Les joints mécaniques ont-ils besoin d'être refroidis ?

Les joints mécaniques sont des composants essentiels dans de nombreuses applications industrielles. Cependant, sans un refroidissement adéquat, ils peuvent rapidement surchauffer, ce qui entraîne une défaillance prématurée et des temps d'arrêt coûteux.

La surchauffe entraîne une dégradation du matériau, des dommages au niveau de la surface, une dilatation thermique, une vaporisation et des problèmes d'élastomère. Il s'agit d'un problème majeur qui peut paralyser vos opérations.

Heureusement, il existe des méthodes de refroidissement efficaces, de la recirculation des fluides aux chemises de refroidissement, qui peuvent éviter ces problèmes lorsqu'elles sont appliquées correctement.

Conséquences de la surchauffe

• Dégradation des matériaux:Une chaleur excessive peut provoquer une panne face d'étanchéité et des matériaux élastomères, entraînant une défaillance prématurée.
• Usure et dommages au visage:Les températures élevées accélèrent l'usure des faces d'étanchéité, ce qui entraîne une augmentation des fuites et une réduction de la durée de vie des joints. Les chocs thermiques peuvent également fissurer ou endommager les faces.
• Dilatation thermique:À mesure que les composants chauffent, ils se dilatent à des rythmes différents, ce qui peut modifier les jeux et provoquer une distorsion qui affecte les performances des joints.
• Vaporisation:Les fluides proches de leur point d'ébullition peuvent se transformer en vapeur au niveau des faces des joints, provoquant une mauvaise lubrification, une usure accrue et une défaillance du joint.
• Durcissement ou ramollissement des élastomères:Les températures extrêmes peuvent provoquer le durcissement des élastomères, réduisant ainsi leur flexibilité et leur capacité d'étanchéité. À l'inverse, une surchauffe peut ramollir les élastomères, entraînant une extrusion et une défaillance.

Méthodes de refroidissement des garnitures mécaniques

Recirculation des fluides de traitement

Dans cette méthode, le fluide de traitement lui-même circule d'une zone à haute pression vers une zone à basse pression à travers le chambre d'étanchéitéCette circulation permet d’évacuer la chaleur des faces d’étanchéité et de maintenir une température de fonctionnement stable.

Chasse d'eau externe

Un rinçage externe consiste à introduire un fluide propre et froid dans la chambre d'étanchéité à partir d'une source extérieure. Le fluide de rinçage absorbe la chaleur des faces d'étanchéité et est ensuite soit évacué, soit recyclé dans un échangeur de chaleur.

Éteindre

La trempe dirige un fluide, provenant généralement d'une source externe, vers le côté atmosphérique des faces du joint. Cela permet de refroidir les faces et d'éviter la formation de dépôts nocifs.

Fluides barrières ou tampons

Dans les joints doubles, un fluide barrière ou tampon est maintenu à une pression plus élevée entre les joints intérieur et extérieur. Ce fluide sert de dissipateur thermique, absorbant l'énergie thermique des faces des joints.

Vestes de refroidissement

Les chemises de refroidissement sont des canaux ou des passages intégrés dans la plaque ou le boîtier du presse-étoupe. Un fluide de refroidissement, tel que de l'eau ou du glycol, circule dans ces passages pour évacuer la chaleur de la chambre du joint.

Quand le refroidissement est-il nécessaire

• Fluides à haute température:Lorsque les fluides d'étanchéité dépassent les limites de température des composants du joint, le refroidissement est essentiel pour éviter la surchauffe et la défaillance prématurée.
• Applications à haute pression:L'augmentation de la pression génère davantage de chaleur au niveau des faces d'étanchéité en raison des forces de contact et des vitesses de glissement plus élevées. Le refroidissement permet de dissiper cette chaleur supplémentaire.
• Vitesses d'arbre élevées:Des vitesses d’arbre plus rapides entraînent une plus grande génération de chaleur par frottement au niveau des faces des joints, ce qui nécessite un refroidissement efficace pour maintenir une lubrification adéquate et éviter les dommages.
• Fluides visqueux:Les fluides à haute viscosité peuvent générer une chaleur de cisaillement importante dans la chambre d'étanchéité, nécessitant un refroidissement pour maintenir des températures de fonctionnement acceptables.
• Types de joints spécifiques:Certaines conceptions de joints, telles que les joints à sec ou sans contact, dépendent du refroidissement pour fonctionner correctement et éviter la surchauffe des faces des joints.