selos mecanico

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008 QualificAbast 1 SELOS MECÂNICOS SELOS MECÂNICOS Curso de Formação de Técnicos de Operação Jr do Abastecimento

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Page 1: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 1

SELOS MECÂNICOSSELOS MECÂNICOS

Curso de Formaçãode Técnicos de Operação Jr

do Abastecimento

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 2

SELOS MECÂNCOS© 2008 Petrobras – Petróleo Brasileiro S.A.

Todos os direitos reservadosPetróleo Brasileiro S.A. - PETROBRASAvenida Chile, 65 – 20º andar – Ala Norte SALA 2001CEP: 20031-912 – Rio de Janeiro – RJ

Revisado e Atualizado por:VANDERLEI CARDOSO UN REPLAN

REPLAN/MI

Page 3: Selos mecanico

Fundamentos de SelagemParte 1

Page 4: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 4

Eixo

Fluido de Processo

Vazamento

Meio Ambiente Carcaça

O Problema Básico de Selagem:Prevenir Vazamentos

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 5

Eixo

Fluido de Processo

Vazamento

Meio Ambiente

Carcaça

Gaxeta

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 6

Shaft

Fluido de processo

Vazamento

Meio Ambiente

Carcaça

O conceito da face de selagem de um Selo Mecânico

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 7

Gaxeta vs. Selos Mecânicos• Requer vazamento como

lubrificante.

• Danifica luvas e eixos.

• Consumo de potência devido a fricção.

• Perda de Produto.

• Grande desperdício de água .

• Requer manutenção e tempo para instalação e ajuste das gaxetas.

• Causa danos e destruição do equipamento em função do vazamento.

• Selo tem vazamentos invisíveis.

• Existem selo em operação por mais de 8 anos sem falhas.

• Redução de custo através da eliminação das perdas de produto, água e economia de energia.

• Requer pouca manutenção após a instalação inicial.

• Selo é mais seguro na selagem de fluidos perigosos e corrosivos.

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 8

Características desejadas para um Selo Mecânico

• Vida Longa• Fácil manutenção• Custo baixo

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 9

O-Ring

Eixo

Sede

Anel Primário

Anel trava

Anel anti-extrusãoO-Ring

DiscoMolas

EstojoParafusos

Trava

Um exemplo de Selo Completo

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 10

Selo Mecânico

• O selo consistede duas superfíciesextremamente lisase planas (faces) quetrabalham juntas para evitar que o fluído escape.

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 11

Selo Mecânico

• Em um selo...

uma face deve girarcom o eixo e é normalmentechamada de Rotativa.

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 12

Selo Mecânico

• A outra face do selo…

que é fixada nasobreposta é chamada de Estacionária.

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 13

Selo Mecânico

Selos Mecânicos são usados em váriostipos de equipamentos como…..

• Bombas• Compressores• Misturadores• Agitadores• Reatores

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 14

Partes do Selo Mecânico & Função

• Selos Mecânicostem as seguintespartes:

• Face Estacionaria• Face Rotativa• Mecanismo de Mola• Mecanismo de trava• Vedacao do eixo• Sobreposta• Junta

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 15

Selo Mecânico

• A Face Estacionária…

é a face que nãogira com o eixo.

Page 16: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 16

Selo Mecânico

• A face rotativa…é a face que giracom o eixo e trabalha em contatocom a face estacionária.

Page 17: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 17

Selo Mecânico

• O Mecanismo de Mola…

proporciona a forçarequerida paramanter as faces estacionaria e rotativa juntas.

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 18

Selo Mecânico

• O Mecanismo de Trava…conecta o selo aoeixo paraproporcionar a rotação do selo.

Page 19: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 19

Selo Mecânico

• A Vedação do Eixo…é o ponto de vedação entre o selo e o eixo paraevitar o vazamento.

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 20

Selo Mecânico

• A Sobreposta…e a parte quesuporta a Face Estacionária e é montada na caixade selagem.

