracha fluorada é a vedação mais adequada para recipientes a vácuo, e o grau de vácuo pode chegar a 1,3×10-7PA. Quando a almofada de borracha é usada na faixa de vácuo de 10-1~10-7PA, ela precisa ser cozida e bombeada.
Folha de borracha de amianto
O preço é inferior ao de outros selos e o uso é fácil. O maior problema é: embora borracha e alguns enchimentos sejam adicionados ao material de vedação, os microporos desses acordos não podem ser completamente preenchidos e permanece um traço de permeabilidade. Portanto, não pode ser usado em meios altamente poluentes, mesmo que a pressão e a temperatura não sejam altas. Quando usado em alguns meios petrolíferos de alta temperatura, geralmente no estágio posterior de uso, a resistência é reduzida devido à carbonização da borracha e dos enchimentos e o material se solta, causando penetração na interface e dentro da vedação, resultando em coqueamento e fumaça . Além disso, a folha de borracha de amianto adere facilmente à superfície de vedação do flange em altas temperaturas, dificultando muito a substituição da junta.
Sob condições de aquecimento, a pressão operacional da vedação em diferentes meios depende da taxa de retenção de resistência do material da vedação. Nos materiais de fibra de amianto, existem água cristalina e água adsorvida. A 110°C, 2/3 da água adsorvida precipitou e a resistência à tração da fibra diminuiu 10%; a 368 °C, toda a água adsorvida precipitou e a resistência à tração da fibra diminuiu 20%; A temperaturas acima de 500°C a água de cristalização começou a precipitar e a resistência à tração da fibra diminuiu.
O meio também tem grande influência na resistência das folhas de borracha de amianto. Por exemplo, a diferença entre a resistência à tração transversal das folhas de borracha de amianto resistente ao óleo nº 400 em óleo lubrificante de aviação e gasolina de aviação é de 80%, o que ocorre porque o inchaço da borracha na folha pela gasolina de aviação é maior do que em óleo lubrificante para aviação. Levando em consideração os fatores acima, a faixa de uso seguro recomendada da folha de borracha de amianto doméstica xb450 é a seguinte: temperatura 250°C a 300°C, pressão 3 a 3,5MPa; A temperatura operacional das folhas de borracha de amianto resistente a óleo nº 400 não deve exceder 350 ° C.
As folhas de borracha de amianto contêm íons cloreto e sulfetos e, após absorverem água, formam células galvânicas com flanges metálicas facilmente suscetíveis à corrosão. Em particular, o teor de enxofre das folhas de borracha de amianto resistentes ao óleo é muitas vezes superior ao das folhas de borracha de amianto comuns, pelo que não são adequadas para utilização em meios não oleosos. A vedação aumenta em meios contendo óleo e solventes, mas tem pouco efeito no desempenho da vedação em uma determinada área. Por exemplo, uma folha de borracha de amianto resistente a óleo nº 400 não pode aumentar de peso em mais de 15% quando imersa em gasolina de aviação por 24 horas em temperatura ambiente.
Teflon
O politetrafluoroetileno é fácil de fluir a frio e rastejar sob pressão e alta temperatura, por isso é geralmente usado em meios com baixa pressão, temperatura média, corrosão forte e livre de contaminantes como ácidos fortes, bases fortes, halogênios, medicamentos, etc. A temperatura de uso seguro é de 150°C e a pressão é inferior a 1 MPa. Embora a resistência do politetrafluoroetileno preenchido seja maior, a temperatura operacional não é superior a 200°C e a resistência à corrosão é reduzida. A pressão máxima de trabalho das vedações de Teflon geralmente não é superior a 2MPa.
À medida que a temperatura aumenta, o material se arrasta e a pressão de vedação diminui significativamente. Mesmo que a temperatura não aumente, a tensão de compressão da superfície de vedação diminui com o tempo, resultando num “fenômeno de relaxamento de tensão”. Este fenômeno pode ocorrer em todos os tipos de vedações, mas o relaxamento de tensões em vedações de PTFE é grave e deve ser levado em consideração.
O coeficiente de atrito do politetrafluoroetileno é pequeno (a tensão de compressão é maior que 4MPa e o coeficiente de atrito é 0,035-0,04), e a junta desliza facilmente para fora quando pré-carregada, portanto, uma superfície de flange côncavo-convexa é melhor. Ao usar o flange plano, o diâmetro externo da junta pode entrar em contato com o parafuso para evitar que a junta escorregue.
