Selos API

Selos Mecânicos

A Malavazi, com apoio da área de abastecimento da Petrobras, desenvolveu um selo mecânico API de tecnologia 100% nacional, homologado para fabricação conforme a norma API 682.

 

Desenvolvimento selo mecânico API

 

O desenvolvimento do selo mecânico API foi sustentado por uma estrutura dedicada de engenharia, envolvendo a construção de protótipos, validações em laboratório e testes controlados.

A Malavazi conta com laboratório próprio, projetado conforme padrões internacionais, equipado com bancadas de teste que permitem o monitoramento contínuo de parâmetros operacionais e a geração de relatórios técnicos durante os ensaios.

Simulações por elementos finitos foram utilizadas para analisar o comportamento do selo mecânico API em operação, a partir da definição geométrica das faces e das condições de aplicação.

Os resultados obtidos permitem avaliar a distribuição de esforços, temperaturas e pressões atuantes no conjunto, servindo de base para as análises apresentadas a seguir.

Linha de selo mecânico API Master 25: Arranjo 1; Categoria 1; Tipo A

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Detalhe "B"

Anel de arrasto montado com o anel de trava enclausurado sem a possibilidade de sair durante o trabalho por força centrífuga.

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Detalhe "C"

Faces diferenciadas, permitindo maior deslocamento radial sem perda de contato, evitando o arraste de partículas entre as faces.

 

 

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Detalhe "A"

Sistema multipoint, com maior abertura entre as peças, proporcionando melhor distribuição de fluxo nas faces e reduzindo o risco de entupimento.

 

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Detalhe "D"

O anel flutuante antidesastre possui curso de 1,5 mm acima dos padrões de mercado. A saída do quench é dimensionada de forma equivalente a um furo de Ø 8 mm, evitando a centrifugação do microvazamento na região frontal da sobreposta.

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Opção para os planos 13 e 23

Anel bombeador com características especiais, desenvolvido em laboratório para promover maior circulação do líquido de barreira.

Linha de selo mecânico API Master 25: Arranjo 2; Categoria 2; Tipo A

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Detalhe "A"

Faces diferenciadas, proporcionando maior deslocamento radial.

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Detalhe "B"

Sistema multipoint, proporcionando melhor distribuição de fluxo nas faces.

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Detalhe "E"

Anel bombeador com característica especial, desenvolvido em laboratório para proporcionar maior circulação do líquido de barreira, opção para o plano 53.

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Detalhe "F"

O anel flutuante anti-desastre possui um passeio de 1,5 mm acima dos padrões de mercado, além da saida do quench ser proporcional a um furo de Ø 8 mm evitando a centrifugação do micro vazamento na parte frontal da sobresposta.

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Detalhe "C"

Maior quantidade de líquido de barreira, proporcionando melhor refrigeração das faces, incorporando a tecnologia desenvolvida em laboratório para a saída do fluxo.

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Detalhe "D"

Anel de arrasto montado com o anel de trava enclausurado, sem possibilidade de deslocamento durante a operação devido à força centrífuga.

Cálculos software FEA (Análise de elementos finitos nas vedações primárias do selo mecânico)

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Entrada de dados

Nesta etapa, são inseridos no software os dados de geometria das faces e seus dimensionais, bem como as informações de aplicação, incluindo materiais das faces, carga de mola, distribuição de pressão, distribuição de temperatura, distribuição de líquidos, rotação e tipos de fluido. A partir desses parâmetros, o software executa os cálculos e gera os resultados na forma de gráficos e figuras.

 

 

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Deflexão total

Este gráfico de deflexão total apresenta a deformação das vedações primárias sob as condições da aplicação. O gradiente de temperatura indica as temperaturas atingidas pelas faces do selo e sua influência na deflexão. Para fins de análise técnica, o gráfico é apresentado com ampliação de 100x, permitindo a visualização de deflexões de pequena magnitude.

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Pressão de contato

Este gráfico de linhas apresenta a pressão do fluido e a pressão de contato atuantes nas faces do selo. Considerando o raio da face analisado, observa-se maior pressão de contato no maior raio, região onde tende a ocorrer maior desgaste.

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Filme lubrificante

Neste gráfico de linhas é apresentada a abertura das faces do selo (GAP), em microns, necessária para a lubrificação das faces de contato. A análise indica que a menor abertura ocorre no maior raio, região que também concentra a maior pressão de contato observada na figura anterior, mantendo um microvazamento controlado.

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Temperatura nas faces

Neste gráfico de linhas, são apresentadas as temperaturas atingidas pelas faces de contato do selo, as quais se mostram mais elevadas na mesma região de maior pressão de contato.

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Relatório de cálculo

Além dos gráficos, o software também gera um relatório, conforme demonstrado na imagem. O documento reúne as informações de entrada utilizadas na simulação, bem como resultados como velocidade de deslizamento e geração de calor nas faces de contato.

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Planicidade em operação

Neste demonstrativo, são apresentadas as deflexões causadas pela pressão e pela temperatura, indicadas em bandas de cor, bem como a somatória desses efeitos, resultando no valor final de deflexão das faces.

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Resultados obtidos

Neste trecho final do relatório, são apresentados os principais dados resultantes da simulação, incluindo mínima abertura do selo, vazamento estimado, consumo de energia, torque requerido, temperatura média da face de contato, fração de líquido na face de contato e pressão de contato estimada.

Preparação para o teste de homologação do selo mecânico API

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Imagens

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Resultados

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Resultados

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Resultados

Testes em campo

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Testes em campo

Instalado na RPBC.

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Testes em campo

Instalado na RPBC.

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Testes em campo

Instalado na REPAR.

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Testes em campo

Instalado na REPAR.