Qu'est-ce qu'un joint mécanique API

Les joints mécaniques API sont un composant essentiel des équipements rotatifs, garantissant un fonctionnement fiable et sûr dans les applications industrielles exigeantes. Conformes à la norme API 682, ces joints sont disponibles dans différents types et configurations pour répondre aux exigences spécifiques des machines.

Cet article explore les subtilités des joints mécaniques API, en se penchant sur la norme API 682, les types et dispositions de joints, les systèmes de support, les plans de tuyauterie, les critères de sélection et les avantages qu'ils offrent. En comprenant ces aspects, les professionnels de l'industrie des machines peuvent prendre des décisions éclairées lors de la sélection et de la mise en œuvre des joints mécaniques API dans leurs équipements.

Qu'est-ce que la norme API 682

La norme API 682 est une norme reconnue mondialement, élaborée par l'American Petroleum Institute (API), qui établit des exigences et fournit des lignes directrices pour la sélection, la conception, la spécification et le fonctionnement des systèmes d'étanchéité utilisés dans les pompes centrifuges et rotatives des industries du pétrole, du gaz naturel et de la chimie. Cette norme complète couvre de nombreux aspects des joints mécaniques, notamment les types de joints, les configurations, les matériaux, les systèmes de support et les plans de tuyauterie auxiliaires.

L'objectif principal de la norme API 682 est de faciliter la normalisation des joints mécaniques et des équipements associés, en garantissant la fiabilité, la sécurité et l'interchangeabilité dans diverses applications. En adhérant à cette norme, les fabricants, les fournisseurs et les utilisateurs finaux peuvent bénéficier de performances d'étanchéité améliorées, de temps d'arrêt réduits et de coûts de maintenance réduits.

L'API 682 a subi plusieurs révisions depuis sa publication initiale en 1994, la dernière édition étant la 4e édition, publiée en 2014. Chaque révision intègre des mises à jour et des améliorations basées sur les commentaires de l'industrie, les avancées technologiques et l'expérience opérationnelle.

Types et dispositions des joints mécaniques API

Types de joints

L'API 682 définit trois principaux types de joints mécaniques :

1. Type A : Joints poussoirs

• Conçu pour des applications à usage général
• Composé d'une bague primaire rotative et d'une bague d'accouplement fixe
• Utilise des ressorts ou des soufflets pour maintenir le contact d'étanchéité

1. Type B : Joints à soufflets métalliques

• Utiliser un soufflet métallique pour assurer le mouvement axial et maintenir le contact d'étanchéité
• Convient aux applications à haute température et haute pression
• Offre un contrôle des fuites et une stabilité améliorés par rapport aux joints poussoirs

1. Type C : Joints sans poussoir

• Comprend une variété de conceptions, telles que des joints à soufflet en élastomère et des joints haute pression
• Fournir des capacités spécifiques pour des exigences d'application uniques

Dispositions des joints

L'API 682 définit trois dispositions d'étanchéité principales :

1. Arrangement 1 : Joint simple

• Se compose d'un seul ensemble de joints
• Convient aux fluides non dangereux, non volatils ou non toxiques
• Nécessite un rinçage des joints pour maintenir les surfaces d'étanchéité propres et froides

1. Arrangement 2 : Joints doubles non pressurisés

• Utilise deux ensembles d'étanchéité avec un fluide tampon entre eux
• Le fluide tampon maintient une pression plus élevée que le fluide scellé, empêchant ainsi les fuites dans l'atmosphère
• Offre une sécurité et une fiabilité améliorées par rapport aux joints simples

1. Arrangement 3 : Joints à double pression

• Similaire à l'arrangement 2 mais avec un fluide barrière sous pression entre les ensembles d'étanchéité
• La pression du fluide de barrière est maintenue à un niveau supérieur à la pression du fluide scellé
• Offre le plus haut niveau de sécurité et de contrôle des émissions, adapté aux applications dangereuses ou écologiquement sensibles

