Rinçage et trempe des joints mécaniques : quelle est la différence ?

Rinçage du joint mécanique ou quench

Systèmes de rinçage des garnitures mécaniques

Les systèmes de rinçage des garnitures mécaniques sont conçus pour introduire un liquide propre et compatible dans la chambre d’étanchéité afin de refroidir, lubrifier et éliminer tout contaminant des faces d’étanchéité. Cela contribue à prolonger la durée de vie de la garniture mécanique et à prévenir une défaillance prématurée. Les systèmes de rinçage sont couramment utilisés dans les applications où le fluide de procédé est sale, abrasif ou ne convient pas au contact direct avec les faces du joint.

Le fluide de rinçage est généralement introduit dans la chambre d'étanchéité à une pression légèrement supérieure à celle du fluide de traitement pour empêcher le fluide de traitement de pénétrer dans la chambre d'étanchéité. Le débit du liquide de rinçage est soigneusement contrôlé pour garantir un refroidissement et une lubrification adéquats sans provoquer une usure excessive des faces du joint.

Plans de tuyauterie API pour les systèmes de chasse d'eau

L'American Petroleum Institute (API) a établi des plans de tuyauterie standard pour les systèmes de rinçage des garnitures mécaniques. Ces plans précisent la disposition de la tuyauterie, de l'instrumentation et des commandes pour diverses configurations de chasse d'eau. Certains plans de tuyauterie API courants pour les systèmes de chasse d'eau incluent :

• Plan API 11 : Une recirculation depuis le refoulement de la pompe via un orifice de contrôle de débit jusqu'à la chambre d'étanchéité.
• Plan API 13 : Un rinçage provenant d'une source externe, telle qu'une alimentation en eau propre, via un dispositif de contrôle de débit jusqu'à la chambre d'étanchéité.
• Plan API 32 : rinçage provenant d'une source externe, avec un séparateur cyclone pour éliminer les particules avant que le fluide n'entre dans la chambre d'étanchéité.

Systèmes de trempe de garnitures mécaniques

Les systèmes de trempe des garnitures mécaniques sont utilisés pour introduire un fluide barrière, généralement un gaz, dans le côté atmosphérique des faces du joint. Le but d'un système de trempe est d'empêcher le fluide de procédé de s'échapper dans l'atmosphère et de fournir un environnement propre pour le côté atmosphérique du joint.

Dans un système de trempe, le fluide de barrière est maintenu à une pression supérieure à la pression atmosphérique mais inférieure à la pression du fluide de traitement. Cela crée une pression différentielle sur les faces du joint, empêchant le fluide de traitement de s'échapper tout en empêchant également la pénétration de contaminants atmosphériques.

Les systèmes de trempe sont couramment utilisés dans les applications où le fluide de procédé est dangereux, toxique ou inflammable et où les émissions doivent être minimisées pour se conformer aux réglementations environnementales.

Plans de tuyauterie API pour les systèmes de trempe

API a également établi des plans de tuyauterie standard pour les systèmes de trempe des garnitures mécaniques. Certains plans de tuyauterie API courants pour les systèmes de trempe incluent :

• Plan API 51 : une trempe avec un fluide propre et non pressurisé, tel que du condensat de vapeur ou de l'azote, évacué vers un endroit sûr.
• Plan API 62 : une trempe avec un gaz propre sous pression, tel que l'azote, fourni par une source externe et évacué vers un endroit sûr.
• Plan API 65A : une trempe avec un liquide propre sous pression, tel que du glycol, fourni par une source externe et évacué vers un endroit sûr.

Quand sélectionner le rinçage du joint mécanique

UN système de rinçage à garniture mécanique doit être sélectionné lorsque :

• Le fluide de traitement est sale, abrasif ou ne convient pas au contact direct avec les faces du joint.
• Le fluide de traitement a de mauvaises propriétés lubrifiantes et une lubrification supplémentaire est nécessaire pour éviter une usure prématurée des joints.
• La température du fluide de traitement est élevée et un refroidissement supplémentaire est nécessaire pour éviter tout dommage thermique aux faces du joint.
• Le fluide de traitement a tendance à cristalliser ou à se solidifier au niveau des faces du joint, ce qui nécessite un rinçage continu pour éviter toute accumulation.

Quand sélectionner la trempe des garnitures mécaniques

Un système de trempe de garniture mécanique doit être sélectionné lorsque :

• Le fluide de procédé est dangereux, toxique ou inflammable, et les émissions doivent être minimisées pour se conformer aux réglementations environnementales.
• Le fluide de traitement a tendance à réagir avec l'humidité atmosphérique ou l'oxygène, provoquant de la corrosion ou d'autres problèmes du côté atmosphérique du joint.
• L'environnement d'étanchéité nécessite un fluide barrière propre et inerte pour éviter toute contamination ou réaction avec le fluide de procédé.
• Le fluide de traitement a une pression de vapeur élevée et un système de trempe est nécessaire pour empêcher la formation d'un film de vapeur entre les faces du joint.

FAQ

Le rinçage et le quench peuvent-ils être utilisés ensemble ?

Oui, dans certains cas, un système de rinçage et un système de quench peuvent être utilisés ensemble sur la même garniture mécanique. Cette configuration est connue sous le nom d’agencement à double chasse ou à joint tandem. Le système de rinçage est utilisé pour refroidir et lubrifier le côté procédé du joint, tandis que le système de quench fournit un fluide barrière du côté atmosphérique du joint. Cette combinaison offre une protection améliorée contre les fuites de fluide de procédé et contribue à prolonger la durée de vie des joints dans les applications difficiles.

Quelle est la qualité de l’eau pour le rinçage des garnitures mécaniques ?

La qualité de l'eau d'un système de rinçage de garniture mécanique doit être propre, exempte de particules et chimiquement compatible avec les matériaux du joint et le fluide de procédé. En général, le liquide de rinçage doit répondre aux critères suivants :

• Filtration: Le liquide de rinçage doit être filtré pour éliminer les particules de plus de 10 à 25 microns, en fonction de la conception et de l'application spécifiques du joint.
• Dureté: Le liquide de rinçage doit avoir une faible dureté totale, généralement inférieure à 50 ppm sous forme de carbonate de calcium (CaCO3), pour éviter la formation de dépôts de tartre sur les faces du joint.
• PH: Le liquide de rinçage doit avoir un pH neutre à légèrement alcalin, généralement compris entre 7,0 et 9,5, pour minimiser la corrosion et garantir la compatibilité avec les matériaux d'étanchéité.
• Teneur en chlorure: Le liquide de rinçage doit avoir une faible teneur en chlorure, généralement inférieure à 50 ppm, pour minimiser le risque de fissuration par corrosion sous contrainte dans les composants des joints en acier inoxydable.

Quelle quantité d’eau est nécessaire pour le rinçage d’une garniture mécanique ?

En général, le débit de rinçage doit être suffisant pour maintenir une vitesse minimale de 1 à 2 pieds/s (0,3 à 0,6 m/s) à travers la chambre d'étanchéité afin de garantir une action de refroidissement et de rinçage adéquate.

Une règle générale pour estimer le débit de chasse requis est de fournir 0,25 à 0,5 gpm par pouce de taille de joint (2 à 4 litres/min pour 25 mm de taille de joint). Par exemple, une garniture mécanique de 2 pouces (50 mm) nécessiterait généralement un débit de rinçage de 0,5 à 1 gpm (4 à 8 litres/min).