Peças de reposição para pequenos cilindros de mergulho | Válvulas, anéis, vedações

Para a segurança do cilindro, use O-rings de borracha fluorada de 90 Shore classificados para alta pressão de 300 bar. Faça uma inspeção profissional do cilindro uma vez por ano e substitua todas as vedações a cada 2 anos. As peças de reposição devem estar em conformidade com a norma EN144 e ser compatíveis com conexões DIN e Yoke para garantir um desempenho seguro da respiração.

Válvulas

Yoke e DIN

Fileiras de cilindros de alta pressão ocupam as prateleiras de uma loja de mergulho. Na parte superior, as válvulas metálicas de saída se dividem em dois tipos distintos. Em um tipo, a superfície superior é plana, com um rebaixo redondo de cerca de 15 mm de diâmetro no centro. No outro, a parte superior tem uma abertura profunda com rosca interna. Medindo com um paquímetro, o diâmetro interno chega exatamente a 21 mm. O primeiro tipo é chamado Yoke, e o segundo é DIN.

Uma conexão Yoke se parece com um grampo metálico em forma de ferradura. Ela depende de um grande parafuso com volante de plástico na parte traseira para se prender firmemente à válvula do cilindro. A força de vedação vem inteiramente da pressão aplicada pelo pulso, e seu limite de operação chega no máximo a 232 Bar. Se um operador da estação de recarga acidentalmente elevar a pressão acima de 250 Bar, o grampo de latão fundido pode se deformar para fora em cerca de 0,1 mm, embora a deformação seja invisível a olho nu.

O O-ring de vedação preto tamanho 014 fica em grande parte exposto no sulco da face da conexão Yoke. Em um barco balançando com mar agitado, enquanto se equipa com uma roupa de neoprene, o cilindro pode bater contra um peso de chumbo de 2 kg próximo. A borda exposta do O-ring pode ser facilmente danificada. A 20 metros de profundidade, onde a pressão chega a 3 ATA, esse corte começará a liberar um fluxo de bolhas.

Coloque os dois lado a lado em uma tabela, e a diferença fica evidente:

Tipo de conexão	Estrutura interna	Posição do O-ring	Pressão máxima	Resistência ao impacto
Yoke (grampo A)	Sem rosca interna; preso por um grampo metálico externo	Exposto na face metálica na parte superior da válvula do cilindro	232 Bar	A estrutura metálica externa pode se esticar ou deformar quando atingida
DIN (versão de 200 Bar)	5 roscas internas de metal cortadas na abertura	Recuado bem para dentro da conexão do regulador	232 Bar	As roscas ficam protegidas internamente e resistem bem a impactos laterais
DIN (versão de 300 Bar)	7 roscas internas mais profundas cortadas na abertura	Recuado bem para dentro da conexão do regulador	300 Bar	Muito improvável que vaze mesmo sob pressão extrema ou forte impacto

A DIN elimina o grampo externo volumoso. O mergulhador rosqueia diretamente a haste metálica do primeiro estágio do regulador na abertura da válvula. As saídas DIN vendidas no mercado vêm em duas versões: a versão de 5 roscas é usada em cilindros de ar comprimido padrão classificados para 200 a 232 Bar, enquanto um cilindro de 15 litros cheio a 300 Bar para mergulho profundo em naufrágios exige a versão reforçada de 7 roscas.

O O-ring mais espesso, tamanho 112, usado com DIN fica enterrado dentro de paredes metálicas espessas. Se o cilindro cair de meio metro da carroceria de uma caminhonete sobre o concreto, um arranhão de 1 mm na carcaça de latão não chegará nem perto do O-ring interno. Mesmo que um mergulhador seja arremessado contra uma rocha de recife por uma correnteza de 0,5 m/s, o O-ring protegido não se deslocará nem mesmo 0,01 mm.

Os fabricantes de equipamentos também produzem versões híbridas com um inserto removível. Logo que sai da caixa, a conexão de latão parece uma válvula Yoke, com um disco prateado rebaixado no centro que, na verdade, é um tampão removível. Insira uma chave Allen de 8 mm e gire no sentido anti-horário com aproximadamente 20 Nm de torque, e o inserto metálico de 45 gramas sairá facilmente.

Remova esse inserto, e a face plana se transforma instantaneamente em uma conexão DIN padrão de 5 roscas, rebaixada. Se você estiver alugando um barco em um destino insular tropical e usando cilindros Yoke mais antigos, há alguns pequenos detalhes que vale a pena verificar antes de vestir uma roupa de neoprene de 5 mm:

• Pressione o anel O-ring preto na ranhura com a unha para verificar se ele ainda está macio o suficiente

• Verifique se a superfície de vedação prateada apresenta alguma marca maior que 1 mm

• Verifique se o volante aperta suavemente ou prende de maneira irregular

• Depois de abrir a válvula, segure-a perto do ouvido por 5 segundos e ouça se há algum vazamento com chiado

Manutenção de rotina

O tanque de enxágue de uma loja de mergulho geralmente fica entre 25°C e 30°C, com areia e protetor solar flutuando na água. Se uma válvula de cilindro ficar de molho por mais de 10 minutos, minúsculas partículas de sal de 0,02 mm podem penetrar nas folgas das roscas de latão. Antes de remover o regulador, use primeiro uma pistola de ar a 15 PSI para soprar toda a água do mar para longe da conexão. Em seguida, seque cada gota da carcaça metálica com uma toalha de microfibra que não solte fiapos.

