O QUE É UM ANEL DE VEDAÇÃO O’RING?
Anel de vedação o’ringé definido como um vedador estático ou dinâmico de borracha com um, formato de anel e seção circular o qual é alojado em uma ranhura pré-dimensionada, que submete a seção do anel a uma pressão, assegurando assim a vedação inicial do sistema. O O-ring é o mais versátil de todos os vedadores e tem vasta aplicação no campo das vedações, principalmente na hidráulica e pneumática.
A HISTÓRIA DO ANEL O’RING
Em termos de desenvolvimento humano em coisas da mecânica, o anel o’ring é um desenvolvimento relativamente recente. Em meados do século XVIII, “O’rings” de ferro fundido foram usados como vedantes em cilindros a vapor. Mais tarde, no mesmo século, foi patenteado o uso de um o’ring resiliente em uma torneira. Neste caso, foi especificado um canal excepcionalmente longo, devendo o o’ring rolar durante o movimento entre as partes. O desenvolvimento do o’ring, como nós o conhecemos hoje, foi feito por NIELS A. CHRISTENSEN, que obteve patente nos E.U.A e Canadá, para certas aplicações.
O descobrimento da borracha nitrílica sintética (Buna N) Foi uma importante contribuição para o desenvolvimento posterior do anel O’ring. Por volta de 1940 tornou-se urgente a necessidade de produção maciça para atender ao esforço de guerra, o que demandava estandardização, economia e melhoramentos nos produtos e métodos de produção existentes.
Hoje o anel O’ring é provavelmente o mais versátil elemento de vedação conhecido, ele oferece uma série de vantagens sobre os outros métodos de vedação em uma grande variedade de aplicações. Os O’rings permitem hoje a fabricação de muitos produtos que permaneceriam nos sonhos dos projetistas, caso eles não existissem.
QUAL A PRINCIPAL FUNÇÃO DO ANEL DE VEDAÇÃO O-RING?
O elastômero é confinado no alojamento,e forçado a moldar-se para preencher asirregularidades da superfície das partes equalquer folga existente, criando, dessa maneira,entre as partes, a condição de “folga zero”,promovendo o efetivo bloqueio do fluido.
A carga que força o O’Ring a amoldar-se é fornecida mecanicamente pelo “aperto” gerado pelo desenho apropriado do alojamento e do material selecionado, e pela pressão do sistema, transmitida pelo próprio fluido ao elemento devedação. De fato, podemos dizer que a vedação
com O’Ring é “pressurizada”, de modo que quanto maior a pressão do sistema, mais efetiva será a vedação, até que os limites físicos doelastômero sejam excedidos, e o O’Ring comece a ser extrudado através da folga entre as partes.
QUAIS OS COMPOSTOS/MATERIAIS MAIS UTILIZADOS DE ANEL O-RING?
Além da tradicional borracha nitrílica (NBR), os anéis de vedação o’ring podem ser fabricados a partir de diferentes materiais (compostos), e a sua escolha deve ser feita de acordo com a necessidade de seu equipamento/sistema.Cada material possui suas particularidades, mas os mais utilizados na fabricação deste elemento são:
- Borracha Nitrílica (NBR): Material mais utilizado na fabricação de anéis o’ring, a borracha nitrílica é indicada para vedações em geral;
- Poliuretano (PU): Este material é uma espécie de plástico, formado por polímeros termoplásticos, é um bom substituto para borrachas sintéticas ou naturais;
- Borracha Fluorada (Viton): Este elastômero possui excelente resistência à altas temperaturas e a ataques químicos;
- Neoprene: Possui excepcional resistência à deterioração pelo óleo de petróleo e pelo oxigênio, bem como também é uma ótima opção para equipamentos que entrem em contato com a água salgada; indicado para gases de refrigeração.
- EPDM: Por trabalhar em uma ampla janela de temperatura, pode ser aplicado em geradores de vapor; possuem boa resistência a intempéries.
- Silicone: Possui boa resistência à altas temperatura e ataques químicos, este material não é indicado para vedação dinâmica pois possui uma baixa resistência mecânica.
Os anéis o-ringsTambém podem ser fabricados em NBR-FDA, que é um composto atóxico, Kalrez, Teflon (PTFE ), entre outros.
QUAIS AS PRINCIPAIS APLICAÇÕES DOS ANÉIS O’RING?
As vedações podem ser estáticas ou dinâmicas, estando as dinâmicas sujeitas a movimentos alternativos, a movimentos rotativos ou a uma combinação de ambos. São aplicados principalmente na hidráulica e na pneumática.