Systèmes de support de joints

Les systèmes de support de joint sont conçus pour fournir les conditions environnementales nécessaires au bon fonctionnement des joints mécaniques. Ces systèmes maintiennent la pression, la température et le fluide lubrifiant requis pour les faces des joints. Les systèmes de support de joint les plus courants comprennent :

1. Plan API 11:Utilisé pour les joints simples, ce plan intègre un réservoir de liquide d'étanchéité et fournit une pression plus élevée que le fluide de traitement pour maintenir un débit positif dans la chambre d'étanchéité.
2. Plan API 21:Ce plan est utilisé pour les joints doubles et comprend un réservoir de liquide d'étanchéité pressurisé par une source externe, telle que de l'azote gazeux, pour maintenir une pression constante sur les faces du joint.
3. Plan API 53 : Conçu pour les joints doubles, ce plan comprend un système de circulation de fluide barrière avec un échangeur de chaleur et un contrôle de pression pour maintenir des conditions optimales pour les faces des joints.

Plans de tuyauterie

Les plans de tuyauterie API sont des agencements normalisés de tuyauterie, d'instrumentation et d'équipement utilisés pour soutenir les joints mécaniques. Ces plans garantissent que le joint bénéficie d'un environnement fluide approprié pour un fonctionnement fiable. Certains plans de tuyauterie courants incluent :

1. Plan API 01 : un plan de base qui évacue la chambre d'étanchéité vers un endroit sûr, généralement utilisé pour les fluides non dangereux.
2. Plan API 02 : Ce plan utilise une bague d'étranglement pour contrôler le débit du fluide de traitement vers la chambre d'étanchéité, assurant le refroidissement et la lubrification des faces d'étanchéité.
3. Plan API 23:Conçu pour les joints doubles, ce plan fait circuler un fluide barrière entre les joints intérieurs et extérieurs à l'aide d'une bague de pompage, assurant le refroidissement et la lubrification des faces des joints.

Critères de sélection

Lors de la sélection d'une API garniture mécanique pour une application spécifique, plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour garantir des performances et une fiabilité optimales :

Propriétés du fluide de procédé

Les propriétés du fluide de traitement, telles que sa composition chimique, sa température, sa pression et sa viscosité, doivent être évaluées pour déterminer les matériaux d'étanchéité et la conception les plus appropriés.

Des conditions de fonctionnement

Les conditions de fonctionnement de l'équipement, y compris la vitesse, la charge et les facteurs environnementaux, doivent être prises en compte lors de la sélection d'une garniture mécanique pour garantir qu'elle peut résister aux exigences de l'application.

Disposition des joints

La disposition des joints (simple, double ou tandem) doit être choisie en fonction du niveau de redondance et de sécurité requis pour l'application spécifique.

Compatibilité des matériaux

Les matériaux utilisés dans la garniture mécanique doivent être compatibles à la fois avec le fluide de traitement et avec l'environnement environnant pour éviter la corrosion, la dégradation ou une défaillance prématurée.

Avantages de l'utilisation des joints mécaniques API

Les joints mécaniques API offrent plusieurs avantages par rapport aux autres méthodes d'étanchéité, ce qui en fait un choix privilégié pour de nombreuses industries :

Fiabilité améliorée

Les joints mécaniques API sont conçus et fabriqués selon des normes de qualité strictes, garantissant des performances constantes et une durée de vie plus longue par rapport aux joints non API.

Sécurité améliorée

En adhérant aux normes API, les joints mécaniques minimisent le risque de fuites et de défaillances, réduisant ainsi le potentiel de situations dangereuses et de contamination de l'environnement.

Efficacité accrue

Les joints mécaniques API sont conçus pour minimiser la friction et l’usure, ce qui entraîne une consommation d’énergie moindre et une efficacité globale améliorée du système.

Conception standardisée

La conception standardisée des joints mécaniques API permet une maintenance, une réparation et un remplacement plus faciles, réduisant ainsi les temps d'arrêt et les coûts associés.