Ao enxaguar com uma mangueira, mantenha a pressão da água abaixo de 30 PSI. Deixe o jato se espalhar pela parte externa da válvula, em vez de atingir diretamente a saída ou a abertura do disco de ruptura. Há uma estreita folga de 0,5 mm sob o volante da válvula que retém sal com facilidade. Durante o enxágue, abra e feche o volante manualmente três vezes para remover os resíduos da sede de PTFE abaixo dele.

• Use uma escova macia de cerdas de javali para limpar a abertura DIN de 5 ou 7 roscas

• Use um cotonete desengordurado para absorver as poucas gotas de água acumuladas no rebaixo Yoke

• Inspecione a arruela de plástico preta de 1 mm sob o volante

• Sopre ar frio sobre a superfície da válvula com um secador de cabelo por três minutos

Se um cilindro for deixado no porta-malas fechado de um carro, a temperatura pode facilmente subir acima de 40°C. O cilindro deve ser armazenado com 15 a 25 Bar de pressão residual, para que a pressão interna positiva impeça a entrada de ar úmido. Se ele for completamente esvaziado, a umidade entrará, e as peças de latão podem começar a apresentar corrosão verde em menos de 60 dias.

A conexão Yoke usa um anel de vedação externo preto conhecido pelo código de tamanho de fábrica 014. Para mergulho comum com ar comprimido, um anel de vedação de nitrila com dureza Shore 90A é suficiente. Para cilindros de nitrox com maior teor de oxigênio, ele deve ser substituído por um anel de vedação de borracha fluorada com a mesma dureza.

• Pequenas rachaduras semelhantes a teias de aranha aparecendo na superfície de um anel de vedação de nitrila

• Um anel de vedação de borracha fluorada que parece seco e áspero, com quase nenhuma elasticidade quando esticado

• Um anel de vedação antes redondo, achatado em uma forma oval pela compressão prolongada

• Um som seco de raspagem toda vez que o regulador é apertado no lugar

Se quiser remover um anel de vedação antigo, use uma ferramenta de latão com a ponta cuidadosamente arredondada. Fazer alavanca com uma chave de fenda de aço inoxidável com dureza HRC 50 riscará a sede de latão macio e deixará uma ranhura com cerca de 0,1 mm de profundidade. A 200 Bar, o ar de alta pressão que escapar por esse risco poderá vazar cerca de 1 litro por minuto debaixo d'água.

Antes de instalar um novo anel de vedação, aplique uma quantidade de lubrificante especial do tamanho de uma ervilha, cerca de 0,05 gramas. Esfregue-o entre as pontas de dois dedos até que não restem estrias brancas visíveis. Nunca use graxa de silicone comum em cilindros com alta concentração de oxigênio. Quando a concentração de oxigênio ultrapassa 40%, o contato com graxa de silicone pode causar ignição ou explosão mesmo à temperatura ambiente normal.

Os técnicos de manutenção usam um lubrificante sintético de PFPE, geralmente Christo-Lube MCG 111 ou Tribolube 71. Ele é excepcionalmente estável e permanece escorregadio de -40°C até 260°C. Se a válvula começar a ficar rígida e difícil de girar manualmente, o lubrificante nas roscas da haste da válvula provavelmente já se desgastou.

Após cerca de 50 mergulhos e 50 horas de fluxo de gás de alta pressão, a maior parte desse lubrificante foi removida pela umidade. Se o mecanismo estiver seco e você forçar o volante com mais de 5 Nm de torque, a sede de alta pressão de PTFE abaixo pode rachar instantaneamente.

A revisão geral anual deve ser realizada por um técnico com certificação ASSET. Ele prende o cilindro em uma morsa, usa uma chave de boca de 28 mm e aplica um torque de 65 Nm para remover o corpo da válvula. Vire-o; por baixo, há um tubo de 40 mm com um furo interno de 5 mm.

• Ajuste o limpador ultrassônico para 40 kHz

• Encha com vinagre branco industrial diluído na proporção de 10:1 com água doce

• Aqueça a solução a 50°C e limpe as peças por 12 minutos

• Remova tudo e seque completamente com ar comprimido de alta pressão, sem óleo

O antigo tubo de latão usado dentro da válvula agora foi substituído por plástico HDPE. Ao mergulhar com a cabeça para baixo, esse tubo ajuda a impedir que partículas de ferrugem do fundo do cilindro sejam levadas pelo fluxo de ar até a sua boca. A instalação de um novo disco de ruptura é um trabalho delicado, pois o disco de cobre interno tem apenas 0,08 mm de espessura.

