Mecanismos de vedação de juntas
Vazamento é o fenômeno indesejado de mídia fluindo de dentro de um espaço finito para fora, ou de fora para dentro de um espaço finito. O vazamento ocorre quando o meio flui através da interface entre o espaço interno e externo, ou seja, a superfície de vedação. A causa raiz do vazamento é a existência de uma lacuna na superfície de contato, enquanto a diferença de pressão entre os dois lados da superfície de contato, a diferença de concentração é a força motriz do vazamento. Devido à forma da superfície de vedação e precisão de processamento e outros fatores, resultando na superfície de vedação não coincide exatamente, ou seja, haverá uma lacuna na superfície de vedação e, portanto, vazamento ocorre. Para reduzir o vazamento, é necessário maximizar o aninhamento das superfícies de contato, ou seja, reduzir a área da seção transversal do caminho do vazamento e aumentar a resistência ao vazamento para que seja maior que o impulso do vazamento. Uma carga compressiva aplicada à superfície de vedação pode produzir uma tensão compressiva que aumenta o grau de contato entre as superfícies de vedação e, quando a tensão aumenta o suficiente para causar deformação plástica significativa da superfície, a lacuna na superfície de vedação pode ser preenchida para obstruir o caminho do vazamento. O objetivo do uso de juntas é usar o material da junta sob a ação da carga compressiva é mais fácil de produzir características de deformação plástica, de modo que preencha a superfície de vedação do flange da pequena protuberância, de modo a obter vedação.
Em uma junta vedada por flange, a força da junta de compressão deforma o material da junta para preencher a micro folga entre as superfícies de vedação do flange.
Formas de vazamento em juntas seladas com gaxetas
Nas juntas seladas por flange, a junta é o principal elemento de vedação. No caso de juntas não metálicas, a ligação é selada apertando os parafusos, causando uma grande tensão de compressão na superfície de contacto entre a flange e a junta e no interior da junta, o que por um lado faz com que a superfície da junta se encaixe perfeitamente a superfície do flange e preenche o micro-gap na superfície do flange e, por outro lado, reduz a porosidade do material da junta, ou seja, reduz o canal de vazamento do fluido sendo selado. Como não é possível formar uma superfície ideal absolutamente lisa por qualquer método de processamento, nem é possível obter um encaixe completo entre as superfícies de vedação e um bloqueio completo dos poros da própria vedação, sempre existem pequenas lacunas ou canais entre as superfícies de vedação em contato umas com as outras e dentro da vedação. Como resultado, vazamentos são sempre inevitáveis para vedações de gaxeta. Quando um meio passa por uma conexão parafuso-flange a uma certa pressão, sempre há um vazamento no ponto de vedação. A análise desse fenômeno revela que o vazamento ocorre de duas formas, a saber, "vazamento de interface" e "vazamento de permeação".
1. Vazamento interfacial
Tensão de compressão insuficiente da gaxeta, superfície de vedação do flange áspera, deformação térmica, deformação mecânica e vibração do tubo podem causar vazamento devido ao ajuste inadequado entre a gaxeta e a superfície de vedação do flange. Além disso, juntas de flange em condições operacionais devido ao papel da temperatura, pressão, alongamento da deformação do parafuso, relaxamento da junta, resiliência, envelhecimento do material da junta, deterioração, etc. também causarão vazamento entre o flange e a superfície de vedação do flange. Este tipo de vazamento entre a junta e a superfície de vedação do flange é chamado de "vazamento de interface".
2. Vazamento de penetração
As juntas não metálicas são geralmente feitas de fibras vegetais, animais, minerais ou químicas ligadas à borracha ou feitas de materiais porosos, como grafite flexível. Devido à sua organização frouxa, baixa densidade e numerosos espaços minúsculos entre as fibras, é facilmente penetrado pelos meios, especialmente sob pressão, através dos poros internos do material. Este tipo de vazamento ocorre dentro do material da junta e é chamado de "vazamento por penetração".
