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Guia rápido: diagnóstico de falha de vedação – parte 02

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Hoje seguiremos o texto de diagnóstico de falhas em vedações O-ring.


Descompressão rápida de gás


Como todos os elastômeros são permeáveis, os gases sob pressão penetram no material da vedação. Naturalmente, quanto maior a pressão, maior a quantidade de gás forçado a entrar na borracha. Quando a pressão do gás em torno de uma vedação é liberada após um período de imersão, o gás preso dentro da vedação se expande e pode escapar inofensivamente para a atmosfera ou formar bolhas na superfície. Alguns deles podem se romper, deixando rachaduras ou pits.


Esse fenômeno é chamado de descompressão explosiva. A gravidade do dano varia com a pressão, o gás, o composto de borracha, o tamanho da seção transversal e outros fatores, como a taxa de queda de pressão.


Raramente vemos problemas quando a pressão está abaixo de 27,6 Bar (400 psi) e, geralmente, o dióxido de carbono causa mais inchaço e danos do que o nitrogênio, como mencionado, embora qualquer gás pressurizado possa causar a condição. Como mencionado, a temperatura elevada aumenta os danos, assim como uma taxa rápida de queda de pressão.


Nos casos em que são esperados problemas devido à descompressão explosiva, pode ser útil usar um O-ring de seção transversal pequena, pois as seções transversais menores estão menos sujeitas a problemas de descompressão explosiva do que as grandes.


A descompressão explosiva ou a ruptura da expansão do gás são causadas pelo gás de alta pressão preso na estrutura interna do elemento de vedação elastomérico. A rápida diminuição da pressão do sistema faz com que o gás preso se expanda para corresponder à pressão externa e essa expansão causa bolhas e rupturas na superfície da vedação. Se o volume de gás aprisionado for pequeno, os blisters poderão retroceder à medida que a pressão for equalizada com pouco efeito sobre a integridade do selo. Gás retido em excesso pode causar destruição total do selo. As soluções sugeridas para a descompressão explosiva são:

- Aumente o tempo de descompressão para permitir que o gás aprisionado trabalhe com o material de vedação (a pressão não deve exceder 200 psi / min de redução é um bom ponto de partida).

- Escolha um material de vedação com boa resistência à descompressão explosiva.

- Minimize o tempo em que a aplicação é mantida sob pressão.

- Escolha uma seção transversal do anel de vedação com 5,33 mm (0,210 pol.)

- Aumente a quantidade de preenchimento do alojamento, tomando cuidado para não exceder 90% do tamanho do sulco (máximo).


Abrasão

Um tipo comum de falha para O-rings dinâmicos é a abrasão. A abrasão também pode ser chamada de desgaste e geralmente é encontrada em selos dinâmicos sujeitos a movimentos alternativos, oscilantes ou rotativos. A abrasão é diferente do conjunto de compressão, pois a seção transversal do anel O não é achatada com a forma da ranhura. Em vez disso, o nivelamento é isolado nas áreas desgastadas.


A abrasão também pode ser vista por um padrão de desgaste no O-ring, na direção dos componentes de hardware em movimento.


A abrasão pode resultar de detritos ou uma rebarba na cavidade. Em geral, a abrasão das vedações do anel de vedação é causada por um ou mais dos seguintes itens:

- Acabamento inadequado da superfície em contato dinâmico com o O-ring. Esse acabamento da superfície pode ser muito áspero, agindo como abrasivo ou muito liso, causando lubrificação inadequada devido à incapacidade da superfície de reter o lubrificante.

- Lubrificação inadequada fornecida pelo fluido do sistema.

- Temperaturas excessivas.

- Contaminação do fluido do sistema por partículas abrasivas.

Prevenção / Correção

As soluções sugeridas para problemas causados ​​por abrasão são:

- Use o acabamento superficial adequado.

- Forneça lubrificação adequada usando o fluido do sistema adequado.

- Considere o uso de O-rings lubrificados internamente para reduzir o atrito e o desgaste.

