Gaxeta flexível de grafite: um guia prático para vedação de bombas e válvulas

Quando uma equipe de manutenção precisa reembalar a mesma válvula pela terceira vez em um ano, o problema geralmente não é a mão de obra. É o material. Em uma linha de vapor de 450 °C, a gaxeta de PTFE comum amolece, os parafusos da gaxeta precisam de reaperto constante e o vazamento recomeça dentro de semanas. A embalagem flexível de grafite é construída exatamente para essa situação.

A resposta curta é: a grafite flexível – chamada grafite expandida no comércio de matérias-primas – transporta temperaturas de serviço até cerca de 650 °C no ar, sobrevive à maioria dos produtos químicos, lubrifica-se a si própria e recupera muito melhor do que o PTFE triturado ou o fio de grafite simples. Para hastes de válvulas, eixos de bombas, agitadores e vedações dinâmicas similares em serviço a quente, é a primeira escolha padrão.

Como fabricante de materiais de vedação, Material de vedação Co. de Ningbo Rilson, Ltd trabalha diariamente com grafite flexível, em embalagens trançadas e como matéria-prima de gaxetas, portanto o que se segue reflete a produção e a experiência de campo, e não um folheto de vendas.

O que é embalagem flexível de grafite?

A gaxeta flexível de grafite é uma vedação de caixa de gaxeta feita de grafite expandido. O processo começa com grafite em flocos natural, que é tratado com agentes intercalantes como ácido sulfúrico e nítrico, lavado e seco, depois aquecido rapidamente para que os flocos se expandam dramaticamente. As partículas expandidas em forma de verme são enroladas em folha de grafite flexível ou torcidas em fio; esse fio, geralmente reforçado com fio de Inconel ou fibra de vidro, é então trançado em bobinas ou moldado em anéis.

A química explica o desempenho. A grafite é um dos sólidos termicamente mais estáveis ​​conhecidos, resiste a produtos químicos em quase toda a faixa de pH e sua estrutura cristalina em camadas cria uma superfície natural de baixo atrito que não necessita de adição de lubrificante. Essa combinação é exatamente o que uma caixa de espanque deseja.

O que você obtém com uma embalagem flexível de grafite

• Estabilidade de temperatura: serviço contínuo de -200ºC a cerca de 650 °C no ar
• Resistência química: adequado para pH 0-14, com exceção de oxidantes fortes, como ácido nítrico concentrado a quente
• Autolubrificação: a estrutura de grafite mantém o atrito baixo, mesmo sem lubrificante externo
• Condutividade térmica: alta, então o calor friccional é levado para longe da área da glândula
• Recuperação e conformabilidade: veda hastes desgastadas melhor do que gaxetas duras e não resilientes
• Graus de pureza: versões com baixo teor de cloreto estão disponíveis para sistemas de aço inoxidável

A grafite flexível não se limita à embalagem. Folhas, fitas e folhas de grafite expandida feitas da mesma maneira são matérias-primas padrão para juntas para manutenção de plantas e fabricação de juntas; nós os fornecemos como Fitas flexíveis de grafite, PTFE e mica para juntas espirais Essas matérias-primas incluem fio de enrolamento, fita de grafite, fita de PTFE e fita de mica, fabricadas de acordo com os padrões ASME, EN, DIN e JIS, tornando-os adequados para a produção de juntas espirais em instalações exigentes de manutenção e fabricação. Ver Produto → junto com produtos de vedação acabados.

Como a embalagem flexível de grafite é construída

O desempenho da gaxeta depende tanto da construção quanto da química. Uma corda trançada e um anel moldado podem ser feitos do mesmo grafite flexível, mas se comportam de maneira diferente sob compressão.

O diagrama abaixo mostra as duas formas que um engenheiro de fábrica normalmente utiliza.

Construções Comuns

• Grafite flexível pura trançada com fio de grafite expandido
• Fio de grafite reforçado com fio Inconel para serviços abrasivos ou de alta carga
• Fita laminada de grafite, trançada ou enrolada
• Anéis moldados, pré-comprimidos hidraulicamente para manutenção de válvulas
• Construções híbridas com fibra de carbono ou PTFE para meios de processo específicos

Para castelos de válvulas, os anéis moldados são geralmente a melhor escolha porque a pré-compressão remove a lacuna em espiral que pode se tornar um caminho de vazamento em gaxetas contínuas enroladas de maneira frouxa. Nas bombas, onde o eixo gira, os anéis trançados com fio reforçado controlam o movimento e a abrasão com mais elegância.

