SELOS MECÂNICOS

FUGESCO
Comparando Selo Mecânico e Vedação por gaxeta

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Sobre a FUGESCO
A FUGESCO possui mais de 50 anos de experiência comprovada na indústria de geração de
energia hidroelétrica e oferece uma linha completa de selos mecânicos bipartidos de até 4 metros.
Nossa linha de produtos e serviços inclui:

- Selos para turbinas;

- Selos mecânicos de grande porte para bombas;
- Sistemas de filtração de até 0.45 micra;
- Painéis de controle de água de selos mecânicos;
- Painéis de controle de ar de selos mecânicos;
- Aparelhos eletrônicos e mecânicos de monitoramento de selos;
- Peças de reposição e sobressalentes para selos já existentes;
- Serviços e assistência técnica “in situ”;
- Grades de retenção de resíduos com perfil hidrodinâmico avançado para aumento da capacidade
de geração de energia;
- Serviços de consultoria de engenharia.

Nossos produtos são estudados, projetados e fabricados por especialistas. Nosso ponto forte é a
nossa capacidade de fabricar produtos especificamente concebidos em função das condições
exatas de operação dos equipamentos dos nossos clientes. Nossos engenheiros aplicam os mais
recentes princípios e designs de construção, de maneira a criar produtos eficientes, práticos e de
confiabilidade assegurada.

Nossa disciplina em matéria de controle da qualidade e nossa política de total satisfação das
necessidades de nossos clientes fizeram com que obtivéssemos a Certificação ISO 9001-2000.
Nós somos uma companhia independente, inteiramente dedicada às necessidades da indústria de
geração de energia hidroelétrica.

Contate-nos!

FUGESCO INC. FUGESCO SOUTH AMERICA

80 Leacock Selos Mecânicos Ltda.
Pointe-Claire Rua Alcides Sottini, 81
Québec - Canada Distrito Industrial-III
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Entendendo alguns conceitos.

Por que trocar o selo de gaxeta por um selo mecânico FUGESCO?

Não há dúvida de que os selos mecânicos

são melhores do que a gaxeta. Se você está
sem saber sobre como lidar com eles,
vamos tentar evoluir um pouco mais neste
assunto.

As vantagens dos selos mecânicos sobre as

convencionais gaxetas são numerosas.

Aqui estão alguns fatos:

• Os selos mecânicos consomem

menos de um sexto do potencia da
gaxeta convencional.

• Gaxetas são uma das principais causas de falha prematura do mancal de Bombas. Não só
devido aos vazamentos da água que é jogado para fora da selagem, mas também porque
esta água causa alta umidade e acúmulos, o que pode causar corrosão na placa de base e
atingir outros equipamentos sensíveis a umidade. Isso é uma grande preocupação.

• Danos na Bucha (Luva) de sacrifício são extremamente onerosos não só por causa do
custo das buchas, mas também devido aos custos envolvidos na sua remoção e
substituição.

• Os selos mecânicos causam pouco ou nenhum desgaste nas buchas.

• Os selos mecânicos podem selar um vácuo ou pressão.

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A Manutenção

• A substituição dos componentes da gaxeteira geralmente é um processo muito demorado,

depende muito da quantidade de gaxeta, do espaço de acesso disponível para a movimentação,
do comprimento da gaxeta e principalmente da experiência do montador. Gaxetas exigem
também uma freqüência muito alta de reajustes até a estabilização da operação.

• Na gaxeta, o aperto um pouco maior poderá causar não somente um desgaste

extremamente alto na bucha ou eixo, mas um aquecimento excessivo, que poderá causar
deformações na bucha ou até mesmo no eixo, chegando até a perda destes componentes.

• Ao contrário da Gaxeta, os Selos mecânicos FUGESCO não precisam ser ajustados para
compensar o desgaste, pois isto é feito de forma automática, o que evita também que a equipe
de manutenção seja mobilizada para a execução destes e ajustes.

• Os selos mecânicos FUGESCO têm balanceamento hidrodinâmico, o que reduz ainda mais
o desgastes dos elementos selantes.

• O selo mecânico normalmente é bi-partido para facilitar sua montagem e manutenção, mas
também poderá ser fabricado em mais segmentos caso seja necessário.