- Verifique se há contaminação de fluido e elimine a fonte. Instale filtros, se necessário.

- Considere mudar para um material de O-ring com resistência à abrasão aprimorada, como materiais de poliuretano, nitrogênio carboxilado e HNBR.


Danos na instalação

Muitas falhas do O-ring podem ser atribuídas diretamente à instalação incorreta. Apesar de sua aparência simples, o O-ring é um dispositivo de precisão que requer cuidados durante a instalação. Vazamentos geralmente são instantâneos. Os danos na instalação são geralmente evidenciados por uma linha limpa no selo, geralmente em um padrão consistente com o equipamento.



Algumas das causas mais frequentes de falha do anel O devido a manuseio descuidado são:

- Existem cantos afiados nos componentes metálicos correspondentes, como a gaxeta do O-ring ou as linhas pelas quais o O-ring deve passar durante a montagem.

- Chanfro de entrada insuficiente. Consulte o diagrama para obter recomendações:

- Ranhuras cegas nas válvulas de várias portas.

- O-ring de tamanho grande na aplicação do selo do pistão.

- O-ring de tamanho menor na aplicação da haste.

- O-ring torcido / comprimido durante a instalação.

- O-ring não lubrificado adequadamente antes da instalação.

- O-ring sujo na instalação.

- Glândula O-ring e / ou outras superfícies sobre as quais o O-ring deve passar durante a montagem contaminada com partículas de metal.

-. Descuido geral.

Prevenção / Correção

Provavelmente, a melhor maneira de evitar danos aos anéis de vedação durante a instalação é o uso de um bom senso comum antiquado. Existem algumas soluções específicas listadas abaixo:

- Quebre todas as arestas afiadas nos componentes metálicos.

- Forneça um chanfro de entrada de 20 °.

- Verifique todos os componentes quanto à limpeza antes da instalação.

- Cole todas as roscas pelas quais o anel de vedação passará.

- Use um lubrificante de anel O, como Parker O-Lube ou Parker Super O-Lube, se o seu uso não contaminar o sistema.

- Verifique novamente o anel de vedação para garantir o tamanho e o material corretos.

- Tenha cuidado.


Incompatibilidade de fluidos

A incompatibilidade de fluidos é geralmente reconhecida pelo O-ring que exibe ataque químico, inchaço ou encolhimento. Na maioria das vezes com incompatibilidade de fluidos, o anel em O aumenta de tamanho porque o elastômero incompatível está absorvendo o fluido. Isso também resulta no amolecimento do material do anel em O, tornando-se gomoso, o que acaba levando a outros modos de falha. Outras vezes, o material do O-ring ficará fragilizado ou trincado, às vezes fazendo um conjunto de compressão.


O ataque de ozônio de O-rings esticados e nitrílicos é um exemplo de incompatibilidade de fluidos. O ataque do ozônio é visto pelas rachaduras uniformemente espaçadas em torno da circunferência do O-ring. A degradação do ozônio é um processo lento que é acelerado pelo alongamento do anel em O e níveis elevados de ozônio.


Não é tão frequente, mas certamente possível, que o material do O-ring deve encolher. Isso é resultado dos componentes do material composto do anel em O a serem extraídos do anel em O para o fluido (veja a animação abaixo).





As soluções para a degradação do ozônio são:

- Selecione um material com resistência ao ozônio, como HNBR, FKM, etc.

- Não armazene o anel em O quando estiver exposto ao ar ou ao ozônio.

- Revestir os O-rings com um lubrificante de silicone ou petróleo

Prevenção / correção de ataque químico

- Consulte o guia de compatibilidade de fluidos ou um engenheiro de aplicação para materiais compatíveis

- Verify condições de operação estão dentro da capacidade do material

- Considere a compatibilidade do material da lubrificação.


Ficou com dúvidas ou quer saber mais sobre a correta seleção de materiais para vedações? Entre em contato em: contato@manx-hyd.com



Source: https://promo.parker.com/promotionsite/oring%2Dehandbook/us/en/ehome

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