Vedações Estáticas:
As vedações estáticas são aplicadas em flanges, tampas, assentos de válvulas e uniões. São denominados vedadores estáticos por:
A capacidade de suportar pressão de um anel estático aumenta à medida que se fecha o espaço da folga. Se as superfícies que comprimem o anel forem lisas, paralelas e com recursos para fazerem o contato metal com metal, o anel pode suportar pressões de até 1.000 kg/cm².
Vedações Dinâmicas com movimento alternativo:
Os anéis O’Rings atingem excelente rendimento na hidráulica ou na pneumática quando aplicados a sistemas de pequenos diâmetros, pequenos cursos e pressões moderadas. Isso não significa que não sejam adequados a outros sistemas. Não são recomendados para sistemas com velocidades muito baixas, por aumentarem consideravelmente o atrito, provocando desgaste prematuro no anel. Em geral, os anéis para movimentos alternativos apresentam excelente desempenho a pressões ≤70/kg/cm² e velocidade ≤0,3 m/s; com a utilização dos anéis antiextrusão chega-se a pressões ≤100 kg/cm². Uma boa opção é o uso do conjunto O’Ring com anel de teflon que chega a suportar pressões ≤250 kg/cm² e velocidade ≤4,0 m/s.
Vedações Dinâmicas com movimento rotativo:
As aplicações de O’Rings para movimentos rotativos quase não existem, uma vez que as velocidades admissíveis são baixas. Os anéis podem ser utilizados em movimentos rotativos para velocidade ≤6,0 m/s, mas os melhores resultados são obtidos com velocidades inferiores a ≤1,0 m/s e pressões ≤50 kg/cm². É importante que o anel fique alojado na parte estacionária dos equipamentos e que o mesmo não faça a função de bucha do sistema.
COMO ESPECIFICAR O ANEL O’RING IDEAL?
Na hora de escolher o anel o’ringideal para o seu equipamento, é necessário levar alguns aspectos em consideração para que a função do mesmo seja de fato eficaz e sua vida útil prolongada.
- Faixa de pressão
Um dos fatores que devem ser analisados previamente é a pressão a qual o anel o’ring será submetido, sendo que cada tipo de sistema/equipamento apresenta uma faixa de pressão de trabalho específica. A pressão depende da folga diametral.
É necessário avaliar qual a variação de pressão que a vedação suporta, tendo em vista que não é ideal que a vedação trabalhe no seu limite, pois isto poderá causar avarias ao sistema.
- Temperatura
Outro fator relevante é a temperatura que a vedação será submetida, pois os compostos/materiais suportam faixas diferentes. Como orientação, sugerimos evitar condições de trabalho extremas, com pressão e temperatura elevadas, isso reduz a vida útil dos vedantes.
- Tipo de fluído
O tipo de fluído utilizado no sistema é um dos principais fatores a ser analisado, onde poderemos analisar a compatibilidade química com o material/composto ideal. Exemplificando, há vedações fabricadas a partir de compostos que não atuam bem diante de fluidos alcalinos, com pH baixo, já outros materiais não suportam fluídos com pH ácido, e há aquelas que podem atuar em uma determinada faixa que vai de 4 a 10 na escala de pH, por exemplo.
É importante ficar atento ao estado do mesmo, se ele é líquido ou gasoso, qual a sua viscosidade, seu potencial cristalizante, e assim por diante.
Estas características são importantes pois no caso de um fluido que tenha sólidos suspensos, é importante escolher uma vedação resistente à abrasão, já em um sistema com fluido gasoso, é interessante buscar por uma vedação autolubrificante.
Conhecer de fato o tipo de fluido e suas características fará com que a vedação certa seja escolhida, e por consequência, que a vida útil da mesma seja prolongada, pois tende a ter menos desgaste durante seu uso.
- Movimento do Sistema
Outro fator determinante é o movimento do sistema que será vedado, onde o mesmo pode ser tanto estático quanto dinâmico (Alternativo, oscilante, rotativo).
Dentro de um sistema estático não há movimento entre as peças da máquina, mas a vedação tem como objetivo vedar dois meios dentro do mesmo sistema, para impedir que haja vazamento do fluído interno para o meio externo, assim como barrar a entrada das impurezas do lado de fora para dentro do sistema.
Em um sistema estático, o tipo de vedação pode seguir um padrão com características voltadas para suportar a pressão do fluido. Já em um sistema dinâmico, a vedação é utilizada para selar componentes em movimento, como por exemplo, bombas hidráulicas, agitadores, cilindros, e assim por diante.
