Joint de gaz sec ou joint de gaz humide : quelle est la différence ?

Les joints de gaz secs et les joints de gaz humides sont deux composants essentiels des compresseurs industriels.

Bien que les deux servent à prévenir les fuites de gaz, ils fonctionnent différemment.

Dans cet article de blog, nous explorerons les principales distinctions entre ces deux types de joints, vous aidant ainsi à prendre une décision éclairée pour votre application spécifique et à optimiser les performances de votre compresseur.

Qu'est-ce qu'un joint à gaz humide

Un joint à gaz humide, également appelé joint d'huile ou joint liquide, est un type de joint mécanique utilisé dans les compresseurs centrifuges pour empêcher la fuite de gaz de procédé le long de l'arbre rotatif. Il utilise un liquide sous pression, généralement de l'huile, pour créer une barrière entre le gaz de procédé et l'atmosphère.

Comment fonctionne un joint à gaz humide

Dans un joint à gaz humide, de l’huile haute pression circule entre une série d’anneaux autour de l’arbre du compresseur. L'ensemble joint se compose généralement d'un anneau rotatif fixé à l'arbre et de deux anneaux fixes de chaque côté dans le boîtier du joint. L'huile circule entre ces anneaux, les lubrifie et agit comme une barrière pour empêcher les fuites de gaz.

La bague centrale tourne avec l'arbre, tandis que les bagues extérieures restent immobiles, pressées contre le mince film d'huile. Les joints toriques sont utilisés pour empêcher les fuites autour des anneaux fixes. Une petite quantité de gaz se dissout dans la barrière anti-huile, mais la majorité des fuites d’huile de phoque et du gaz absorbé est collectée et passée par un processus de dégazage avant d’être recirculée.

Avantages des joints à gaz humides

• Les joints pour gaz humides offrent d'excellentes performances d'étanchéité dans les environnements à haute pression et haute température, ce qui les rend adaptés aux applications exigeantes de l'industrie pétrolière et gazière.
• Ils offrent une protection supérieure contre les contaminants, car le liquide d'étanchéité aide à éliminer les débris et à prévenir l'accumulation sur les faces d'étanchéité.
• Les joints à gaz humides ont une durée de vie plus longue que les joints à gaz secs, car le liquide d'étanchéité assure la lubrification et le refroidissement, réduisant ainsi l'usure des faces d'étanchéité.
• Le liquide d'étanchéité utilisé dans les joints à gaz humides peut être facilement surveillé et remplacé, permettant une maintenance prédictive et réduisant les temps d'arrêt imprévus.

Inconvénients des joints à gaz humides

• Les joints d'étanchéité à gaz humide nécessitent un système de support complexe, comprenant des pompes, des filtres et des échangeurs de chaleur, ce qui augmente les coûts d'installation et de maintenance initiaux.
• Le liquide d'étanchéité utilisé dans les joints à gaz humides peut contaminer le gaz de procédé, ce qui les rend impropres aux applications où la pureté du gaz est critique.
• Les joints à gaz humides sont plus sujets aux fuites que les joints à gaz secs, car le liquide d'étanchéité peut s'échapper par les joints usés ou endommagés.
• La présence de liquide d'étanchéité dans les joints à gaz humides augmente le risque de contamination du processus et l'impact environnemental en cas de défaillance du joint.

Quand utiliser des joints à gaz humides

La contamination des gaz de procédé n'est pas un problème critique et la présence de liquide d'étanchéité dans le flux de procédé est acceptable.

Des conditions de haute pression et de haute température sont présentes, comme dans les compresseurs et les pompes de l'industrie pétrolière et gazière.

Les contaminants et les débris sont un sujet de préoccupation, car le liquide d'étanchéité aide à éliminer les particules et à empêcher l'accumulation sur les faces d'étanchéité.

Une durée de vie plus longue des joints est souhaitée, car la lubrification et le refroidissement fournis par le liquide d'étanchéité réduisent l'usure des faces d'étanchéité.