• No caso das usinas hidroelétricas, um grande equívoco é pensar que um selo de gaxeta será
mais barato que um selo mecânico. Se levarmos em conta o lado do fornecedor do
equipamento, sim, um selo de gaxeta é mais barato do que um selo mecânico, mas para o
consumidor essa conta se inverte. Devemos levar em conta que a durabilidade do
equipamento está diretamente ligada a sua durabilidade e a baixa taxa de manutenção.

• Com o uso de novos recursos tecnológicos, que conta agora com softwares de simulação e
a experiência adquirida ao longo de décadas dedicados a esta aplicação, os selos mecânicos
aumentaram ainda mais sua confiabilidade e durabilidade dos elementos, o que não acontece
com o uso das gaxetas, que ainda mantém seu uso restrito a algumas poucas aplicações devido
à necessidade de constantes ajustes e ao alto custo com manutenção.

• O custo com a manutenção de um selo de gaxeta poderá chegar a ser até 5 vezes maior do
que a de um selo mecânico, alem de ter que se conviver com os constantes vazamentos.

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O funcionamento da selagem em condição de vácuo

• Não existe uma selagem de gaxeta que possa fazer a selagem numa condição de vácuo.

• Principalmente as Turbinas verticais e em especial as do tipo Kaplan, geralmente

trabalham em condições de vácuo. Nas gaxetas, a água de serviço parece estar fazendo o
trabalho, mas testes mostraram que a água de serviço vai para somente um dos lado da
gaxeta e então o vácuo suga o elemento externo e a gaxeta o deixa passar para o outro
lado, podendo nesta sucção adentrar partículas abrasivas acumuladas da parte exterior ou
outras substancias que se fixarão nas gaxetas, o que poderá aumentar ainda mais os
níveis de desgaste do eixo ou Bucha (Luva) de sacrifício. Outro fator não menos
importante, é que nestas condições a elevação da temperatura na região da selagem ira
subir vertiginosamente, podendo comprometer todo o sistema e se devidamente
monitorado, poderá causar a parada da turbina.

• Nos selos mecânicos FUGESCO este problema já não existe, pois um reservatório de
água limpa na parte superior faz com que nas condições de vácuo o anel de selagem
fique sempre lubrificado e com a temperatura estabilizada, o que não acontece com o uso
de gaxetas, onde a elevação da temperatura causada pelo atrito a seco podem chegar a
níveis elevadíssimos e causar danos irreparáveis na Luva ou eixo.

Desgastes no Eixo e Bucha (Luva) de sacrifício

• Os selos mecânicos não desgastam o eixo como uma gaxeta.

• Todos os componentes de desgaste estão alojados no próprio selo. Por outro lado,
numa caixa preenchida por gaxetas gradualmente haverá desgaste no eixo devido ao
atrito contínuo destes elementos (Gaxeta/Eixo ou Bucha).

• Gaxetas devem ser ajustadas à medida que aumentam os desgastes e trazem como
conseqüências alem dos desgastes, os custos da equipe de manutenção e os inevitáveis e
constantes vazamentos. Isso pode ocorrer com uma freqüência muito alta.

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• A aplicação de revestimento duro no eixo ou bucha pode até ser empregado para tentar
aumentar resistência aos desgastes cometidos pelas gaxetas, mas esta é somente uma
medida paliativa, pois o desgaste também ocorrerá com algum ganho tempo. Este
problema é completamente eliminado no Selo mecânico do tipo Radial, pois não há
contato direto entre os elementos (anel de selagem/eixo), pois um minúsculo filme de
água impede este contato. Já no selo do tipo Axial, a possibilidade de desgaste destes
elementos é “zero”, pois este modelo não utiliza o eixo ou a bucha para fazer a vedação,
e sim elementos independentes, preservando-se assim completamente o eixo e
eliminando a necessidade do uso da luva de sacrifício.

• Para selecionar o melhor projeto do selo, é necessário conhecer, tanto quanto possível
sobre as condições operacionais e o que deverá ser selado. Em posse das informações
sobre o produto e condições de trabalho, tais como os movimentos radiais e axiais do
eixo, rotação nominal e de sobrevelocidade, desalinhamento, etc... a FUGESCO
personalizará e fabricará um selo que será ajustado a estas condições de trabalho de
modo a ter a melhor vedação possível para o equipamento. A FUGESCO projetará seu
selo de forma a eliminar necessidade de se fazer qualquer trabalho personalizado em sua
turbina para atender as exigências de selagem. Nós faremos o projeto em torno das
condições exatas de operação da turbina.