O tipo de movimento dentro de um sistema dinâmico pode ser recíproco, alternativo, rotativo ou oscilante, e para escolher a vedação ideal, você deverá analisar qual tipo de movimento a mesma terá de suportar.
Vale salientar que é importante que todos os fatores citados acima sejam analisados em conjunto antes de tomar a decisão em relação à vedação a ser utilizada, pois nada adianta escolher uma peça que suporta a faixa de temperatura do sistema, mas que é fabricada a partir de um composto incompatível com o pH do fluído a ser vedado.
ANALISE DE FALHAS DOS ANÉIS O’RINGS
Um Anel o’ring pode falhar por diferentes razões, seja uma seleção inadequada de composto ou incompatibilidade com o design da ranhura. Ao analisar um anel o-ring com falha e distinguir a causa, pode-se fazer ajustes no tipo/modelo usado e / ou melhorar o projeto do equipamento para evitar falha de vedação.
Segue PDF abaixo com as falhas mais ocorrentes.
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QUAIS AS PRINCIPAIS MEDIDAS DO ANEL O’RING?
As dimensões do anel o’ring são determinadas através do seu diâmetro interno (DI) e da seção transversal do anel. Essas dimensões descrevem o anel o’ring.
QUAIS AS VANTAGENS DOS ANÉIS O-RINGS?
Este elemento de vedação conta com inúmeras vantagens, e entre elas podemos citar as seguintes:
- Custo acessível,
- Tem uma vida útil razoável;
- Pode ser utilizado em sistemas hidráulicos e pneumáticos;
- Pode ser submetido a diferentes pressões, positivas ou negativas (vácuo);
- É fabricado em diferentes tipos de materiais (compostos);
- Pode ser fabricado em diferentes tamanhos, tudo de acordo com a necessidade do cliente;
- Quando ocorrem falhas no dispositivo, são de fácil identificação;
- Montagem simples;
TABELA O-RING MILIMÉTRICO – PDF
COMO É FEITA A MONTAGEM DOS ANÉIS O-RINGS?
Os anéis sofrem compressão durante a montagem para garantir a pressão inicial do sistema. Devido a essa compressão, é comum verificarem-se danos nos anéis. Para diminuir os riscos de vazamento causado por anéis danificados e também a fim de facilitar a montagem, convém eliminar os cantos vivos por onde o anel deve passar e usar dispositivos quando este ficar alojado depois de canais, roscas, chavetas etc. A presença de rebarbas e partículas abrasivas nos alojamentos pode danificar ou apresentar desgaste prematuro dos
QUAIS OS TIPOS/MODELOS DE ANÉIS O-RING?
Quanto a medida, são conhecidos como milimétricos ou polegadas (Standard).
QUAIS AS DIFERENÇAS ENTRE ANÉIS O’RING E V-RING?
São elementos de vedação bem diferentes. A forma geométrica do anel o’ring é circular e o v’ring tem formato de “V”. As aplicações são bem diferentes também, o anel o’ring é mais utilizado em sistemas com movimentos estáticos, e em alguns casos dinâmicos, já o anel v’ring é utilizado nos sistemas com movimentos rotativos.
O QUE É A EXTRUSÃO EM UM ANEL O’RING?
Antes da pressurização, o anel o’ring se aloja deformado entre as duas superfícies. Ao ser pressurizado, atua como um fluido incompressível, exercendo uma pressão sobre o alojamento, proporcional à pressão do sistema.
Em altas pressões, uma grande quantidade de material é forçada a entrar na folga, que por sua
vez causa dano ao anel o’ring. A extrusão se caracteriza por um descascamento, ou por mordeduras” na superfície do o’ring, sendo a causa mais frequente de falha dos o’rings
O QUE É UM ANEL ANTI EXTRUSÃO ?
Os anéis anti-extrusão também são chamados de anéis backup.São muito utilizados em aplicações que exijam alta pressão, com a função de reduzir as folgas diametrais e não permitir a extrusão dos anéis de vedação orings.
Clique Aqui e veja a tabe dos anéis anti-extrusão (Backup)
QUAIS AS DIFERENÇAS ENTRE ANEL DE VEDAÇÃO O’RING E ANEL X-RING ?
Os anéis o’rings tem a seção circular, em formato de anel, são muito utilizados para vedações com movimento estático, em algumas vezes, são utilizados em movimentos dinâmicos também.
O x-ring possui formato diferente, não circular, e conta com quatro superfícies seladoras, duas na parte superior e duas na parte inferior, normalmente são mais utilizados em sistemas rotativos.
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