O disco de ruptura deve ser apertado com uma chave de torque calibrada no último ano. O torque deve permanecer entre 100 e 110 in-lbs. Torque insuficiente fará com que o gás sob alta pressão vaze lentamente; torque excessivo deformará o fino disco de cobre, tornando insegura a configuração original de ruptura a 315 Bar.

Antes de reinstalar a válvula no gargalo do cilindro, inspecione as roscas 3/4-14 NPSM sob ampliação para garantir que a superfície esteja lisa. Instale um anel de vedação O-ring novo, tamanho 214, e aplique 0,1 grama de lubrificante. Aperte-o com uma chave grande ajustada para 50 ft-lbs, aproximadamente 68 Nm, para que a superfície metálica de vedação final fique totalmente segura.

Anéis

Propriedades do material

Pegue um anel de vedação comum de borracha nitrílica preta (NBR) e cheire-o de perto: ele tem um leve odor semelhante ao de um pneu de carro. Suas ligações internas de carbono e enxofre permanecem estáveis no ar comprimido comum, onde o teor de oxigênio é de apenas 21%. Mesmo que seja usado diariamente em água do mar durante um ano inteiro, a superfície ainda não desenvolverá sequer uma rachadura fina como um fio de cabelo.

Quando a concentração de oxigênio no cilindro ultrapassa 40%, tudo muda. Moléculas de oxigênio altamente concentradas agem como bisturis microscópicos, rompendo agressivamente as cadeias de carbono dentro da borracha nitrílica. Um anel de NBR preto que normalmente poderia resistir a 100 mergulhos em ar comum começará a desenvolver um inchaço químico semelhante a bolhas na superfície em menos de 48 horas em gás enriquecido com oxigênio.

Quando você aluga um cilindro de nitrox em uma loja de mergulho, ele geralmente é preenchido com gás enriquecido com oxigênio a 32% ou até 36%. Durante a manutenção anual desses cilindros, os técnicos nem sequer tocam em um anel de NBR preto. Depois que a válvula de latão é limpa, eles substituem tudo por componentes de borracha fluorada (Viton) marrons ou verdes.

“Os átomos de flúor na borracha fluorada funcionam como uma camada antichamas integrada ao redor da borracha. Não importa quantas moléculas de oxigênio você lance contra ela, elas não conseguem atravessar essa carapaça protetora.”

Coloque um componente de Viton em uma válvula de cilindro preenchida com oxigênio 100% puro e, mesmo sob o calor do verão a 60°C, ele ainda mantém sua elasticidade original. Coloque borracha nitrílica no mesmo ambiente de oxigênio puro sob alta pressão por dez minutos, e a menor faísca de fricção provocada pelo contato com metal pode desencadear uma explosão extremamente violenta a 200 Bar.

A borracha fluorada é extremamente resistente à ignição e à exposição ao oxigênio, mas em águas frias e profundas revela uma grande fraqueza: ela endurece drasticamente. Quando um mergulhador desce a 40 metros e a temperatura da água ao redor cai para 4°C, o Viton se torna quase rígido. Depois de ser comprimido até ficar achatado entre peças de latão, pode levar dois segundos inteiros para recuperar lentamente seu formato redondo original.

Nem a borracha nitrílica nem a borracha fluorada oferecem resistência ao desgaste especialmente alta, com a resistência à tração chegando no máximo a cerca de 15 MPa. Se qualquer uma delas for instalada no eixo giratório na parte superior de uma válvula de cilindro, onde os mergulhadores a abrem e fecham manualmente todos os dias, partículas de desgaste do latão a desgastarão e causarão vazamentos em menos de três meses. É aí que entra o poliuretano translúcido (PU).

O poliuretano tem uma resistência à tração notavelmente alta. Meça um anel O-ring com a mesma seção transversal de 1,78 mm, prenda-o em um equipamento de teste, e o PU suportará mais de 35 MPa de força, alongando-se até ficar comprido e fino sem se romper. Nos cilindros de aluguel mais utilizados de uma loja de mergulho, que podem ser abertos e fechados sete ou oito vezes por dia por pessoas diferentes, esse pequeno anel de PU é o que mantém as roscas de latão vedadas.

Material	Cor visível	Resistência à tração	Compatibilidade com oxigênio	Resposta em água fria
Borracha nitrílica	Preto sólido	15 MPa	21% (ar padrão)	Rápido, retorna à forma em 0,1 segundo
Borracha fluorada	Marrom ou verde	14 MPa	100% (oxigênio puro)	Lento, endurece bastante no frio
Poliuretano	Translúcido com tonalidade amarelada	35 MPa	21% (ar padrão)	Extremamente rápido, muito difícil de rasgar

O poliuretano é temperamental à sua maneira e se deteriora em condições quentes e úmidas de armazenamento. Se uma caixa plástica cheia de peças sobressalentes de PU ficar por dois anos em um galpão apertado à beira-mar, a 30°C e com 80% de umidade, sua estrutura molecular compacta terá sido silenciosamente degradada pela umidade do ar.

