O anel o-ring é um elemento de vedação de forma circular e seção toroidal (toro) na qual fluidos podem ser vedados de forma eficiente. A vedação ocorre na montagem resultando em compressão do anel. Em alguns casos a pressão do meio aumenta esta deformação, ajudando na função de vedação.
São usados em vedações estáticas principalmente e restrito pra vedações dinâmicas, pois para esta ultima aplicação, dependem da pressão, velocidade e temperatura do sistema.
A compressão, inicial em aplicações dinâmicas (S) deve ser sempre menor do que em aplicações estáticas (P).
Medidas de folgas
Através da pressão interna gerada em alguns sistemas, o anel O-Ring é pressionado contra o lado oposto à pressão. Para evitar que o O-Ring seja pressionado na folga de vedação, esta deve apresentar o tamanho menor possível. Uma folga de vedação excessivamente grande pode levar à destruição do O-Ring por extrusão.
Estas dimensões e tolerâncias são normalizados por órgãos tais como a ABNT para realização de projetos de máquinas. Para verificar estas medidas há calculadoras na internet.
Como especificar um anel O ‘ ring?
Um anel o-ring precisa ser classificado dentro dos seguintes parâmetros: Material, dureza e tamanho. A especificação quando necessária pode ser feita através de medições do anel. Métodos ideais evitam erros, perda de tempo e de produção, bem como evitará ineficiência da vedação em questão, evitando vazamentos. Os anéis podem ser medidos pelo sistema métrico (mm) ou pelo sistema imperial (polegadas). Observe que há três categorias de fabricação: A milimétrica, a Standart e a especial, todas referentes a medidas.
As ferramentas para dimensionar um anel o-ring são:
Paquímetros – O instrumento mais utilizado para todos os tipos de medições da metal mecânica. Possui excelente precisão. Observe que a borracha do o-ring pode deformar com a pressão colocada no instrumento levando ao erro da medição. É importante também observar que o bico do paquímetro deve apoiar no lado da seção que estiver com menor amassamento, ou seja, aproximar a medida mais próxima da original.
Compassos – Com auxilio de uma escala graduada é possível tomar as medidas com um compasso de medição. Este instrumento é limitado até 6”.
Tabela de tamanho para anéis laminados – São cartazes com o desenho de diversos tamanhos, podendo conter o diâmetro externo. O usuário compara o anel retirado com o desenho.
Observe que o anel #16 ou seja bitola 16, tem o diâmetro externo de 26mm e o diâmetro interno de 22,2 mm.
Medidor de dimensionamento – Este aparelho mede o diâmetro interno de anéis de vedação até 13 polegadas, através do deslizamento da haste.
Cone de dimensionamento – Basta colocar o anel a ser substituído no cone para verificar a dimensão.
O-Sizer – ë uma fita métrica especial para medir o diâmetro interno (ID) dos anéis de vedação. Possui capacidade para grandes diâmetros.
Pi-Tape – São fitas de metal com alta precisão para medir o diâmetro interno (ID) dos anéis o-ring. As opções de capacidade variam de 2 a 60 polegadas.
Os passos corretos para medir um o-ring é medindo seu diâmetro interno (ID) e depois a seção transversal (CS). Para a seção transversal usa se um paquímetro ou até um micrômetro se for necessário alta precisão
Nos casos de diâmetros menores, recomenda se o uso do paquímetro para evitar erros.
Lembre se os anéis trabalham por amassamento e que medidas tomadas em anéis usados provavelmente serão menores que um anel novo. Existem calculadoras na internet (inglês) que calculam o percentual do amassamento. Uma vez determinado as dimensões de diâmetro interno (ID) e da seção (CS), pode se usar catálogos ou tabelas para a confirmação das medidas.
Exemplo para a especificação:
Diâmetro Interno: 126 mm
Seção: 5,4 mm
Groove largura: 7 mm (Groove = alojamento ou canal)
Consulte catálogo de fabricantes de retentores
No exemplo do catálogo abaixo, o anel seria o DL 2353 (ver Parker. 2-353).
As medidas deste catálogo são aplicáveis para os compostos a base de Nitrílica 70 Shore.
Observe que cada o`ring possui um numero de identificação de acordo com o fabricante. Exemplo 2309.(Parker).
Mas o que seria Nitrílica? E 70 Shore?
Borracha
Até a pouco tempo, quando todas as borrachas eram de origem natural, e as sintéticas começaram a ser exploradas, tornou-se prática normal referir-se aos materiais com propriedades físicas similares às da borracha natural, como borrachas ou borrachas sintéticas.