Grafite Flexível vs PTFE: Qual deles pertence à caixa de empanque?

Escolha grafite flexível quando o calor, a pressão e a vida útil da embalagem dominarem a decisão. Escolha PTFE quando o meio for fortemente oxidante em temperatura moderada ou quando a corrosão galvânica do eixo e da haste precisar ser evitada.

Os valores são máximos típicos no ar a partir de folhas de dados comuns dos fabricantes; o limite real depende do meio, da pressão da sobreposta e da velocidade do eixo.

A diferença de temperatura decide a maioria das aplicações da planta. O PTFE começa a se deformar e a perder resistência por volta de 200 °C e amolece bem antes de 260 °C. A grafite flexível não apresenta amolecimento abaixo de 650 °C ao ar, portanto o conjunto da sobreposta permanece estável mesmo durante o ciclo térmico.

Onde a embalagem flexível de grafite ganha destaque

Gaxetas flexíveis de grafite aparecem onde quer que vapor, óleos quentes, gases secos e altas temperaturas tornem os elastômeros e o PTFE não confiáveis.

• Hastes de válvula gaveta e globo em linhas de vapor acima de 200 °C
• Glândulas de bombas centrífugas em refinarias e sistemas de alimentação de caldeiras
• Agitadores e misturadores que lidam com mídia orgânica quente
• Serviço de gás e ar em alta temperatura onde o PTFE se degrada
• Prensa-cabos marítimos, usando classes inibidas onde há presença de água salgada

Além da caixa de empanque, o mesmo grafite expandido é o enchimento robusto da indústria de vedação: juntas enroladas em espiral o colocam entre os enrolamentos de metal, e as juntas kammprofile o utilizam como camada de revestimento macio. Um material que veda uma haste de válvula de 500 °C é igualmente confiável entre os flanges, pelo mesmo motivo: ele se adapta, se recupera e não se degrada com a temperatura.

Juntas em espiral com enrolamentos metálicos e enchimentos macios Construídas a partir de arame metálico alternado e enchimento macio, como grafite expandido, essas juntas fornecem resiliência semelhante a uma mola e podem incluir anéis internos e externos para estabilidade, tornando-as confiáveis para juntas de flange em refinarias e plantas químicas. Ver Produto →

Juntas Kammprofile de metal serrilhado para alta pressão e temperatura Apresentando um núcleo de metal de peça única com ranhuras concêntricas e um revestimento de grafite macio ou PTFE, essas juntas resistem à distorção sob alta pressão e alta temperatura e podem ser projetadas sob medida em formatos não circulares para aplicações específicas. Ver Produto →

Se o seu trabalho for uma junta de flange em vez de uma caixa de empanque, o compensações práticas de juntas não metálicas em serviços industriais ajudará na decisão material.

Hábitos de instalação e operação que prolongam a vida útil da embalagem

A maioria das falhas de gaxetas de grafite flexíveis são falhas de instalação, não falhas de material. Cinco hábitos mantêm as glândulas firmes e os caules limpos:

1. Corte cada anel com uma faca afiada em uma esquadria limpa de 45 graus e escalone as juntas ao redor da haste para que não haja duas juntas alinhadas.
2. Assente os anéis um de cada vez com uma bucha dividida para que a caixa de empanque se encha uniformemente; não force vários anéis com a sobreposta.
3. Aperte os parafusos da gaxeta de maneira uniforme e leve, depois ligue o equipamento e reajuste após o primeiro ciclo térmico. O aperto excessivo esmaga o grafite e destrói sua recuperação.
4. Em serviços de bomba com sólidos ou meios quentes, mantenha o anel da lanterna alinhado com a porta de descarga e use a descarga recomendada.
5. Permitir um vazamento pequeno e controlado da sobreposta em equipamentos rotativos; algumas gotas por minuto lubrificam e resfriam a gaxeta. Uma glândula hermética gera calor e encurta a vida.

Um cuidado extra para hastes de aço inoxidável em serviço com cloreto úmido: escolha um tipo de grafite flexível com baixo teor de cloreto e inibido para evitar fissuras e corrosão galvânica. No serviço de vapor seco e gás, as classes padrão são a escolha normal.

Perguntas frequentes sobre embalagens flexíveis de grafite

Estas são as perguntas que as equipes de manutenção e compras fazem com mais frequência quando mudam para embalagens flexíveis de grafite.