Aperte um deles delicadamente com os dedos, e o anel translúcido antes resistente se esfarelará como um biscoito ressecado demais. Técnicos experientes aprenderam essa lição há muito tempo. Eles selam as peças sobressalentes de PU em sacos de folha metálica a vácuo e adicionam dois sachês de 5 gramas de dessecante industrial.

• A borracha nitrílica continua utilizável até -30°C, o que a torna especialmente útil para mergulhos no gelo em lagos congelados no inverno.

• A borracha fluorada suporta temperaturas de até 200°C, o que a torna ideal para o calor intenso produzido pelo atrito do oxigênio puro sob alta pressão.

• O poliuretano é 4 a 5 vezes mais resistente ao desgaste do que a borracha comum em areia e água salgada, por isso é usado com frequência em eixos que giram constantemente.

Códigos de tamanhos padrão

Pegue um punhado de anéis O-ring pretos e, apenas a olho nu, você realmente não consegue dizer quais são mais grossos ou mais finos. Técnicos de equipamentos de mergulho nunca adivinham os tamanhos. Fabricantes do mundo todo seguem a tabela de tamanhos AS568, originalmente desenvolvida para uso aeroespacial nos Estados Unidos.

O código de três dígitos impresso na embalagem determina se o anel assentará corretamente no componente de latão. A primeira parte identifica a espessura da seção transversal, e a parte seguinte identifica o diâmetro interno. Esse sistema de dimensionamento industrial fixa as dimensões em centésimos de milímetro.

Considere a conexão do regulador Yoke que os mergulhadores manuseiam todos os dias. Ela deve ser equipada com um anel O marcado -014Medido com paquímetro, seu diâmetro interno é exatamente 12.42 mm, e sua seção transversal é fixada em 1.78 mm.

Se você tentar economizar e instalar algum anel de loja de ferragens sem marca, com diâmetro interno de 12.00 mm, a espessura pode parecer apenas 0.1 mm diferente. Mas, a 232 Bar, o ar comprimido passará violentamente por essa minúscula folga de 0.1 mm e produzirá um vazamento agudo.

As válvulas de cilindro DIN comumente encontradas na Europa usam uma ranhura mais profunda e larga e suportam uma pressão maior. É por isso que os técnicos selecionam o anel mais espesso, marcado -112, na caixa de peças.

Os anéis O da série -100 são muito mais espessos que os da série -000. Sua seção transversal medida é de 2.62 mm, o que os faz parecer robustos nas roscas de latão e permite que preencham uma folga metálica muito mais larga.

Código de tamanho	Seção transversal (mm)	Diâmetro interno (mm)	Aplicação típica em mergulho	Tolerância de folga permitida
-003	1.78 ±0.08	1.42 ±0.10	Mangueira de SPG de alta pressão	0.05 mm
-011	1.78 ±0.08	7.65 ±0.13	Porta de saída do regulador	0.08 mm
-014	1.78 ±0.08	12.42 ±0.13	Conexão de cilindro Yoke	0.10 mm
-112	2.62 ±0.08	12.37 ±0.13	Dentro de uma conexão de cilindro DIN	0.12 mm
-214	3.53 ±0.10	24.99 ±0.15	Rosca do gargalo do cilindro de 3/4"	0.15 mm

Onde a rosca do gargalo do cilindro se encaixa no corpo metálico da válvula, a força para fora sobre as roscas de latão é enorme. Essa junta usa o anel O maior, -214. Sua seção transversal aumenta para 3.53 mm, e seu diâmetro interno é próximo de 25 mm.

Comprimido firmemente sob a rosca de latão de 3/4 de polegada, esse anel espesso consegue conter com segurança cerca de 300 quilogramas de força para fora. Mesmo depois de um cilindro totalmente carregado permanecer por três meses, o anel ainda pode continuar sob forte tensão na ranhura.

Dentro da conexão entre o manômetro submersível e sua mangueira há um eixo metálico fino, aproximadamente tão estreito quanto metade de um palito de dente. Cada extremidade desse eixo usa um minúsculo anel O -003.

Seu diâmetro interno é de apenas 1.42 mm e, depois de instalado no eixo de latão, ele se estica para fora cerca de 3%. Cada vez que um mergulhador conecta ou remove o SPG para testar a pressão, esse anel -003 roça dezenas de vezes contra a parede interna do tubo metálico.