Elastômero
Mais formalmente um elastômero é um material que pode ser, ou tendo sido transformado para um estado exibindo pouca deformação plástica, recupera-se rápida e quase completamente de uma força externa deformante, uma vez esta eliminada. Tal material, antes de transformações é chamado matéria prima ou borracha crua. Quando o alto polímero é convertido (sem a adição de plastificantes ou outros diluentes), pelos meios apropriados a um estado essencialmente não plástico, e testado à temperatura ambiente (15 a 32°C), ele deve atender os seguintes requisitos para ser chamado de elastômero: 1. Não deve romper quando esticado a aproximadamente 100% . 2. Após esticado a 100% e mantido assim por 5 minutos quando relaxado, deve retornar ao seu comprimento original com variação não superior a 10%.
Dureza
Na indústria de vedações, o durômetro Shore A é o instrumento usado para determinar a dureza dos compostos de borracha.
A seguir damos uma breve descrição dos elastômeros básicos mais comuns na fabricação dos O’Rings
Nitrílica (Buna N) ou “NBR”
Devido a sua excelente resistência aos derivados de petróleo e a possibilidade de ser formulada para trabalho numa faixa de temperatura de – 54 à + 121°C, a Borracha Nitrílica é a mais utilizada nas aplicações industriais da atualidade. M u i – tas das normas militares para lubrificantes e combustíveis, especificam esse material como elastômero básico.
Estireno Butadieno (Buna S) ou “SBR”
Foi uma das primeiras borrachas sintéticas desenvolvidas, e por isso mesmo se procurou dar-lhe a mesma característica da borracha natural, tendo portanto propriedades semelhantes à borracha de seringueira. Nota: Praticamente em desuso.
Poliacrílico ou “ACM”
Este material é resistente aos óleos e combustíveis de Petróleo. É também inerte ao ataque do Ozônio, Oxida-ção e Luz Solar, combinando com resistência ao trinca-mento.
Fluorcarbono (Viton® Du’Pont) ou “FKM”
Devido ao largo espectro de sua compatibilidade química e gama de temperatura de trabalho, o fluor-carbono é o mais significante elastômero desenvolvido na história recente. Considera-se que ele trabalha em temperaturas que variam de -29 à +204°C, mas ele pode ser exposto a temperaturas de até +316°C por curto espaço de tempo. Em vedações estáticas ele tem sido utilizado em temperaturas de – 55°C.
Outros elastômeros:
Policloropreno (Neoprene® Du’Pont) ou “CR”
Etileno Propileno ou “EPDM”
Silicone ou “SI”
Fluorsilicone ou “FSI”
Situação de aprendizagem
As imagens acima foram coletadas de um conjunto redutor que trabalhou por determinado período (não se sabe o quanto). Este redutor foi desmontado, devido a problemas no elemento de vedação que esta permitindo a passagem de óleo.
As dimensões citadas no exemplo de especificação foram tomadas com o uso do paquímetro no anel O-ring.
Sendo você o mantenedor, procure identificar as inconsistências da especificação, os defeitos indicativos e cite a solução para este equipamento voltar a funcionar.
Ficha catalográfica:
Imagens:
DL Seals. Catálogo O-ring Standart, disponível em < https://www.dlseals.com.br/pdf/catalogo-o-rings-standart.pdf>. Acessado outubro de 2022
Yard y Garden Guru. Danco O-Ring Sizes Chart. March 17, 2022. Disponivel em < https://yardandgardenguru.com/danco-o-ring-sizes-chart/>. Acessado em maio de 2023.
Amazon. Cone de medição. Disponível em https://www.amazon.com/Parker-O-Ring-Sizing-Cone/dp/B002KLSDE2. Acessado em maio de 2023.
Amazon. Medidor deslizante. Disponível em https://m.media-amazon.com/images/I/71H9HU2OFlL._AC_UF1000,1000_QL80_.jpg. Acessado em maio de 2023.
Magazine Luiza. Compasso externo Gedore. Disponível em < https://www.magazineluiza.com.br/compasso-externo-gedore-250mm/p/jcje38kad0/fs/codm/>. Acessado em maio de 2023.
Polimax. O-Sizer. O-ring Measuring Tape. Disponível em <https://www.polymax.co.uk/o-rings/rubber-o-ring-kits/pi-tape>. Acessado em maio de 2023.
Newman tools. Pi tape. Disponível em < https://www.newmantools.com/gauge/ort.htm>. Acessado em maio de 2023.
BOYD. How To Measure An O-Ring. Secão transversal. Disponível em https://www.boydcorp.com/resources/resource-center/blog/how-to-measure-an-o-ring.html. Acessado em maio de 2023.
Durômetro. Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=v9lLN7bRujA> Acessado: nov.2022