Comment choisir un joint d'étanchéité
Les joints d'étanchéité, également appelés rondelles d'étanchéité ou joints, permettent d'éviter les fuites au niveau du joint d'un tuyau ou d'un composant. Pour obtenir une bonne étanchéité, le joint doit être suffisamment souple pour s'adapter aux deux surfaces d'accouplement tout en résistant à l'extrusion, au fluage et à l'éclatement. Les forces de serrage agissent sur la surface du joint, le comprimant et le forçant à se conformer aux défauts de la bride, ce qui permet d'assurer l'étanchéité.
Les joints d'étanchéité sont fabriqués à partir de divers matériaux qui leur permettent de conserver leur intégrité fonctionnelle dans des environnements spécifiques. Les environnements opérationnels peuvent inclure des fluctuations de température extrêmes, une exposition continue à des matériaux corrosifs ou une exposition à des matériaux abrasifs. Quel que soit le cas d'utilisation, il existe des joints d'étanchéité spécifiques pour chaque application unique.
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Choix du type de joint
Pour choisir le bon joint pour une application, l'élimination des matériaux est la première étape. Plus le cas d'utilisation est extrême, plus le choix sera spécifique. Vous trouverez ci-dessous un aperçu des matériaux utilisés dans les joints d'étanchéité et de leurs propriétés uniques.
PVC
Le PVC est un matériau rentable et durable qui possède d'excellentes propriétés d'absorption des chocs et des vibrations. Grâce à une plage de pression allant de -0,95 à 16 bars (-13,77 à 232 PSI), ce matériau plus souple et malléable présente un potentiel important, y compris pour les applications sous vide. Voici les principales caractéristiques du joint d'étanchéité en PVC :
Pour
- Solide, résilient et résistant à l'abrasion
- Compressible et flexible
- Stabilité supérieure aux UV
- Excellentes propriétés d'absorption des chocs et des vibrations
Cons
- Plage de température limitée -30°C à +60°C (-22 à 140°F)
- Le PVC ne doit pas être utilisé avec des esters, des composés aromatiques, des hydrocarbures chlorés et certains acides inorganiques concentrés.
Figure 1 : Rondelles d'étanchéité en caoutchouc
PTFE
Le polytétrafluoroéthylène (PTFE), également appelé téflon, est principalement connu pour sa résistance à la chaleur et ses propriétés antiadhésives. Si le PTFE est le matériau de choix pour le joint, il convient de noter qu'une fois serré, le joint doit être resserré au bout de 24 heures. Une caractéristique du PTFE est qu'il s'écoule sous pression.
Pour
- Peut être utilisé dans une large gamme de températures de -200°C à +250°C (-328 à 482 °F), même à des températures supérieures à cette gamme, jusqu'à 300°C (572 °F), il n'y a pas de décompositions appréciables.
- La résistance à la pression du PTFE dépend de la température, mais le matériau conserve une certaine compression, même à une température proche du zéro absolu de -273,15°C (-459,67 °F).
- Excellente intégrité du joint
- Le PTFE présente une excellente résistance chimique à presque tous les produits chimiques et solvants.
- Frottement exceptionnellement faible et propriétés antiadhésives
- Non toxique et ininflammable
Cons
- Le PTFE a une dureté Shore comprise entre D50 et D60. Cette dureté rend le scellement plus difficile. Par conséquent, le PTFE n'est pas recommandé si les températures ou les pressions ne l'exigent pas.
- Les hydrocarbures fluorés provoquent un gonflement réversible.
- Les huiles hautement fluorées ont un effet dissolvant à des températures supérieures à 300°C (572 °F).
Polyamide (Nylon)
Le polyamide, plus communément appelé Nylon, se distingue par sa résistance à l'usure, son excellente capacité d'amortissement et sa faible tendance au fluage. En outre, le nylon présente une résistance élevée à la compression et à la traction, de bonnes propriétés d'absorption des chocs et une bonne résistance aux impacts. Il est un bon isolant électrique et peut être utilisé dans des applications sous vide.
Pour
- La pression de fonctionnement est comprise entre -0,95 et 16 bar (-13,77 à 232 PSI) et convient donc pour le vide.