Se você comprar a peça errada e instalar algum substituto industrial apenas 0.1 mm mais espesso, o eixo não caberá mais na abertura do corpo do manômetro. Force-o com um alicate, e as delicadas roscas de latão dentro do manômetro serão destruídas na hora.

• Limite de tolerância industrial: os anéis O AS568 de grau para mergulho são inspecionados com muito rigor, e a tolerância da seção transversal não pode exceder 0.08 mm.

• Proporção de alongamento incorreta: se você forçar um anel -011 com diâmetro interno de 7.65 mm sobre uma conexão metálica de 9 mm, a seção transversal esticada ficará mais fina e sua vida útil sob compressão cairá 60%.

• Danos por compressão: substituir um anel de 1,78 mm por um substituto barato de 2,0 mm deixa 0,22 mm adicionais de borracha sem espaço para onde ir, e apertar a conexão pode rachar as roscas de latão.

Anéis de vedação métricos comuns de oficinas de reparo automotivo, jogados em caixas plásticas e separados de forma imprecisa por espessura aproximada, não são adequados à pressão extrema dos cilindros de mergulho. Uma embalagem marcada como diâmetro interno de 12 mm e seção transversal de 1,8 mm pode parecer próxima o suficiente.

Mas ela ainda está 0,42 mm fora do tamanho padrão de 12,42×1,78 mm. A 200 Bar, o ar de alta pressão é centenas de vezes mais agressivo que a água do mar para encontrar caminhos de fuga, e uma borracha comum não consegue resistir a esse tipo de intrusão.

Essa minúscula diferença física de 0,42 mm é suficiente para esvaziar um cilindro inteiro de 12 litros em apenas dois minutos. A 30 metros de profundidade, até mesmo uma bolha do tamanho de um grão de soja escapando pela válvula é suficiente para deixar um mergulhador imediatamente inquieto.

Dureza e compressão

Um cilindro de mergulho cheio a 232 Bar exerce cerca de 350 quilogramas de força para fora sobre as roscas do gargalo de 3/4 de polegada. Sob esse tipo de pressão, a borracha deixa de se comportar como um sólido. Ela se comporta mais como um material extremamente viscoso, que vai penetrar em qualquer folga disponível.

“No momento em que você abre lentamente uma válvula de cilindro, o fluxo de ar de alta pressão se choca contra as folgas invisíveis entre as conexões de latão em apenas 0,2 segundos.”

A propriedade que indica se essa borracha consegue resistir à pressão é a dureza Shore A. Em equipamentos de mergulho, os valores mais comuns são 70A e 90A. Um anel 70A parece macio e elástico. Se você pressionar a unha contra um anel 90A, ele parecerá quase plástico rígido.

Quando 3000 PSI pressionam a borracha 70A, ela começa a ser forçada para dentro da folga metálica entre a válvula do cilindro e o regulador. Se a folga entre as peças de latão for de apenas 0,15 mm, a borda da borracha mais macia pode ser extrudada para dentro dela e cortada.

• Um material 70A ainda mantém uma forma razoavelmente redonda a 100 Bar, mas, quando a pressão ultrapassa 150 Bar, cerca de 8% da borracha pode ser forçada para dentro da folga.

• Um material 90A normalmente oferece cerca de 15 MPa de resistência à tração e permanece estável mesmo sob carga contínua a 232 Bar.

• Se a folga da conexão aumentar apenas 0,05 mm, a força de corte causada pela alta pressão aumentará várias vezes.

“Se um anel macio 70A for instalado em um regulador DIN de 300 Bar, a alta pressão vai espremê-lo como pasta de dente.”

A temperatura da água também altera o comportamento de borrachas macias ou duras. Em água fria a 4°C, um anel de nitrila 70A enrijece o suficiente para apresentar uma medição mais próxima de 75A. O Viton 90A retorna mais lentamente à sua forma original em água fria, portanto a instalação precisa permitir de 15% a 20% a mais de compressão para que ele assente corretamente com o tempo.

O anel AS568-214 no pescoço do cilindro é uma vedação estática. Depois que o cilindro é preenchido, um anel 90A precisa permanecer na ranhura e conter silenciosamente 200 Bar por meses seguidos. Um anel 70A mantido sob essa carga pelo mesmo período ficará permanentemente achatado e nunca voltará à sua forma original.

As peças móveis dentro de uma válvula de cilindro estão em atrito constante. Sempre que um mergulhador abre ou fecha o cilindro, a borracha roça diretamente contra a superfície de latão. Um anel de poliuretano 90A pode suportar 10.000 ciclos de giro nessas áreas de alto atrito. Um anel de borracha macia 70A pode começar a vazar após apenas 500 ciclos.

• O poliuretano 90A é altamente resistente ao desgaste e é comumente usado em partes profundas das válvulas de cilindros, onde pequenas peças giram com frequência.

• Ao instalar um anel em uma ranhura metálica, a compressão deve ser mantida entre 15% e 30%; compressão excessiva pode causar rachaduras internas.

