Sélection des garnitures mécaniques pour compresseurs

Qu'est-ce que les joints mécaniques pour compresseurs

Joints humides

Les joints humides, ou joints liquides, utilisent un mince film liquide, généralement de l'huile, pour former une barrière entre l'arbre rotatif et le boîtier fixe, empêchant les fuites de gaz et maintenant la pression.

Les joints humides minimisent l'usure de l'équipement. Le film liquide réduit la friction entre les pièces mobiles, prolongeant ainsi la durée de vie du compresseur. Les propriétés de refroidissement du liquide dissipent également la chaleur générée pendant le fonctionnement, protégeant ainsi le compresseur contre les dommages.

Les joints humides gèrent efficacement les environnements à haute pression. Ils conviennent aux applications où les compresseurs fonctionnent dans des conditions extrêmes, comme dans l'industrie pétrolière et gazière. La maintenance est simple, car le liquide peut être facilement surveillé et remplacé si nécessaire.

Joints à gaz sec

Les joints à gaz sec améliorent l'efficacité et la fiabilité du compresseur en éliminant le besoin d'une barrière liquide, évitant ainsi les risques associés aux fuites et à la contamination. Ils utilisent un mince film de gaz, généralement de l'azote ou de l'air, pour former un joint entre les composants rotatifs et stationnaires.

Le choix de joints à gaz secs réduit les coûts de maintenance et augmente la disponibilité opérationnelle. Ces joints peuvent supporter des pressions et des vitesses élevées, ce qui les rend adaptés à diverses applications industrielles. Ils facilitent les inspections et les remplacements rapides, minimisant ainsi les temps d'arrêt.

Fonctionnant sans lubrification externe, les joints à gaz sec réduisent le risque de contamination de l'huile dans les systèmes de compresseurs.

Dispositions des joints

Lors de la sélection des joints mécaniques pour les compresseurs, vous devez prendre en compte différentes configurations de joints, comme les joints simples, les joints tandem et les joints doubles.

Joints simples

Les joints simples comprennent généralement une face d'étanchéité rotative et une face d'étanchéité fixe. Ces composants collaborent pour empêcher les fuites en formant un joint étanche autour de l'arbre du compresseur. Le principal avantage est l'investissement initial réduit par rapport aux systèmes d'étanchéité plus complexes.

Tenez compte des conditions de fonctionnement lors de l'évaluation des joints simples. Ils excellent dans les environnements avec des fluides propres et non abrasifs où des fuites mineures sont tolérables. Cependant, ils ne sont pas idéaux pour les applications dangereuses ou à haute pression où même de petites fuites sont problématiques.

Joints tandem

Les joints tandem sont constitués de deux joints disposés en série, offrant une couche de protection supplémentaire. En cas de défaillance du premier joint, le second agit comme un joint de secours, garantissant un fonctionnement continu et empêchant les fuites.

Les joints tandem s'avèrent particulièrement utiles dans les applications impliquant des fluides de traitement dangereux, toxiques ou coûteux. Cette disposition minimise le risque de contamination de l'environnement et de perte de produit. Ils gèrent également efficacement les différents niveaux de pression, le joint primaire faisant face à la pression du procédé et le joint secondaire gérant la pression du fluide tampon ou de barrière.

Les joints tandem prolongent la durée de vie des équipements. Le joint secondaire réduit la charge et l'usure du joint primaire, évitant ainsi les entretiens fréquents et les temps d'arrêt imprévus. Les compresseurs à grande vitesse ou ceux fonctionnant dans des conditions fluctuantes bénéficient considérablement de la fiabilité des joints tandem.

Doubles joints

Les joints doubles, ou joints doubles, améliorent la sécurité et l'efficacité des systèmes mécaniques en incorporant deux jeux de faces d'étanchéité, créant ainsi une barrière supplémentaire contre les fuites. Ces joints sont particulièrement avantageux lors de la manipulation de fluides dangereux ou toxiques, garantissant un fonctionnement sûr et fiable du compresseur.

Les joints doubles sont disponibles en deux configurations principales : dos à dos et face à face. Dans la configuration dos à dos, les joints sont tournés l'un vers l'autre, une configuration idéale pour les environnements à haute pression. Cette configuration gère efficacement les pressions fluctuantes en permettant l'équilibrage de la pression entre les joints. À l'inverse, la configuration face à face positionne les faces des joints l'une vers l'autre, ce qui convient aux applications à basse pression. Cette configuration utilise souvent un fluide barrière pour la lubrification et le refroidissement.

L'un des principaux avantages des joints doubles est la redondance. En cas de défaillance d'un joint, le second continue de fonctionner, ce qui réduit les temps d'arrêt et évite les fuites.

Facteurs à prendre en compte dans la sélection des joints de compresseur

Type de compresseur

Le choix des garnitures mécaniques adaptées aux compresseurs dépend directement du type de compresseur auquel vous avez affaire : à palettes rotatives, à spirale, centrifuge, alternatif ou à vis.

Pour les compresseurs à palettes rotatives, choisissez des joints capables de supporter un contact continu avec les palettes rotatives. Ces compresseurs nécessitent souvent des joints dotés d'une excellente résistance à l'usure et d'une excellente durabilité.