• Hoje disponibilizamos muitos selos que podem ser instalados em eixos que tenham sido
danificados ou desgastados pelas gaxetas ou por outros selos mecânicos de baixa
qualidade tecnológica.
Muitos desses novos projetos promovem sua instalação do lado externo da caixa de
gaxetas, onde geralmente o eixo não foi danificado pelo atrito causado pela gaxeta e
onde o eixo ainda se encontra em boas condições de uso.

• Embora tenha havido muita controvérsia sobre o custo de um selo mecânico em relação a
uma caixa de gaxetas, pois a princípio claramente a confecção de uma caixa de gaxeta é
mais barato, mas descobrimos que em pouco tempo esta afirmação se torna falsa. Embora
nós nos especializamos no conceito e design do selo mecânico e de sua fabricação,
também fabricamos os dois estilos de selos e o custo de substituição de gaxetas de boa
tecnologia pode custar o mesmo preço que um selo mecânico novo, completo!

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• Para finalizar as errôneas vantagens da Gaxeta pelo Selo Mecânico, o projeto dos selos
mecânicos pode ser bi-partido ou segmentado e não há a perda mecânica provocada pelo
atrito entre as partes como a existente num selo de gaxetas, pois no selo mecânico
FUGESCO este contato não existe, a perda é “zero”, removendo assim qualquer
vantagem que se possa imaginar com o uso da gaxeta.

Comparando os projetos – Selos mecânicos

Exemplo de Selo Mecânico AXIAL FUGESCO Exemplo de Selo Mecânico RADIAL FUGESCO

No Selo Axial, não há nenhuma necessidade da colocação da luva de sacrifício, e área de selagem
é reduzida. Este selo é aplicado geralmente em pressões elevadas de selagem, pois a pressão dos
elementos de selagem é maior.

No Selo Radial, dependendo da pressão de água a ser selada, utilizamos uma luva de sacrifício a
fim de preservar o eixo da turbina. Um minúsculo filme de água é formado entre a luva e o Anel de
selagem, sendo assim a durabilidade da Luva é extremamente alta e é utilizada como precaução,
pois se houver algum tipo de contaminação com partículas abrasivas, isto poderá mascar a luva
durante a passagem destas partículas pelo filme d`água.

Em ambos os modelos a utilização do selo inflável de emergência é opcional. Este selo de

emergência será acionado para que se faça a manutenção no selo mecânico ou em outra parte
externa da turbina sem que haja a necessidade do esgotamento da água do equipamento.

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Comparando os projetos – Vedação por Gaxetas

Exemplo de Vedações por Gaxetas

Projeto típico de vedação por gaxeta Gaxeta

Há vários tipos de gaxetas e geralmente são fabricadas com fibras sintéticas ou vegetais
impregnadas com grafite ou PTFE.

De projeto simples, a vedação por gaxeta sempre mantem o mesmo padrão, onde cordões de
gaxeta são comprimidos contra o eixo para evitar a passagem de água, porem, o atrito da
gaxeta com o eixo irá fazer com que o eixo se desgaste, formando sulcos profundos e as
temíveis micro-trincas, que diminuirão sua resistência e muitas vezes tendo até a necessidade
de substituição do eixo onde a metalização desta região não seja mais possível.

Devido a constante necessidade de manutenção devido ao desgaste peculiar desta aplicação,

muitas empresas já as substituíram por selos mecânicos, evitando-se assim as constantes
intervenções.

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Gaxetas foram muito utilizadas nas vedações de bombas devido ao seu baixo custo de
fabricação, o que inicialmente para o cliente final pode ser muito atrativo se comparável ao
custo de um Selo Mecânico, mas logo esta economia se transformará em um início prejuízo,
pois os custos com manutenção em pouco tempo consumirá este ganho inicial.