Page 21: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 21

Selo Mecânico

• A Junta…

funciona para evitaro vazamento entre a Sobreposta e a face da Caixa de Selagem.

Page 22: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 22

Selo Mecânico

• O Selo Mecânicoatinge sua vida útilquando o nariz daface se desgasta.

Page 23: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 23

Como funciona um selomecânico?

• Um selo mecânicoconsiste de váriaspeças quetrabalham juntas para evitar que o fluído escape.

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 24

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 25

LíquidoBombeado

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 26

Zona de vedação primáriaALTA TEMPERATURA

(Risco de vaporização)

SELO ROTATIVO

SEDEESTÁTICA

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 27

EM OPERAÇÃO

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 28

VAZAMENTO NECESSÁRIO PARADISSIPAR O CALOR E ELIMINAR O ATRITO

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 29

Características de Projeto

• Conjunto de Compensação– Molas Únicas

– Molas Múltiplas

– Foles Metálicos

– Foles Elastoméricos

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 30

Características de Projeto

• Conjunto de Compensação (Molas ou Foles)– Promove o fechamento inicial das faces

– São muito importantes a baixas pressões

Page 31: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 31

Características de Projeto

• Molas ou Foles – Corrosão

– Características do produto

– Uniformidade da carga

– Histórico

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 32

Vedações Secundárias• Elemento secundário de selagem

– Estático– Dinâmico

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 33

O-ring move-se axialmente

Características de Projeto

• Vedação Secundária– Selos Molas Múltiplas

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 34

O-ring estático

Características de Projeto

• Vedação Secundária– Selos Fole Metálico

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 35

Foles em Terflon

Foles elastoméricos

Foles Metálicos

Anéis em “V” Cunha Anéis

EncapsuladoO Ring

Elemento Secundário de Selagem

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 36

A região de trabalho da vedação secundária deve ser perfeitamente polida para permitir o deslocamento da face de selagem.

O fole é que acomoda o deslocamento da face de selagem

Molas Múltiplas. x Fole

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 37

-400°F

-200°F

0

400°F

600°F

200°F

Buna-N EPDM VitonTM

-54°C / -65°F

149°C / 300°F121°C /

250°F

-240°C

-129°C

-18°C

204°C

316°C

93°C

AflasTM

204°C / 400°F

204°C / 400°F

-45°C / -50°F-29°C / -20°F

TeflonTM

287°C / 550°F

-212°C / -350°F

-29°C / -20°F

KalrezTM

287°C / 550°F

-40°C / -40°F

Vedação Secundária Limites de Temperatura

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 38

Características de Projeto

• Mecanismos de Acionamento– Deve transmitir o torque– Deve permitir o movimento axial

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 39

Pino

Entalhe

Slot and Ear

Molas

Parafuso Allen

Anel trava

Mecanismo Elastomérico

Chaveta

Tipos de Mecanismos de Acionamento

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 40

Arranjos de Selagem

• Simples– Montado Internamente– Montado Externamente

• Múltiplos– Pressurizados– Não Pressurizados

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 41

Arranjo• Simples

– Selo Interno

Page 42: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 42

Arranjo• Simples

– Selo Externo

Page 43: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 43

Arranjos de Selos Simples

Selo Interno

Sede Atmosfera

Eixo

Sobreposta

Pump Housing

Anel PrimárioFluido de Processo

Anel PrimárioFluido de Processo

Selo Externo Pump Housing

Atmosfera

Sobreposta

Eixo

Sede

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 44

Arranjos

• Múltiplos– Não pressurizado– Pressurizado

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 45

“Tandem”

Selo do processo

Selo de Backup

Selagem do fluido de barreira

“Duplos”

Arranjos de Selos Múltiplos

Selo do processo

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 46

Processo Líquido de Barreira

Atmosfera

Pres

sões

Não Pressurizado (Tandem)

