PAPELÃO HIDRÁULICO: O QUE É E PARA O QUE SERVE?

O papelão hidráulico é matéria-prima para confecção de juntas de vedação industrial. Este material, juntamente com o grafite e PTFE expandido, é classificado como macio pois possui alta compressibilidade em comparação com as juntas metálicas e semimetálicas. Está presente desde aplicações sem pressão como vedação de caixa de rolamentos até vedação de carcaça de grandes bombas de múltiplo estágio ou tubulações de média pressão.

O papelão hidráulico tem como elementos principais as fibras orgânicas (celulose, aramida, carbono, etc.) ou inorgânicas (mineral, vidro, metálicas e etc.) e elastômeros (NR, SBR, NBR ou CSM). A combinação desses elementos confere as características físicas e químicas as juntas de vedação.

Processo de produção do papelão hidráulico

A partir da mistura de fibras, elastômeros e outros materiais, é produzida uma massa viscosa. Essa massa, por sua vez, passa pelo processo de calandragem a quente que irá definir espessura, largura e comprimento e também irá conferir as características do material. A massa, que é rica em elastômero, é vulcanizada neste processo criando uma folha firme e densa.

A função de cada componente do papelão hidráulico

Para que um papelão hidráulico seja eficaz na função de vedação, é determinante a eficácia de cada um de seus componentes. São eles:

Fibras orgânicas ou inorgânicas: são responsáveis pela resistência mecânica e térmica do modelo de papelão hidráulico. Vejam algumas fibras:

• Aramida: Confere resistência ao papelão hidráulico.
• Grafite/ carbono: Utilizado para incrementar a resistência a temperatura ou melhorar suas propriedades antiaderentes.
• Celulose: Aplicado em condições de baixa criticidade ou em processos de curto período de operação / testes hidrostáticos.

Elastômeros: os elastômeros têm a função atribuir ao material elasticidade e resistência química.

• NR: é a borracha natural e possui elevada resiliência e aderência eficaz aos metais
• SBR: a borracha de butadieno estireno é sem dúvida a borracha sintética mais difundida no mundo. Apresentam uma melhor resistência à abrasão do que a borracha natural (NR), assim como uma melhor resistência a altas temperaturas (100ºC) e ao envelhecimento.
• NBR: A borracha nitrílica pertence à classe das borrachas especiais resistentes ao óleo e é um copolímero de butadieno e acrilonitrilo. Devido ao seu preço, o NBR é usado em aplicações onde, para além de boas propriedades mecânicas e/ou boa resistência à fadiga dinâmica, é também exigida boa resistência ao inchamento em óleo e/ou em gasolina, boa resistência ao envelhecimento por calor e à abrasão.

Papelão Hidráulico e o Amianto

Também conhecido como fibra de asbestos, o amianto é composto por uma fibra mineral e impressiona por sua flexibilidade, alta resistência a temperaturas, durabilidade, resistência ao ataques químicos e qualidade de estanqueidade.

Por ser uma matéria-prima de baixo custo, a utilização em obras de construções e indústrias ampliou-se ao longo dos anos. Devido a essas propriedades, o amianto era um dos principais componentes do papelão hidráulico.

Entretanto, inúmeros registros de contaminação por amianto, evoluindo para doenças graves (como câncer) e a consequente morte, foram se espalhando pelo mundo, o que ascendeu um alerta as Organizações de Saúde.

Após comprovadas as contaminações, o amianto foi, pouco a pouco, sendo proibido ou teve sua utilização restrita, na maioria dos países. No Brasil, desde novembro de 2017, a comercialização e uso do material são proibidos.

Assim, os produtores de papelões hidráulicos se viram obrigados a encontrar outros componentes que pudesse substituir o amianto considerando as mesmas propriedades, porém, não nocivos à saúde.