• Ao esticar um anel sobre uma conexão, o alongamento nunca deve exceder 5%; quando a seção transversal fica fina demais, ele não consegue mais vedar uma folga metálica de 0,1 mm.

“Se você remover uma conexão do SPG e encontrar pequenos resíduos de borracha preta nela, isso geralmente significa que o anel era macio demais e foi mastigado na folga.”

Após um mergulho, inspecione o anel O-ring AS568-014 na conexão do regulador Yoke. Se a borda parecer achatada ou tiver pequenas rebarbas serrilhadas, isso quase sempre é resultado de extrusão sob alta pressão para dentro de uma folga. A 200 Bar, a força efetiva chega a aproximadamente 20 MPa.

Sob uma pressão de 20 MPa, a borracha 70A pode fluir para dentro de uma folga metálica de apenas 0,08 mm de largura e se romper. Para que uma borracha dura 90A se comporte da mesma maneira, a pressão externa teria de subir para a faixa extrema de 350 Bar.

Anéis de vedação genéricos de lojas de ferragens, que custam quase nada, geralmente têm apenas 60A ou são ainda mais macios. Eles são adequados para encanamentos domésticos de 10 Bar. Coloque um em um cilindro de mergulho de 232 Bar e ele será expelido em menos de cinco minutos, causando um vazamento alto.

O pequeno conjunto do disco de ruptura na parte traseira da válvula do cilindro também contém um anel de vedação em miniatura. Esse local precisa suportar a pressão de 348 Bar usada durante os testes de segurança. Somente uma borracha especial dura 90A pode garantir que a vedação não falhe antes do disco de ruptura quando a pressão se aproxima de 350 Bar.

A extrusão sob alta pressão não ocorre apenas em folgas expostas. Ela também ocorre dentro da própria ranhura. A ranhura metálica que acomoda o anel O-ring é usinada com acabamento fino. De acordo com as normas AS568, a rugosidade da superfície geralmente é controlada entre 16 e 32 micropolegadas.

Quando uma borracha 90A fica encostada em uma parede de ranhura muito lisa, o atrito é alto o suficiente para mantê-la no lugar e impedir que deslize sob um pico de pressão de 200 Bar. Um anel macio 70A atingido por um fluxo de ar repentino pode rolar ligeiramente dentro da ranhura, reduzindo instantaneamente sua área de contato com o metal em mais de 30%.

“Sempre que um cilindro é abastecido na estação de enchimento, a superfície externa pode aquecer até 50°C, e os anéis de vedação internos se expandem cerca de 2%.”

À medida que a borracha se expande com o calor, ela preenche a ranhura com mais firmeza. Quando o cilindro entra na água e a temperatura cai para 20°C, a borracha se contrai novamente. Um material 90A ainda consegue manter uma força de vedação de 100 N/mm ao longo desses ciclos térmicos repetidos. Um material 70A mais macio perderá cerca de 15% de sua força de recuperação após três variações de 30 graus.

• O durômetro usado na bancada aplica cerca de 8.05 N de força por meio de sua sonda.

• Em um anel de vedação 90A, a sonda afunda menos de 0.25 mm, e é por isso que a superfície parece extremamente firme.

• A indústria também usa anéis de apoio de PTFE próximos a vedações 70A para bloquear folgas de latão de até 0.25 mm de largura e impedir a extrusão da borracha macia.

Dentro de uma válvula de cilindro, o espaço é simplesmente limitado demais para acomodar um anel adicional de apoio antiextrusão. Dezenas de megapascals de pressão são totalmente contidos por 90A borracha de alta dureza.

À medida que as roscas do gargalo do cilindro são usadas repetidamente, cerca de 0.02 mm de latão podem se desgastar das cristas e dos vales da rosca. Esse pequeno aumento na folga dá ao gás de alta pressão espaço para atacar a vedação AS568-214 na base. Somente um anel rígido 90A consegue continuar resistindo a uma carga de 350 quilogramas em uma folga aumentada.

Se você comprar vedações sobressalentes e substituí-las por conta própria, sempre verifique a marcação de dureza na embalagem. Qualquer item marcado como 70A ou NBR70 deve ser usado apenas em mangueiras de baixa pressão em torno de 10 Bar. Somente as vedações marcadas como 90A devem ser usadas em válvulas de cilindros de alta pressão, SPGs e conexões DIN de alta pressão.

“Ao substituir um anel de vedação, não o puxe nem o torça com os dedos cobertos de suor e óleo. Até mesmo um vestígio de graxa altera as características de atrito da superfície de borracha.”

Pegue um anel AS568-014 com 12.42 mm de diâmetro interno e 1.78 mm de seção transversal. Depois de instalado em uma válvula de latão, ele se estica até cerca de 12.6 mm. Um anel rígido 90A afina menos de 2% com esse alongamento, permanecendo com mais de 1.74 mm de espessura e capaz de bloquear todo minúsculo caminho de vazamento que o gás de alta pressão tentar encontrar.