Alguns fabricantes de Bombas de grande porte e Turbinas de pequeno porte e de baixa

rotação ainda utilizam este sistema para baratear os custos p/ tornar seu produto competitivo,
além de ter um ganho futuro com o fornecimento de peças de reposição após o término da
garantia.

Estudo revelam que após somente 1 ano de uso, dependendo da aplicação, a vedação de
gaxetas já se torna inviável, pois os custos com manutenção e a constante necessidade de
reajustes consumirão toda a “economia” inicial. (ver abaixo)

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ESTUDO COMPARATIVO
A API (American Petrol Institute) realizou em 1970 testes comparativos entre Selos Mecânicos e Vedação por
gaxetas, onde ficou definitivamente comprovado ser o selo mecânico muito mais vantajoso que a gaxeta, sob todos
os aspectos, como mostrado abaixo:

Obs.: Os valores dos custos aqui expressos estão desatualizados, servindo estes apenas como fator comparativo.

GAXETA SELO
Cerca de 25 gts/min Cerca de 0,030 gts/min
Ou 1500 gts/hora Ou 1,88 gts/hora
Ou 36000 gts/dia Ou 45 gts/dia
Ou 36 L/dia Ou 45 ml/dia
Ou 1800 L/mês Ou 1,35 L/mês
Ou 13140 L/ano Ou 16,43 L/ano
Ou 13,14 m³/ano Ou 0,164 m³/ano
Custo anual: R$ 0,13 (R$
Custo anual: R$ 11,30
0,80/m³)

3600 GTS/dia: 45 GTS/dia= 800, portanto a relação vazamento gaxeta x selo

mecânico é de 800:1.

Potência Consumida

Gaxeta

Testes estabeleceram um consumo de potência aproximado de 0,2 kw/hora de operação.

Selo Mecânico

Cálculos precisos estabeleceram uma potência de 0,02 kw/hora de operação.

Gaxeta 0,2 kw
= = 10
Selo mecânico 0,002 kw

Portanto, a relação potência consumida Gaxeta x selo mecânico é de 10:1.

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Podemos constatar que na relação kw/mês, temos uma diferença brutal de custos entre a gaxeta e o selo mecânico.
Ainda podemos constatar que se 1kw/h custa hoje na cidade de SP R$ 0,18, com um consumo anual de 1752
kw/ano, temos um custo de R$ 315,36 para o emprego da gaxeta, contra um consumo anual de 175,2 kw/ano, com
um custo anual de R$ 31,54 para o selo mecânico.

Custo

1. Custo inicial

Gaxeta: 1 bucha R$ 80,00

1 engaxetamento R$ 12,20
Total R$ 92,20

Selo mecânico: R$ 280,00, incluindo custo da sobreposta, somente utilizada na primeira montagem.

2. Custo anual

Gaxeta: (mínimo) 4 trocas da bucha eixo/ano

8 trocas de engaxetamento/ano

Custo: 4 buchas R$ 320,00

8 engaxetamentos R$ 96,00
Total R$ 416,00

Selo mecânico: (máximo) 1 troca das vedações secundárias/ano

1 lapidação das faces/ano (máximo)

Custo: 2 vedações secundárias R$ 16,00

Lapidação do selo R$ 40,00
1 selo mecânico 1,3/4" R$ 280,00
Total R$ 336,00

Diferença custo anual gaxeta x selo mecânico: R$ 416,00 - R$ 336,00 = R$ 80,00.

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Balanço

Gaxeta Selo Mecânico

Perda de produto (água) R$ 11,30 R$ 0,13

Potência consumida R$ 315,36 R$ 31,54

Custo anual R$ 416,00 R$ 336,00

Total R$ 742,66 R$ 367,67

Portanto a economia anual usando-se selo mecânico em relação à gaxeta é de R$ 375,00 que é suficiente para
comprar outro selo mecânico novo; isto sem levar em conta o custo de mão de obra necessária para os constantes
ajustes quando se usa gaxeta.

Este trabalho foi realizado utilizando-se um selo de 1” 3/4 à 3600 rpm e 3,5kgf/cm² de pressão na caixa de selagem.

Levando se em consideração que os Selos mecânicos FUGESCO podem trabalhar anos sem qualquer
manutenção, fica claro que o uso de vedações de gaxeta se tornará inviável num curto espaço de tempo.

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