Qu'est-ce que le joint à gaz sec

Un joint à gaz sec est un type de joint mécanique sans contact utilisé dans les compresseurs et les pompes centrifuges pour empêcher les fuites de gaz de procédé le long de l'arbre rotatif. Contrairement aux joints humides traditionnels (lubrifiés à l'huile), les joints à gaz secs reposent sur un mince film de gaz pour maintenir un espace entre les faces du joint fixe et rotative, éliminant ainsi le contact physique et l'usure.

Comment fonctionnent les joints à gaz secs

Les joints à gaz secs sont constitués d'un anneau primaire fixe et d'un anneau d'accouplement rotatif. L'anneau rotatif présente des rainures en spirale peu profondes qui, pendant le fonctionnement, génèrent une force de levage fluide et dynamique.

Cette force sépare l'anneau fixe de l'anneau rotatif, créant un espace infime (généralement 3 à 5 microns) entre les faces du joint. L'espace est maintenu par une petite quantité de gaz d'étanchéité filtré (généralement de l'azote) qui circule entre les faces, empêchant le gaz de traitement de s'échapper dans l'atmosphère.

Avantages des joints à gaz secs

• Les joints à gaz secs offrent des performances d'étanchéité supérieures dans les applications où la pureté du gaz est essentielle, car ils n'introduisent aucun fluide d'étanchéité dans le flux de processus.
• Ils ont une conception plus simple que les joints à gaz humides, nécessitant moins de composants de support et réduisant les coûts d'installation et de maintenance initiaux.
• Les joints d'étanchéité à gaz secs présentent un risque moindre de contamination du processus et d'impact environnemental, car aucun liquide d'étanchéité ne peut s'échapper en cas de défaillance du joint.
• Ils offrent d'excellentes performances d'étanchéité dans les applications à grande vitesse, car l'absence de liquide d'étanchéité réduit la traînée et la friction sur les faces d'étanchéité.

Inconvénients des joints à gaz secs

• Les joints d'étanchéité à gaz secs sont plus susceptibles d'être endommagés par des contaminants et des débris, car il n'y a pas de liquide d'étanchéité pour éliminer les particules et empêcher l'accumulation sur les faces d'étanchéité.
• Ils ont une durée de vie plus courte que les joints à gaz humides, car le manque de lubrification et de refroidissement entraîne une usure accrue des faces d'étanchéité.
• Les joints à gaz secs peuvent nécessiter un entretien et un remplacement plus fréquents, car ils sont plus sujets aux dommages dus aux contraintes thermiques et mécaniques.
• Ils peuvent ne pas convenir aux applications à très haute pression, car l’absence de liquide d’étanchéité peut limiter leur capacité à maintenir une interface d’étanchéité stable.

Quand utiliser des joints à gaz secs

• La pureté du gaz est une préoccupation majeure, notamment dans les industries chimique, pharmaceutique et agroalimentaire.
• Une conception de joint plus simple est souhaitée, avec moins de composants de support et des besoins de maintenance moindres.
• La contamination des processus et l'impact environnemental sont des considérations majeures, car les joints d'étanchéité au gaz secs éliminent le risque de fuite du liquide d'étanchéité.
• Un fonctionnement à grande vitesse est nécessaire, car l'absence de liquide d'étanchéité réduit la traînée et la friction sur les faces d'étanchéité.

Un joint humide est-il meilleur qu’un joint sec

Un joint à gaz humide est préférable pour sceller les gaz à haute pression contenant des contaminants liquides, car il utilise un mince film d'huile pour lubrifier et refroidir les faces du joint.

En revanche, un joint à gaz sec est préférable pour les applications de gaz propre et sec, car il nécessite une petite quantité de gaz propre filtré pour maintenir les faces du joint écartées.

Conclusion

En conclusion, les joints à gaz secs et les joints à gaz humides présentent tous deux des avantages et des limites uniques dans les applications d'étanchéité.

Le choix entre les deux dépend de facteurs tels que les conditions d’exploitation, les exigences de maintenance et la rentabilité.

Pour prendre une décision éclairée concernant vos besoins spécifiques en matière d’étanchéité, consultez des fabricants de joints de confiance et des experts du secteur.