- Résistant aux hydrocarbures et aux agents lubrifiants
- Stabilité dimensionnelle
Cons
- Point de fusion inférieur à celui du PTFE
- Bien que le polyamide puisse fonctionner à des températures basses de -40°C (-40 °F), il ne doit pas être utilisé à des températures supérieures à +80°C (176 °F).
Cuivre
Le cuivre est couramment utilisé pour sa conductivité électrique et ses propriétés d'absorption de la chaleur. Les joints d'étanchéité en cuivre sont largement utilisés dans les industries des sports motorisés de haute performance en raison de leur haute tolérance à la chaleur tout en étant malléables sous pression, ce qui offre des qualités d'étanchéité accrues.
Pour
- Avec un point de fusion de 1085 °C (1985 °F), le cuivre présente une très grande tolérance à la chaleur.
- Malléable sous pression et offrant une grande qualité d'étanchéité
- Réutilisable s'il n'est pas endommagé
Cons
- Le cuivre ne doit pas être utilisé dans des environnements très acides.
Aluminum
L'aluminium possède des propriétés uniques qui en font l'un des métaux les plus utilisés au monde. Ce matériau a une propriété ductile, ce qui signifie qu'il peut prendre des formes complexes sans s'abîmer ni se détériorer. Dans les formes appropriées, l'aluminium peut résister à des forces considérables et est incroyablement durable. L'aluminium forme naturellement une fine couche superficielle d'oxyde d'aluminium au contact de l'oxygène par oxydation, créant ainsi une barrière physique contre la corrosion ou l'oxydation ultérieure dans de nombreux environnements, y compris au contact d'autres métaux.
Pour
- Bonne résistance à la corrosion des acides organiques à l'exception des acides nitriques
- Température stable de -100°C à +200°C (-148 à 392 °F)
- Résistant à l'oxydation
- Réponse thermique minimale.
Cons
- Tous les types d'aluminium L'aluminium est susceptible de réagir avec d'autres métaux, ce dont il faut tenir compte lors de l'utilisation de joints en aluminium.
Fibre Vulcanisée
Les fibres vulcanisées sont des fibres naturelles qui ont été traitées thermiquement pour former un caoutchouc dur. Il fait partie des plastiques les plus anciens jamais développés et est utilisé dans une grande variété d'applications, y compris les rondelles et les joints. Il y a très peu d'inconvénients à utiliser des fibres vulcanisées, elles ont une gamme incroyable de résistance à la pression, aux produits chimiques, à la pénétration par les solvants et les huiles, et ont une grande intégrité.
Pour
- Production plus respectueuse de l'environnement que d'autres matériaux
- Extrêmement polyvalent
- Résiste aux fortes pressions
- Compressible
- Haute résistance à la pénétration de la plupart des solvants organiques, des huiles et des dérivés du pétrole
- Assure des niveaux élevés d'intégrité électrique, chimique et mécanique dans une large gamme de températures.
Cons
- La résistance est liée au type de fibre dont est constitué le joint, à sa taille et à son épaisseur.
Choisir la bonne taille de joint
La taille du joint, ainsi que sa capacité à résister à la dégradation et aux dommages, jouent un rôle dans sa capacité à empêcher les gaz ou les fluides de s'échapper. Comme les deux surfaces ne sont pas parfaitement alignées ou droites, il y a des interstices par lesquels le gaz ou l'eau peuvent s'échapper. Les joints remplissent les espaces en se comprimant entre les deux surfaces, bloquant ainsi efficacement toute fuite.
Le choix d'une taille n'est pas un exercice de devinette visuelle. Il s'agit plutôt d'une discipline qui consiste à prendre en compte à la fois les surfaces d'union, l'ouverture d'écoulement et le type de joint. Pensez à utiliser un pied à coulisse pour mesurer les besoins exacts.
Consulter un spécialiste
Il est conseillé de demander l'avis d'un spécialiste de l'écoulement des fluides. Pour chacun des types de matériaux énumérés ci-dessus, il existe des variations dans les composés et les méthodes de production, chacun étant conçu pour des applications spécifiques. S'adresser à un spécialiste réduit de manière exponentielle le risque d'échec. Chez Tameson, nous avons un accès permanent aux derniers développements et aux solutions en constante évolution et nous pouvons vous fournir les meilleurs conseils pour répondre à vos besoins.