Como os dispositivos revestidos de vidro são sinterizados após uma camada de esmalte ser pulverizada sobre a superfície do metal, a camada de esmalte é muito quebradiça. Juntamente com a pulverização irregular e o fluxo da camada de esmalte, o nivelamento da superfície do flange é ruim. Ao usar uma junta composta de metal, a camada de esmalte pode ser facilmente danificada. Portanto, recomenda-se a utilização de gaxetas de politetrafluoretileno com folhas de amianto e borracha como material do núcleo. Este tipo de junta de enchimento é fácil de instalar na superfície do flange e possui boa resistência à corrosão.
Em meios altamente corrosivos com baixas temperaturas e baixa pressão, muitas fábricas utilizam folhas de borracha de amianto envoltas com fita de matéria-prima de politetrafluoretileno (PTFE) e utilizadas em eixos e tubulações que são frequentemente desmontados. É muito popular devido à sua facilidade de produção e uso.
Placa de resina de amianto e junta de placa de amianto impregnada
Folhas de resina de amianto e juntas de folhas de amianto impregnadas são usadas principalmente em tubulações, bombas, válvulas e flanges de entrada e saída de vários meios ácidos. A temperatura operacional é de 80°C e a pressão é inferior a 0,6 MPa.
A junta de amianto trançado é adequada para condições de trabalho de baixa pressão e alta temperatura com pressão inferior a 0,1 MPa e temperatura não superior a 800°C. De acordo com as necessidades específicas do equipamento, a gaxeta pode ser tecida com diferentes larguras, espessuras e diâmetros. Ou corte a fita de amianto e aplique-a diretamente na superfície do flange. É usado em grandes fornos de oxidação de ácido sulfúrico, ácido nítrico e algumas interfaces de equipamentos brutos. O efeito é muito melhor do que a corda de amianto original.
Base de amianto revestida de metal
A folha de amianto ou folha de borracha de amianto é revestida com uma folha de metal que não pode entrar em contato direto com o meio para evitar o declínio na resistência da fibra de amianto e resolver o fenômeno de vazamento, expandindo assim a faixa de aplicação da folha de borracha de amianto.
Geralmente, a temperatura operacional das almofadas de amianto revestidas de metal é de 450°C (algumas podem atingir 600-700°C. Por exemplo, para gases de combustão com pressão atmosférica de ~0,16MPa, a pressão operacional é 4MPa e um máximo de 6MPa Quando a pressão aumenta novamente, a vedação fica propensa ao fluxo cruzado e o material do núcleo é empurrado para fora da junta sobreposta.
Devido à grande força de aperto do parafuso exigida pela junta de amianto revestida de metal, um flange inferior a PG25kg não pode ser usado, mesmo se a pressão operacional for inferior a 2,45MPa. Caso contrário, a rigidez do flange e do parafuso será insuficiente, resultando em falha da vedação devido à deformação. Algumas pessoas acreditam que se o material do núcleo for substituído por borracha sintética com melhor elasticidade, a força de aperto será reduzida. Na verdade, este não é o caso, porque depois que o material do núcleo é amolecido, a força de fixação é absorvida pelo material do núcleo, que não pode fornecer a força de fixação necessária para que a placa de metal se encaixe na superfície do flange, e a gaxeta é facilmente danificado. Além disso, em meios com mais íons cloreto e meios ácidos, a corrosão em fendas pode ocorrer facilmente na junta sobreposta de aço inoxidável e chapa de ferro.
Em temperaturas acima de 450°C, fibras cerâmicas ou fibras de carbono podem ser usadas como material de núcleo. A vedação de fibra cerâmica com revestimento metálico foi usada a 1100 °C em uma siderurgia. Não foi danificado há dois anos. A grafite flexível é o material de núcleo mais adequado. Atualmente, almofadas flexíveis de grafite revestidas de metal estão sendo produzidas em grandes quantidades na China. O efeito da aplicação é melhor do que o das almofadas de amianto revestidas de metal.
A junta coberta de metal pode ser feita em vários formatos e é amplamente utilizada em vários trocadores de calor, tampas de reatores, portas de carga e descarga, flanges de eixo, etc. O tapete para panelas com 2 m de diâmetro foi fabricado na China e tem se mostrado comprovado.
Uma camada de folha de grafite flexível é colada na superfície da junta revestida de metal. Comparado com juntas revestidas de metal semelhantes sem revestimento de superfície, este tipo de junta tem menor pressão específica de pré-carga e melhor desempenho de vedação. A Figura 2-9 mostra a relação entre tensão de compressão e vazamento.