Les compresseurs à spirale fonctionnent avec un mouvement en spirale, ce qui nécessite des joints capables de supporter les mouvements radiaux et axiaux. La flexibilité et la faible fuite sont essentielles.

Dans les compresseurs centrifuges, les joints doivent supporter des rotations à grande vitesse et des forces radiales. Les joints sans contact sont souvent les plus efficaces pour maintenir la stabilité et l'intégrité tout en évitant les frottements.

Les compresseurs à piston utilisent un piston qui se déplace d'avant en arrière, ce qui impose des exigences particulières aux joints. Ces derniers doivent résister à une pression élevée et à des mouvements fréquents, garantissant une étanchéité parfaite dans les deux sens.

Les compresseurs à vis utilisent des vis engrenées pour comprimer le gaz, ce qui nécessite des joints capables de gérer les charges axiales et d'empêcher les fuites. La durabilité et la résistance à la déformation sont essentielles.

Des conditions de fonctionnement

Les conditions de fonctionnement de votre compresseur (pression, température et vitesse) déterminent les joints mécaniques appropriés.

Les environnements à haute pression nécessitent des joints fabriqués à partir de matériaux robustes pour résister à la déformation et aux fuites. Les joints avec des valeurs nominales de pression plus élevées évitent les pannes qui entraînent des temps d'arrêt ou des dommages coûteux. À l'inverse, les systèmes à basse pression peuvent permettre des joints plus flexibles et plus rentables.

Les températures extrêmes peuvent provoquer une dilatation, une contraction ou une dégradation des matériaux d'étanchéité. Sélectionnez des joints conçus pour gérer la plage thermique de votre opération afin de maintenir l'intégrité. Pour les applications à haute température, utilisez des joints fabriqués à partir de matériaux tels que le PTFE ou le graphite.

La vitesse a un impact sur l'usure des joints. Les compresseurs fonctionnant plus rapidement génèrent plus de friction et de chaleur, ce qui accélère la dégradation des joints. Choisissez des joints qui supportent des vitesses de rotation élevées sans compromettre les performances. Vérifiez que la vitesse nominale du joint correspond à la vitesse de fonctionnement de votre compresseur.

Propriétés du fluide de procédé

Si le fluide de traitement contient des particules abrasives ou des produits chimiques réactifs, sélectionnez des joints fabriqués à partir de matériaux résistants à l’usure et à la corrosion.

Les fluides à haute viscosité nécessitent des joints capables de gérer des liquides plus épais sans perte de performances. Les fluides à faible viscosité, en revanche, nécessitent des tolérances de joint plus strictes pour éviter les fuites.

Pour les fluides de traitement toxiques, choisissez des joints qui garantissent l'absence de fuite afin de protéger l'équipement et le personnel. Des matériaux comme le PTFE sont préférables pour leur inertie chimique et leur résistance à la dégradation.

Pour les fluides inflammables, utilisez des joints qui minimisent la friction et la génération de chaleur pour éviter l'inflammation. Les joints dotés de propriétés ignifuges ou conçus pour fonctionner à des températures plus basses améliorent la sécurité.

Exigences environnementales et de sécurité

Le respect des lois environnementales et des normes de sécurité est obligatoire. Le non-respect peut entraîner des amendes et nuire à la réputation de l'entreprise. Assurez-vous que les joints mécaniques sont certifiés et répondent aux normes industrielles en vigueur.

La facilité d'entretien et de remplacement est également importante. Les joints difficiles à entretenir peuvent entraîner des temps d'arrêt plus longs, augmentant le risque de fuites ou d'exposition à des matières dangereuses.

Compatibilité des matériaux d'étanchéité

Différents fluides, qu'il s'agisse de gaz, de liquides ou d'un mélange, peuvent interagir différemment avec les matériaux d'étanchéité. Par exemple, les fluides acides ou alcalins peuvent corroder certains métaux, tandis que les fluides à haute viscosité peuvent user rapidement les matériaux plus mous.

La compatibilité avec les lubrifiants et autres produits chimiques utilisés dans le système de compresseur est un autre facteur important. Certains joints peuvent gonfler, durcir ou se fissurer lorsqu'ils sont exposés à des lubrifiants spécifiques. Pour éviter les pannes prématurées et les problèmes de maintenance, vérifiez toujours les tableaux de compatibilité du fabricant et consultez des experts en cas de doute.

FAQ

Quels sont les signes courants de défaillance des joints mécaniques dans les compresseurs ?

Les fuites, les bruits inhabituels et les vibrations accrues indiquent une défaillance des joints mécaniques des compresseurs. Une usure excessive des composants des joints et des problèmes de maintenance fréquents signalent également la nécessité de vérifier et éventuellement de remplacer les joints.

Les joints mécaniques peuvent-ils être installés ultérieurement sur des compresseurs existants ?

Oui, les garnitures mécaniques peuvent être installées ultérieurement sur les compresseurs existants. Assurez-vous de la compatibilité avec la conception et les conditions de fonctionnement du compresseur pour des performances optimales.