Arranjos de Selos Múltiplos

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 47

AtmosferaProcesso Líquido

Barreira

Pres

sões

• Não Pressurizado

Arranjos de Selos Múltiplos

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 48

Processo

AtmosferaPres

sões

Pressurizado (Duplo)

Líquido de Barreira

Arranjos de Selos Múltiplos

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 49

AtmosferaProcesso

Líquido Barreira

Pres

sões

• Pressurizado

Arranjos de Selos Múltiplos

Page 50: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 50

•Geração de Calor nas Faces de Selagem

• Flushing

•Planos de Selagem

Page 51: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 51

Ação do Fluido de Selagem entre as Faces de Selagem

SobrepostaCaixa de Selagem

Fluido de Processo

Vazamento Invisível: Evaporação do fluido em contato com a atmosfera

Anel primário Sede

Page 52: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 52

LubrificanteSeparação

Superfície A

Superfície B

Calor

Interface de Selagem• Objetivos da Lubrificação:

– Separar as Faces– Evitar contato entre os pontos altos– Reduzir a fricção e geração de calor

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 53

SobrepostaCaixa de Selagem

Sem fluido/Operação a seco

Anel primário Sede

Sem Lubrificação, Faces trabalhando secas com

geração de Calor

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 54

Sede Estacionária Sede Rotativa

Geração de Calor• Diminuição da Viscosidade• Evaporação da Película Lubrificante• Desgaste

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 55

Transferência de Calor

• Condução• Convecção

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 56

Injeção

Flushing

• Remover o calor• Alimentação constate de fluido frio e limpo

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 57

Plan 2 – Sem injeção de fluido

Entrada Fluido Resfriamento

Saida Fluido ResfriamentoDescarga

Sucção

Medidor de Fluxo(Opcional)

Page 58: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 58

Plan 11 – Recirculação da Descarga

Sucção

Descarga

Page 59: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 59

Plan 12 – Recirculação da Descarga com FiltroDescarga da Bomba

Filtro

Sucção daBomba

Page 60: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 60

Plan 13 – Recirculação para SucçãoDescarga da Bomba

Sucção daBomba

Page 61: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 61

Plan 21 – Recirculação da Descarga com ResfriamentoSaída de

água

Entrada deágua

Descarga da BombaSaída doProduto

Entrada doProduto

Sucção daBomba

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 62

Plan 23 – Recirculação da Câmara de Selagem com Resfriamento

Saída de água

Entrada deágua

Descarga da Bomba

Sucção daBomba

Page 63: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 63

Plan 31 – Recirculação da Descarga com Separador

Ciclone(Separador)

AbrasivosConcentradospara Sucção

da Bomba

Produto comAbrasivos

FluídoLimpo

Descarga da Bomba

Sucção daBomba

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 64

Plan 32 - Flushing

Bucha de Garganta

Entrada de FluídoExterno

Descarga da Bomba

Sucção daBomba

Page 65: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 65

Plan 41 – Recirculação da Descarga com Separador e Trocador de Temperatura

Saída de água

Entrada deágua

Entrada doProduto

Frio e Limpo

CicloneSeparador

ProdutoLimpo

Produto comAbrasivosDescarga da Bomba

Sucção daBomba

Page 66: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 66

Plan 52 – Recirculação com Tanque de Fluído Externo (Buffer)

Vent

Entrada eSaída de

Água

Descarga da Bomba

Sucção daBomba

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 67

Plan 53 – Circulação com Fluido de Barreira Pressurizado

Entrada e SaidaFluido de Resfriamento

Descarga

Sucção

PressurizaçãoExterna

Gás

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PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 68

Plan 54 – Circulação com Fluído de Barreira Externo

Entrada de Fluídode Barreira Limpo

Saída de Fluídode Barreira

Alarme de Nível

Descarga da Bomba

Sucção daBomba

Page 69: Selos mecanico

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008QualificAbast 69

Plan 62 - QuenchDescarga da Bomba

Sucção daBomba

Entrada de QuenchExterno Limpo

Dreno do Quench

BuchaRestrição