Vedações

Quando substituir

Na conexão do cilindro, há um pequeno anel preto comum, com tamanho industrial padrão de 12.42 mm de diâmetro interno e 1.78 mm de seção transversal. Durante um mergulho, ele precisa suportar 232 Bar e se forçar contra uma folga metálica de apenas 0.03 mm entre a válvula e o regulador. Meça a seção transversal com um paquímetro e, se a compressão a tiver reduzido para menos de 1.65 mm, ele vazará debaixo d'água sem dúvida.

Após anos sob pressão constante de 200 Bar, um anel O antes redondo ficará permanentemente achatado. Remova-o da ranhura e coloque-o sobre uma mesa, e a seção transversal não voltará a formar um círculo. De lado, ele parecerá uma letra D enrugada. Se olhar atentamente, poderá ver uma faixa plana de desgaste com mais de 0,2 mm de largura, o que significa que essa vedação chegou ao fim da vida útil.

Inspecione a borda externa com uma lupa de 10x e boa iluminação. Até mesmo uma pequena rachadura de apenas 0,5 mm de comprimento acabará sendo aberta pelo fluxo de ar de alta pressão. Ao montar o equipamento de mergulho, aproxime o ouvido da conexão. Se ouvir até mesmo um leve chiado, mais de 10 mL de gás de reserva podem estar escapando a cada minuto.

Se o equipamento não for deixado de molho em água doce após um dia no mar, a água do mar seca deixará uma crosta branca de sal. Esses minúsculos cristais de sal são extremamente duros. Apertar a válvula com eles ainda presentes é como arrastar lâminas microscópicas pela borracha, cortando entalhes visíveis de cerca de 0,1 mm de profundidade. Passe o polegar ao redor do anel O e, se sentir pontos ásperos e granulados, descarte-o imediatamente e substitua-o.

• Um anel O normal de mergulho deve apresentar uma leitura entre 70 e 90 em um durômetro Shore.

• Se a medição estiver acima de 95, a borracha terá ficado tão quebradiça quanto plástico envelhecido pelo sol.

• O anel O #011 na conexão do regulador sofre fricção especialmente alta toda vez que é instalado.

• Se a superfície apresentar descamação semelhante a escamas de peixe, ela nunca deve ser usada sob pressão.

Nunca use uma ferramenta metálica pontiaguda para retirar um anel antigo preso em uma ranhura. Um arranhão de apenas 0,05 mm de profundidade na sede de latão é suficiente para arruinar a vedação. Mesmo com um anel O novo instalado, o ar de alta pressão ainda vazará lentamente ao longo dessa marca fina.

Se o teor de oxigênio no cilindro exceder 40%, um anel O comum de nitrila preta nunca deve ser usado. A fricção violenta criada quando a válvula é aberta rapidamente pode gerar temperaturas em torno de 600°C, suficientes para inflamar e destruir a borracha comum instantaneamente. Cilindros com alta concentração de oxigênio vêm equipados de fábrica com vedações marrons ou verdes de borracha fluorada, fixadas em dureza Shore 90 para resistência ao calor.

• A superfície do anel O deve estar absolutamente limpa; até mesmo uma fibra solta ou metade de uma impressão digital é inaceitável.

• A compressão do anel O dentro da ranhura metálica deve permanecer entre 15% e 30%.

• O estiramento manual não deve exceder 5% do diâmetro interno original, ou o anel ficará permanentemente mais fino.

• Após mais de 100 horas de exposição direta ao sol, a superfície desenvolverá rapidamente finas rachaduras em forma de craquelê.

O lubrificante não funciona melhor quando aplicado em excesso. Cerca de 0,01 grama espalhado finamente sobre a superfície, até deixar um brilho discreto, é mais do que suficiente. Se porções espessas saírem pelas bordas, elas prenderão a poeira do ar. Isso transforma efetivamente a conexão em um anel de lixa de 0,05 mm, desgastando a válvula toda vez que ela se move.

Manutenção de rotina

Depois de voltar a bordo, nunca deixe o equipamento encharcado de sal secar sob a luz solar direta. No Mar Vermelho, a salinidade chega a 35‰ e, quando a água evapora, cristais de sal grossos se alojam na minúscula folga de 0,03 mm entre a conexão metálica e a vedação de borracha. Encha um balde grande com água doce morna, a 30 a 40°C, e mergulhe todo o conjunto do cilindro e da válvula. Deixe-o imerso por 15 a 20 minutos para que o calor relaxe ligeiramente a borracha rígida e dissolva o sal preso nas folgas.

