Estrutura da caixa de gaxetas em condições de alta temperatura e alta pressão: desafios de vedação e ideias de melhoria.

Na estrutura das válvulas de esfera e de gaveta, a gaxeta, como componente central do sistema de vedação da haste, embora seja uma estrutura estática, desempenha a função crucial de impedir vazamentos do fluido. Especialmente em condições de alta temperatura e pressão, e com frequentes ciclos de abertura e fechamento, a resistência estrutural da gaxeta, a tolerância de ajuste e o desempenho da vedação determinam, em conjunto, a vida útil e a estabilidade de todo o sistema de vedação.

Nos últimos anos, temos constatado em diversos projetos das indústrias química e energética que os problemas de vedação das gaxetas têm se tornado um ponto crítico de falhas. Um relato de usuário: várias válvulas de esfera de média pressão apresentaram vazamento na base da haste após seis meses de operação. Análises posteriores revelaram que a força de vedação era irregular, resultando em compressão incompleta, e que a cavidade interna da gaxeta apresentava desalinhamento coaxial e rugosidade insuficiente.

Para este tipo de condição de trabalho, recomendamos que a estrutura da caixa de gaxeta seja otimizada para um projeto de compressão simétrica, e que a cavidade interna seja perfurada individualmente para controlar a rugosidade da parede interna dentro de Ra 0,8 e a coaxialidade não superior a 0,02 mm. Além disso, o aumento da estrutura de guia ou o projeto do ombro limitador ajudarão na compressão uniforme da gaxeta e na operação estável da haste da válvula.

Em termos de seleção de materiais, geralmente recomendamos o uso de aço inoxidável, como o AISI 316 ou o F6a, para adaptação a diferentes meios corrosivos. A combinação de gaxetas recomendada é um anel flexível de PTFE com grafite ou uma arruela de grafite revestida com metal, que apresenta melhor resiliência de vedação e resistência ao envelhecimento em altas temperaturas.

Durante a usinagem, o encaixe da gaxeta com a bucha, a luva superior e outras peças associadas deve ser avaliado como um todo, e não separadamente. Sugerimos que a relação de acoplamento seja marcada uniformemente na fase de desenho ou vinculada por meio de nossa modelagem para garantir que a folga de montagem seja adequada e o curso de compressão da vedação seja preciso. O projeto estrutural geral deve levar em consideração o torque de abertura e fechamento, a tensão da gaxeta e a redundância da expansão térmica, a fim de realmente melhorar o desempenho geral da vedação da válvula.