Como identificar o papelão hidráulico correto para cada aplicação

Em processos industriais não é raro que ocorram vazamentos entre as junções das tubulações, de linhas de produção e equipamentos em geral. Esse problema tem como consequência, além de paradas não programadas para manutenção e atrasos em entregas, também o grave risco de acidentes de trabalho. Outros fatores bastante relevantes são a contaminação do ambiente e perda de fluidos por vazamento que muitas vezes são matéria prima ou produto final.

Infortúnios como estes ocorrem devido a instalações que não seguem as boas práticas, fim da vida útil da vedação ou mesmo por utilização de produto inadequado em determinada aplicação.

Para mitigar esses problemas, algumas precauções devem ser tomadas ao selecionar o material de vedação:

• Tipo de equipamento: Para saber o material que deve ser aplicado, é necessário indicar onde o problema ocorre, pois cada equipamento tem um tipo de material de vedação adequado à sua aplicação;

• Fluido: Corrosões e outras reações químicas ocorrem quando não há compatibilidade entre os elementos presentes no sistema, portanto indicar o fluido que passará entre a vedação é fator imprescindível para determinar o material a ser aplicado. Para cada tipo de fluido, seja líquido ou gasoso, existe um tipo de vedação;

• Temperatura: Os riscos dentro do sistema de vedação devem sempre ser analisados. Por este motivo, atentar-se a temperatura em que o fluido está operando é imprescindível, uma vez que o material de vedação aplicado deve suportar a temperatura de trabalho ea escolha deve ser mais prudente conforme mais elevada for a temperatura do fluido;

• Pressão: Considerando que quanto mais elevada for à pressão do fluido, maior será a possibilidade de ejeção da junta, é primordial que, para a aplicação de materiais de vedação, seja indicada a pressão do fluido para que então, seja indicado um material com a resistência pertinente.

• União Flangeada: A correta harmonia e confiabilidade de que a junta irá ter uma longa vida útil se dá também pela verificação dos seguintes itens:

• Flange: ao se identificar que a aplicação se dá em flange frágil (vitrificado, com parede muito fina, ou de fibra de vidro reforçado por plástico) a Klinger deverá ser informada o limite de torque que o elemento possui.

• Parafusos/Tirantes/Prisioneiros, porcas e arruelas: Em par com a junta são o coração da vedação e responsáveis por manter um flange contra o outro mantendo a compressão na junta. A troca regular destes elementos é necessária já que estão sujeitos a grandes esforços mecânicos. Seu material e grau são importantes para determinarmos o torque com que a junta será instalada.

TIPOS DE MATERIAIS DE VEDAÇÃO

Papelão Hidráulico: são materiais compostos a base de fibras, elastômeros e aditivos, cuja principal função é a fabricação de juntas de vedação aplicadas em diversos segmentos industriais. As juntas de vedação de papelão hidráulico são utilizadas em processos de baixa a média criticidade, ou seja com temperatura e pressões de baixa a média intensidade. As juntas macias mais utilizadas na indústria são:

• C-4201: Material de vedação com fibra de aramida e borracha NBR. Indicado para aplicações gerais com temperaturas e pressões moderadas. Compatível com óleo, solvente, água, vapor com baixa temperatura e outros produtos químicos em geral;
• C-4430: Material de vedação composto por fibra de vidro com borracha NBR. Este material tem uso universal com alto desempenho e excelente retenção de carga. Resistente à água, vapor, óleos, gases, soluções salinas, combustíveis, álcoois, ácidos moderados orgânicos e inorgânicos, hidrocarbonetos, lubrificantes e refrigerantes, é indicado para utilização em água, vapor, óleos, hidrocarbonetos, solventes e gases refrigerantes;
• C-4500: Material de vedação com alto desempenho, projetado para ser utilizado na indústria química. Material com fibra de carbono e borracha NBR;
• C-8200: Material de vedação com fibra de vidro e borracha Hypalon. Ótimo desempenho para utilização em meios ácidos, sendo uma alternativa para vedações em PTFE. Resistente a uma ampla variedade de fluidos ácidos.