Nunca se deve usar detergente de louça doméstico nem sabão para roupas nas pequenas peças de borracha de uma válvula metálica. A maioria dos detergentes desengordurantes usados em casa é alcalina, normalmente com pH entre 9 e 11, e essa água alcalina remove a película protetora antienvelhecimento da borracha nitrílica. Use um balde plástico pequeno com capacidade para 5 litros de água e adicione cerca de 50 mL de sabonete líquido neutro para bebês. Para um cuidado melhor, use uma solução desincrustante específica para equipamentos de mergulho, diluída rigorosamente na proporção de 1:500.

Use uma escova de dentes ultramacia, com cerdas mais finas que 0,1 mm, e passe-a suavemente ao redor da borda da ranhura da válvula, fazendo pequenos círculos. Nunca cutuque o anel preto com uma escova rígida de náilon. Quando a força ultrapassa 5 N, é fácil deixar pequenos riscos que não podem ser vistos a olho nu. Após escovar, enxágue-o em água purificada corrente por 30 segundos e, em seguida, seque a umidade com leves toques usando uma toalha de microfibra completamente sem fiapos. É estritamente proibido usar uma pistola de ar quente para secá-lo.

• Armazene o equipamento seco em um ambiente fresco, com umidade relativa abaixo de 60%.

• Nunca deixe cilindros metálicos com vedações de borracha no porta-malas de um carro que possa atingir 60°C.

• Mantenha dois sachês de sílica gel dessecante de 100 gramas na caixa de armazenamento para absorver a umidade.

• Mantenha o equipamento bem longe de depósitos quentes que contenham gasolina, solventes químicos ou produtos com odores fortes.

• Guarde-o longe de janelas e da luz solar direta para proteger a borracha dos danos causados pelos raios UV.

Os anéis de vedação devem ser mantidos com o lubrificante correto, e a quantidade certa é tão pequena que chega a parecer mesquinha. Use uma ferramenta pontiaguda para retirar cerca de 0,02 grama de graxa de silicone transparente, aproximadamente metade do tamanho de uma semente de gergelim, e coloque-a nas pontas do polegar e do indicador. Esfregue os dedos até que a graxa preencha as linhas das suas impressões digitais, deixando apenas uma película ultrafina com menos de 5 mícrons de espessura sobre a pele.

Pegue o anel de vedação limpo e completamente seco e role-o suavemente duas ou três vezes por essa película. Observe atentamente a superfície. Se ela apresentar apenas um leve brilho fosco e parecer apenas ligeiramente escorregadia ao toque, pare por aí. Se o anel estiver coberto de graxa ou uma faixa de pasta branca de 1 mm tiver se espremido ao redor da borda interna, limpe-o completamente com papel sem fiapos e recomece.

Se o cilindro contiver gás enriquecido com oxigênio, aplicar graxa de silicone comum será como carregar um explosivo. Em um ambiente selado de alta pressão, a 200 Bar e 40% de oxigênio, os compostos de silicone podem oxidar violentamente e entrar em ignição. Compre em uma loja de mergulho um pequeno tubo de 15 gramas de graxa de perfluoropoliéter e use o lubrificante mais caro compatível com oxigênio, destinado ao uso com oxigênio puro.

• Use apenas uma espátula plástica própria para anéis de vedação, com dureza em torno de 20 Shore, para remover vedações antigas.

• Nunca force com chaves de fenda metálicas ou espátulas de aço; elas são muito mais duras que a sede de latão.

• Aperte levemente o anel de vedação entre o polegar e o indicador para formar uma pequena alça elevada na superfície.

• Deslize uma espátula plástica plana sob essa seção elevada e retire o anel lentamente.

Se o cilindro ficar sem uso por meses, o ponteiro do manômetro na parte superior nunca deve permanecer em “0”. O cilindro deve manter pelo menos 15 a 20 Bar de pressão residual para manter a sede da válvula firmemente apoiada por dentro. Sem essa pressão, a pastilha de vedação de borracha é pressionada para baixo pela mola metálica com o tempo e pode desenvolver uma depressão permanente de cerca de 2 mm de profundidade. Quando o cilindro for novamente abastecido no verão seguinte, a conexão quase certamente começará a chiar intensamente.

Envie o cilindro uma vez por ano para uma inspeção VIP completa. O técnico desmontará a válvula metálica em mais de uma dúzia de peças separadas. Todo anel de vedação usado, por mais brilhante ou macio que ainda pareça, deve ser cortado e descartado. Um kit de manutenção padrão contém pelo menos quatro vedações novas de tamanhos diferentes, além de várias arruelas brancas de PTFE. Por pouco mais que o preço de duas xícaras de café, você compra um ano inteiro de tranquilidade debaixo d’água.

Pouco antes de entrar na água com todo o equipamento, reserve cinco segundos para examinar atentamente o anel preto na conexão do primeiro estágio. Se a borda parecer desfiada, apresentar uma dobra esbranquiçada ou você sentir com a ponta do dedo um grão de areia de 0,5 mm incrustado nela, peça imediatamente a caixa de ferramentas, abra o estojo de peças sobressalentes e substitua-o por um anel novo do mesmo tamanho.