Les joints mécaniques peuvent-ils fonctionner à sec

Comment les joints mécaniques dépendent de la lubrification

Le bon fonctionnement des joints mécaniques dépend en grande partie de la présence d'un film fluide mince entre les faces du joint. Ce film fluide, généralement le fluide pompé lui-même ou un fluide barrière, sert de lubrifiant pour réduire la friction et la génération de chaleur entre les faces fixes et rotatives du joint. Sans lubrification adéquate, les joints mécaniques peuvent rapidement surchauffer et tomber en panne, ce qui entraîne des temps d'arrêt et des réparations coûteux.

Les risques liés au fonctionnement à sec des garnitures mécaniques

Chaleur et frottement excessifs causés par un manque de lubrification

Lorsqu'un joint mécanique fonctionne à sec, l'absence de film lubrifiant provoque un contact direct entre les faces du joint. Ce contact métal sur métal génère une friction et une chaleur importantes, qui peuvent rapidement atteindre des niveaux destructeurs. La chaleur excessive endommage non seulement les faces du joint, mais peut également provoquer une déformation thermique, altérant les propriétés géométriques des composants d'étanchéité et compromettant leur capacité à maintenir une étanchéité adéquate.

Usure rapide et dommages aux surfaces d'étanchéité (fissurations, rayures, piqûres)

La combinaison d'un frottement élevé et de la chaleur résultant d'un fonctionnement à sec accélère l'usure des faces des joints mécaniques. Sans lubrification, les faces des joints sont soumises à de fortes contraintes, ce qui entraîne des fissures, des rayures et des piqûres de surface. Ces imperfections de surface perturbent encore davantage la capacité d'étanchéité des faces, ce qui permet l'apparition de fuites. La dégradation des surfaces d'étanchéité est souvent irréversible, ce qui nécessite un remplacement coûteux des joints.

Fuite et défaillance prématurée du joint

Lorsque les surfaces d'étanchéité se détériorent en raison du fonctionnement à sec, le risque de fuite de fluide augmente considérablement. Les surfaces d'étanchéité endommagées ne constituent plus une barrière d'étanchéité efficace, ce qui permet au fluide de traitement de s'échapper du système. Les fuites entraînent non seulement la perte de produits précieux ou la contamination de l'environnement, mais présentent également des risques pour la sécurité, en particulier lorsqu'il s'agit de fluides dangereux ou inflammables. Une défaillance prématurée des joints due à un fonctionnement à sec peut entraîner des temps d'arrêt imprévus, une augmentation des coûts de maintenance et des conséquences potentielles sur l'environnement et la sécurité.

Les joints mécaniques peuvent-ils tolérer un fonctionnement à sec ?

Bien que la plupart des joints mécaniques soient conçus pour fonctionner avec un film de fluide lubrifiant, certains joints spécialisés sont conçus pour résister à de courtes périodes de fonctionnement à sec. Ces joints intègrent généralement des matériaux avancés, tels que des revêtements en carbure de silicium ou en carbone de type diamant, qui ont des coefficients de frottement plus faibles et une résistance à la chaleur plus élevée par rapport aux matériaux de surface de joint traditionnels. Cependant, même ces joints spécialisés ont des limites et ne sont pas destinés à un fonctionnement à sec prolongé.

Causes courantes de fonctionnement à sec

• Démarrage incorrect de la pompe:Le démarrage d'une pompe sans s'assurer qu'elle est correctement amorcée et remplie de liquide peut entraîner un fonctionnement à sec.
• Alimentation en liquide inadéquate:Si l'alimentation en fluide pompé est interrompue ou insuffisante, la garniture mécanique peut fonctionner à sec.
• Cavitation:Se produit lorsque la pression du fluide chute en dessous de sa pression de vapeur, formant des bulles de vapeur qui s'effondrent près des faces d'étanchéité, provoquant une érosion et conduisant à un fonctionnement à sec.
• Installation incorrecte du joint:Un mauvais alignement ou une installation incorrecte du joint mécanique peut empêcher la formation d'un film de fluide approprié, entraînant un fonctionnement à sec.
• Défaillance du refroidisseur d'étanchéité ou du système de rinçage:Si le système de refroidissement ou de rinçage du joint fonctionne mal, le joint mécanique risque de ne pas recevoir une lubrification adéquate.

Prévenir le fonctionnement à sec des joints mécaniques

• Assurer l'amorçage de la pompe: Assurez-vous toujours que la pompe est correctement amorcée et remplie de liquide avant de la démarrer. Cela peut être fait en utilisant un système d'amorçage ou en remplissant manuellement le corps de la pompe de liquide.
• Installer des capteurs de protection: Implémentez des capteurs, tels que des débitmètres ou des pressostats, pour aider à détecter les niveaux de liquide faibles ou les interruptions d'alimentation en liquide. Ces capteurs peuvent être connectés au système de contrôle pour arrêter automatiquement la pompe en cas de fonctionnement à sec.
• Utiliser les plans de rinçage des joints:Utilisez des plans de rinçage des joints, tels que les plans API 11, 13 ou 32, pour assurer un flux continu de fluide propre et froid vers les faces des joints mécaniques. Ces plans de rinçage aident à maintenir la lubrification et à réduire le risque de fonctionnement à sec.
• Gestion appropriée des joints: Assurez-vous que les joints mécaniques sont correctement installés, avec un alignement et des réglages de couple appropriés. Effectuez un entretien régulier, y compris des inspections et des remplacements de joints si nécessaire. Suivez les directives du fabricant concernant le fonctionnement des joints, y compris les procédures de démarrage et d'arrêt, afin de minimiser le risque de fonctionnement à sec.

FAQ

Combien de temps une garniture mécanique peut-elle fonctionner à sec ?

Le fonctionnement à sec peut provoquer de graves dommages en quelques secondes. La plupart des joints mécaniques tombent en panne en moins de 30 secondes sans lubrification adéquate.