Joints statiques et joints dynamiques : quelle est la différence ?

Les joints sont des composants essentiels des machines qui empêchent les fuites et garantissent des performances optimales. Cependant, l'utilisation d'un type de joint inapproprié (statique ou dynamique) peut entraîner des pannes coûteuses, des temps d'arrêt prolongés et des risques potentiels pour la sécurité.

Cet article expliquera les facteurs importants qui différencient les joints statiques et dynamiques pour vous aider à guider votre processus de prise de décision.

Qu'est-ce qu'un joint statique

UN joint statique est un type de joint qui empêche les fuites entre deux surfaces qui ne bougent pas l'une par rapport à l'autre. Les joints statiques sont conçus pour être comprimés entre deux surfaces d'accouplement fixes, créant ainsi une barrière impénétrable qui empêche le fluide de s'échapper du système. Ces joints s'appuient sur la compression et la déformation du matériau d'étanchéité pour bloquer les voies de fuite potentielles.

Qu'est-ce qu'un joint dynamique

Les joints dynamiques sont conçus pour empêcher les fuites entre les composants qui se déplacent les uns par rapport aux autres, tels que les arbres rotatifs ou les tiges à mouvement alternatif. Ces joints doivent contenir du fluide tout en s'adaptant au mouvement, ce qui rend leur conception et leur application plus difficiles que les joints statiques.

Principales différences entre les joints statiques et dynamiques

Taux de fuite

Les joints statiques sont conçus pour avoir des fuites minimales à nulles, car ils sont utilisés dans des applications où toute fuite est inacceptable, comme dans les systèmes à vide élevé ou à haute pression.

Les joints dynamiques, en raison des défis inhérents posés par le mouvement relatif, ont généralement des taux de fuite plus élevés que les joints statiques.

Mouvement relatif

Les joints statiques fonctionnent sans mouvement par rapport à leur surface de contact.

Les joints dynamiques doivent s'adapter à des mouvements continus ou intermittents, tels qu'une action alternative, oscillante ou rotative, tout en maintenant une étanchéité parfaite.

Risque d'extrusion

Le mouvement dans l'étanchéité dynamique crée également un risque d'extrusion du joint, où le matériau du joint est comprimé ou poussé dans l'espace libre entre les composants. L'extrusion peut endommager le joint, provoquer des fuites et une défaillance prématurée. Pour atténuer ce risque, les joints dynamiques nécessitent souvent des bagues de support ou des géométries spéciales.

Les joints statiques ne sont pas sujets à l’extrusion en raison de l’absence de mouvement.

Friction

Les joints dynamiques génèrent naturellement des frottements lorsqu'ils frottent contre leur surface de contact. Ces frottements entraînent une accumulation de chaleur, une usure des joints et des pertes d'énergie.

Les joints statiques, n'ayant aucun mouvement de glissement, produisent un frottement minimal.

Coût

La complexité des joints dynamiques les rend généralement plus coûteux que les joints statiques comparables. Des facteurs tels que la fabrication de précision, les tolérances serrées, les caractéristiques anti-extrusion et les matériaux hautes performances contribuent au coût plus élevé des joints dynamiques.

Durée de vie

La durée de vie des joints dynamiques est généralement plus courte que celle des joints statiques. L'usure due au mouvement continu et au frottement dégrade progressivement les joints dynamiques, ce qui nécessite une inspection et un remplacement réguliers pour éviter les fuites.

Les joints statiques peuvent souvent durer toute la durée de vie de l'assemblage, sans dégradation du matériau due à l'âge ou à l'environnement.

Tolérance à la compression

Les joints statiques tolèrent mieux les variations de compression ou les irrégularités de surface des brides. Ils peuvent tolérer une plage de compression plus large sans fuite.

Les joints dynamiques nécessitent un contrôle plus strict de la compression pour maintenir l'étanchéité sans provoquer de frottement excessif.

Limite de vitesse

La vitesse superficielle entre le joint et son composant d'accouplement est un facteur limitant pour les joints dynamiques. Le dépassement de la limite de vitesse peut entraîner une usure rapide, une surchauffe et une défaillance du joint. Chaque conception de joint dynamique a une vitesse maximale autorisée en fonction de son matériau et de ses conditions de fonctionnement.

Les joints statiques n’ont pas de limite de vitesse inhérente.

Entretien

L'usure et la durée de vie plus courte des joints dynamiques nécessitent un entretien plus fréquent que celui des joints statiques. Une inspection, une lubrification et un remplacement réguliers sont nécessaires pour garantir des performances fiables.

Les joints statiques nécessitent généralement moins d'entretien, principalement une surveillance de la détérioration due à l'âge ou aux attaques chimiques.

Sélection des matériaux

Les joints statiques et dynamiques peuvent utiliser des élastomères et des polymères, mais les joints dynamiques nécessitent souvent des matériaux de meilleure qualité pour résister au mouvement et au frottement. Des propriétés telles que la résistance à l'usure, le faible frottement et la stabilité à haute température sont une priorité. Les matériaux des joints doivent également être compatibles avec le fluide à sceller et les conditions environnementales.

Les matériaux d'étanchéité statiques peuvent être sélectionnés principalement en fonction de la compatibilité chimique et du duromètre.

Conception de la glande

Le presse-étoupe ou la cavité qui maintient le joint est conçu différemment pour les applications statiques et dynamiques. Les presse-étoupes d'étanchéité dynamiques doivent tenir compte du mouvement de l'arbre ou de l'alésage, en laissant de l'espace pour que le joint puisse fléchir et éviter l'extrusion. Ils peuvent intégrer des géométries spéciales telles que des bagues d'appui, des lèvres anti-extrusion ou des cavités en forme de D.

Les presse-étoupes statiques sont généralement plus simples et se concentrent sur la compression et la rétention du joint.