Quelle est la différence entre un joint mécanique sous pression et non sous pression

Les joints mécaniques sont des composants essentiels dans l'industrie des machines, utilisés pour empêcher les fuites et maintenir l'intégrité du système dans les équipements rotatifs. Bien que tous les joints mécaniques remplissent cette fonction principale, ils peuvent être classés en deux grandes catégories en fonction de leur conception et de leurs principes de fonctionnement : les joints sous pression et les joints sans pression.

Cet article de blog se penchera sur les différences fondamentales entre ces deux types de joints, en examinant des facteurs tels que la compatibilité des fluides, la dynamique de pression, le comportement des fuites, la complexité et les applications typiques. En comprenant les distinctions et les avantages de chaque type, les ingénieurs et les professionnels de la maintenance peuvent prendre des décisions éclairées lors de la sélection et de la mise en œuvre garnitures mécaniques dans leurs systèmes.

Qu'est-ce qu'un joint mécanique sous pression

Un joint mécanique sous pression, également appelé joint sous pression externe, est un type de joint mécanique qui s'appuie sur une source de fluide externe pour maintenir une pression plus élevée dans la cavité du joint que le fluide de traitement. Ce fluide externe, généralement un liquide ou un gaz propre et compatible, est introduit dans la chambre du joint à une pression légèrement supérieure à la pression du presse-étoupe.

Le fluide sous pression crée une différence de pression positive sur les faces d'étanchéité, ce qui garantit que le fluide barrière propre s'écoule de la cavité d'étanchéité vers le fluide de traitement. Ce flux positif vers l'extérieur empêche la pénétration du fluide de traitement dans la chambre d'étanchéité, protégeant ainsi les faces d'étanchéité de la contamination et prolongeant la durée de vie du joint.

Les joints mécaniques sous pression sont couramment utilisés dans les applications impliquant des fluides de traitement sales, abrasifs ou corrosifs, ainsi que dans les environnements à haute pression ou à haute température. La pressurisation externe permet de maintenir un film fluide stable entre les faces d'étanchéité, réduisant ainsi l'usure et améliorant les performances des joints.

Qu'est-ce qu'un joint mécanique non pressurisé

Un joint mécanique non pressurisé, également appelé joint auto-énergisé ou joint mécanique classique, fonctionne sans source de pressurisation externe. Dans ce type de joint, l'action d'étanchéité est obtenue grâce à une combinaison de la force du ressort et de la pression hydraulique générée par le fluide de traitement lui-même.

Le joint est constitué d'une face fixe et d'une face rotative, la face fixe étant généralement à ressort pour maintenir le contact avec la face rotative. Lorsque l'arbre tourne, le fluide de traitement pénètre dans la chambre du joint et génère une pression hydraulique qui pousse les faces d'étanchéité l'une contre l'autre, créant ainsi un film fluide mince entre elles. Ce film fluide permet de lubrifier les faces et d'éviter tout contact direct, réduisant ainsi les frottements et l'usure.

Les joints mécaniques non pressurisés sont généralement de conception plus simple et moins coûteux que les joints pressurisés. Ils conviennent aux applications avec des fluides de traitement propres et non abrasifs et des conditions de fonctionnement modérées. Cependant, comme l'efficacité de l'étanchéité dépend de la pression et des propriétés du fluide de traitement, les joints non pressurisés peuvent subir des fuites si la pression du fluide descend en dessous d'un certain niveau ou si le fluide contient des particules abrasives qui peuvent endommager les faces d'étanchéité.

Principales différences entre les joints mécaniques sous pression et non sous pression

Les joints mécaniques sous pression et non sous pression diffèrent sur plusieurs aspects clés, notamment le type de fluide, la relation de pression, la direction de la fuite, l'objectif principal, les applications, le système de support du joint, ainsi que la complexité et le coût.

Type de fluide

Les joints mécaniques sous pression sont adaptés à la manipulation d'une large gamme de fluides, notamment des liquides, des gaz et des fluides multiphasiques. Ces joints peuvent contenir efficacement des fluides ayant diverses propriétés, telles qu'une viscosité élevée, une température élevée ou une nature corrosive.

En revanche, les joints mécaniques non pressurisés sont principalement conçus pour les applications liquides et peuvent ne pas convenir à la manipulation de gaz ou de fluides multiphasiques.

Relation de pression

Dans les joints mécaniques sous pression, la pression du fluide à l'intérieur de la chambre du joint est supérieure à la pression atmosphérique entourant le joint. Cette différence de pression permet de maintenir une étanchéité positive et d'éviter les fuites.

À l’inverse, les joints mécaniques non pressurisés fonctionnent avec une pression du fluide à l’intérieur de la chambre d’étanchéité égale ou inférieure à la pression atmosphérique.

Direction de la fuite

En raison de la relation de pression, les joints mécaniques sous pression sont conçus pour contenir le fluide dans la chambre d'étanchéité, empêchant ainsi toute fuite dans l'atmosphère. En cas de fuite, elle est généralement renvoyée dans le fluide de traitement.

En revanche, les joints mécaniques non pressurisés permettent une quantité contrôlée de fuite du fluide de traitement vers l'atmosphère, qui est ensuite collectée ou évacuée.

Objectif principal

L'objectif principal des joints mécaniques sous pression est de fournir une solution d'étanchéité robuste pour les applications critiques où le confinement des fluides est de la plus haute importance. Ces joints sont conçus pour minimiser ou éliminer les fuites, même dans des conditions difficiles.

Les joints mécaniques non pressurisés, quant à eux, visent à fournir une solution d'étanchéité fiable tout en permettant une petite quantité de fuite contrôlée pour la lubrification et le refroidissement des faces du joint.

Applications

Les joints mécaniques sous pression sont largement utilisés dans les industries telles que le pétrole et le gaz, la pétrochimie, le traitement chimique et la production d'énergie, où des fluides à haute pression et à haute température sont utilisés. Ces joints sont particulièrement adaptés aux applications impliquant des fluides dangereux ou sensibles à l'environnement.

Les joints mécaniques non pressurisés sont couramment utilisés dans les applications nécessitant une pression et une température plus faibles, telles que les pompes à eau, les pompes industrielles générales et les mélangeurs.

Système de support de joint

Les joints mécaniques sous pression nécessitent souvent un système de support de joint pour maintenir la pression et la température du fluide nécessaires dans la chambre du joint. Ce système peut inclure des composants tels que des réservoirs de fluide de barrage, des régulateurs de pression et des échangeurs de chaleur.

Les joints mécaniques non pressurisés ne nécessitent généralement pas de système de support de joint étendu, car ils dépendent du fluide de processus lui-même pour la lubrification et le refroidissement.

Complexité et coût

En raison des composants supplémentaires et des considérations de conception nécessaires aux joints mécaniques sous pression, ils ont tendance à être plus complexes et plus coûteux que les joints mécaniques non pressurisés. Le système de support des joints ajoute à la complexité globale et au coût de la solution d'étanchéité.

Les joints mécaniques non pressurisés ont une conception plus simple et moins de composants, ce qui les rend plus rentables pour les applications où une petite quantité de fuite contrôlée est acceptable.