O anel de vedação custa pouco, mas sua falha para o cilindro hidráulico, elimina a pressão no cilindro e encharca o nó com óleo. Quando o anel de borracha endurece, racha e começa a vazar a cada poucos meses, o pessoal de manutenção o troca repetidamente, e a linha fica parada. Os anéis de poliuretano TIMOL têm resistência ao desgaste várias vezes superior à borracha padrão, mantêm a pressão sem deformação residual e trabalham na faixa de -60 a +100 °C. A seguir, analisamos onde exatamente esses anéis trabalham, em que superam borracha, silicone e PTFE, como selecionar a dureza e encomendar a fabricação por desenho.
Onde são aplicados os anéis de poliuretano
Os anéis de poliuretano estão onde são necessários estanqueidade sob pressão e resistência ao atrito ao mesmo tempo. São vedações de cilindros hidráulicos e pneumáticos, válvulas de bloqueio, conexões flangeadas de tubulações, grupos de haste e pistão, nós que trabalham em água, óleo e soluções fracamente agressivas. O anel pressiona as superfícies e garante contato firme, e a elasticidade do poliuretano compensa microirregularidades e batimentos.
Em nós móveis, o anel sofre atrito contínuo contra a haste ou o cilindro. É aqui que o poliuretano mais vence a borracha: pelo abrasamento pela DIN 53516, o poliuretano perde 38-39 mm³, enquanto na borracha SBR esse indicador chega a 100 a 200 mm³, ou seja, a borracha se desgasta várias vezes mais rapidamente pelo mesmo curso da haste. Em conexões estáticas, o anel funciona como gaxeta de vedação, e aqui é importante a capacidade do material de manter a forma sob compressão prolongada sem deformação residual.
A tecnologia de vazamento livre permite fabricar o anel de qualquer seção: circular, retangular, oval, com chanfro ou perfil complexo para o encaixe específico. Bitolas típicas e fabricação por desenho estão no catálogo de produtos de poliuretano.
Por que o poliuretano supera borracha, silicone e PTFE
O poliuretano combina resistência ao desgaste, resistência e elasticidade numa proporção inatingível para os materiais clássicos de vedação. A borracha é estanque, mas se desgasta rapidamente e envelhece; o PTFE é quimicamente inerte, mas tem baixa resistência ao desgaste; o silicone suporta temperatura, mas é fraco ao rasgamento. O poliuretano fecha todas as três fraquezas de uma vez.
Comparado à borracha NBR (abrasamento 80 a 150 mm³) e SBR (100 a 200 mm³), o poliuretano perde no ensaio abrasivo apenas 38-39 mm³. A resistência à tração do poliuretano é de 39-87 MPa contra 10 a 25 MPa da borracha nitrílica, portanto o anel não rasga nas bordas e mantém melhor o contato. A borracha de silicone cobre ampla faixa de temperatura, mas seu abrasamento é de 150 a 350 mm³ e sua resistência à tração é de apenas 5 a 12 MPa, portanto como vedação de trabalho sob pressão ela não compete. O PTFE tem atrito mínimo e inércia química, porém seu abrasamento é de 200 a 500 mm³ e a tendência ao fluimento sob carga o torna mais adequado para anéis de deslizamento antifrição que para vedações carregadas.
Outra vantagem do poliuretano é a memória mecânica. Após a retirada da pressão, o material retorna à forma original, enquanto a borracha ao longo do tempo apresenta deformação residual e deixa de vedar. Isso prolonga diretamente o intervalo entre reparos.
Tabela comparativa de materiais para anéis de vedação
| Material | Abrasamento DIN 53516, mm³ | Temp. trabalho, °C | Dureza | Resist. à tração, MPa | Elasticidade de retorno, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretano TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Borracha NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A a 90A | 10-25 | 20-45 |
| Borracha SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A a 80A | 8-20 | 30-55 |
| Borracha de silicone | 150-350 | -60…+230 | 20A a 80A | 5-12 | 40-65 |
| PTFE (fluoroplástico) | 200-500 | -200…+260 | 50D a 65D | 15-35 | n/d |
A tabela mostra por que em vedações móveis carregadas o poliuretano não tem igual entre os elastômeros: o menor abrasamento (38-39 mm³) combina-se com a maior resistência à tração (39-87 MPa). Silicone e PTFE vencem apenas na faixa de temperatura, portanto são escolhidos estritamente para condições termicamente agressivas ou quimicamente agressivas onde o desgaste não é determinante.
Conselho do engenheiro: para vedações móveis de cilindros hidráulicos, tome dureza próxima ao limite superior da faixa (65 a 70 Shore D para hastes carregadas), para que o anel não seja extrudado para o gap sob alta pressão. Para anéis de vedação estáticos onde é necessário compensar a irregularidade do flange, escolha classes mais macias na zona de 70 a 90 Shore A. E sempre verifique o raio da seção e a largura da ranhura antes de encomendar: o anel deve preencher o encaixe sem compressão excessiva.
Como selecionar o anel para o nó específico
A seleção começa pela geometria do encaixe. Para anel de seção circular, são necessários os diâmetros interno e externo, o raio da seção e as dimensões da ranhura. Para anéis retangulares e perfilados, é necessário o desenho do perfil. Essas dimensões determinam o contato e a estanqueidade da conexão.
A seguir, avaliam-se as condições de trabalho. A pressão de trabalho e a velocidade de movimento da haste determinam a dureza: quanto maior a pressão, mais rígido o anel necessário para evitar a extrusão para o gap. A temperatura do meio deve estar na faixa de -60 a +100 °C, na qual o poliuretano mantém a elasticidade e não se torna frágil. O tipo de meio, ou seja, óleo, água, ácido fraco ou solução salina, influencia a escolha da formulação do polímero.
A montagem é considerada separadamente. O anel é instalado na ranhura ou na superfície de encaixe com o contato recomendado, sem torção nem dano às bordas. O chanfro correto na entrada do cilindro e a superfície limpa sem rebarbas prolongam o recurso da vedação. As recomendações técnicas sobre seleção e montagem estão na seção informações de referência.
Fabricação de anéis de poliuretano por tamanho
Anéis de bitolas não padrão são fabricados por vazamento livre em molde de acordo com o desenho ou amostra do cliente. Primeiro, acordam-se a geometria da seção, a dureza e a formulação para o meio; depois, fabrica-se o ferramental e o poliuretano é fundido. A polimerização ocorre em temperatura controlada, após o que o produto é verificado por conformidade dimensional.
Essa abordagem permite reproduzir até um anel retirado de produção ou importado, para o qual é difícil encontrar substituto. Basta fornecer a amostra ou o anel antigo para medição. O volume de pedido é flexível: desde uma peça para reparo urgente até lotes em série para manutenção planejada do parque de equipamentos.
Para encomendar anéis para o seu nó ou obter consulta sobre seleção de dureza e material, entre em contato pelos contatos da fábrica TIMOL. Os engenheiros ajudarão a selecionar o perfil, calcular o contato e organizar a fabricação para os seus requisitos.