Atualmente não existe tal produto na China. Portanto, algumas unidades colaram a fita corrugada de grafite flexível existente na superfície de juntas de bainha metálica, juntas planas de metal, juntas de dente e até mesmo juntas de borracha de amianto, resolvendo muitos problemas de vazamento. Por exemplo, o trocador de calor de uma fábrica tem uma pressão de 5,88 MPa, uma temperatura de 450 °C e um meio hidrogênio/óleo gás. Juntas planas de metal e juntas dentadas foram usadas e todas apresentavam vazamentos. Uma fita flexível corrugada de grafite foi então colada na junta plana para resolver o problema. Deve-se ressaltar que este tipo de junta é uma medida simples para solucionar vazamentos na junta do flange. A qualidade de trabalho da fita flexível de grafite afeta diretamente o funcionamento normal do dispositivo. Se uma camada de adesivo for aplicada na parte de trás da tira, a qualidade da colagem pode ser melhorada.
A junta envolvente de metal utiliza habilmente a resistência ao calor, a elasticidade e a resistência do metal e a suavidade dos materiais não metálicos, para que tenha melhor desempenho de vedação. A junta flexível de grafite com faixa de aço inoxidável apresenta o melhor desempenho. A pressão específica de pré-carga é inferior à da junta enrolada em amianto e não há defeito causado por vazamento capilar das fibras de amianto. A Figura 2-10 mostra a curva da relação entre a pressão de pré-carga e o vazamento. Em meios de óleo, 0Cr13 é geralmente usado para tiras de metal, enquanto 1Cr18Ni9Ti é recomendado para outros meios.
A pressão operacional do aço inoxidável com vedação flexível de grafite é de 14,7 MPa em meio gasoso (até 19,6 MPa na China) e 30 MPa em meio líquido. A temperatura é de -190 a +600 °C (até 1000 °C com falta de oxigênio e baixa pressão).
A resistência ao escoamento do PTFE é muito maior em baixas temperaturas do que em temperaturas normais. Portanto, a junta envolvente de PTFE pode ser usada em meios de baixa temperatura, como hidrocarbonetos líquidos. Ao mesmo tempo, ao adicionar uma fita metálica para melhorar a condutividade térmica, a temperatura operacional da junta envolvente de PTFE pode atingir 250°C e pode ser usada em meios ácidos de até 9MPa e 200°C.
As juntas espirais são adequadas para trocadores de calor, reatores, tubulações, válvulas, flanges de entrada e saída de bombas com grandes flutuações de pressão e temperatura. Para pressões médias e superiores e temperaturas acima de 300°C, deve ser considerada a utilização de um anel interno, um anel externo ou um anel interno e externo. Ao usar flange côncavo-convexo, o efeito da junta enrolada com anel interno é melhor.
Um bom efeito de vedação também pode ser alcançado anexando uma placa de grafite flexível em ambos os lados da junta flexível de grafite. A caldeira de calor residual de uma grande fábrica de fertilizantes químicos é um equipamento essencial para alta temperatura e alta pressão. É utilizado o selo flexível de grafite com anel externo, que não vaza em plena carga e ao reduzir a carga. A placa flexível de grafite com espessura de 0,5 mm é fixada em ambos os lados da gaxeta, que é cortada em forma de arco circular. A conexão é sobreposta por uma abertura oblíqua e o estado de funcionamento é bom.
Ferro plano e corrugado poesiaS
Geralmente é usado para válvulas de média e alta pressão, tubulações e flanges de equipamentos de pequeno diâmetro. Dependendo da temperatura, a primeira é de 1,568 a 31,36 MPa e a segunda é de 1,568 a 3,92 MPa. O material de vedação é selecionado dependendo do meio e da temperatura.
As vedações octogonais e as vedações elípticas (comumente conhecidas como “anel de aço terrestre” na indústria de refino de petróleo) têm bom desempenho de vedação. Na superfície cônica da ranhura, a almofada octogonal tem contato superficial enquanto a almofada elíptica tem contato linear. Portanto, a almofada elíptica tem um bom ajuste com baixa força de aperto, mas precisa ser apertada duas vezes, enquanto a vedação octogonal não vaza facilmente após apertar uma vez. A desvantagem é que exigem grande força de aperto dos parafusos. Quando usado em condições de baixa pressão e alta temperatura, a qualidade do flange deve estar acima de pg25kg.
Fonte: Fabricante de selos na China – Indústria de Tubos Yaang (www.epowermetals.com)
(Yang Pipe Industry é um fabricante e fornecedor líder de produtos de liga de níquel e aço inoxidável, incluindo flanges de aço inoxidável super duplex, flanges de aço inoxidável, acessórios para tubos de aço inoxidável e tubos de aço inoxidável. Os produtos Yaang são amplamente utilizados na construção naval, energia nuclear, construção naval, indústrias petrolíferas e químicas, mineração, tratamento de águas residuais, indústrias de gás natural e vasos de pressão e outras indústrias.)
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