Types de lubrifiants pour joints mécaniques

Une lubrification inadéquate est l'une des principales causes de défaillance des joints mécaniques des machines industrielles. Cela peut entraîner des temps d'arrêt coûteux, des réparations et une réduction de la durée de vie des équipements.

Ce guide présente les types de lubrifiants les mieux adaptés à diverses applications de joints mécaniques, des environnements à haute température et haute pression aux environnements à eau, huile et produits chimiques. Découvrez comment optimiser les performances des joints et minimiser les pannes grâce à une sélection appropriée de lubrifiants.

Lubrification par fluide de procédé

Dans de nombreuses applications d'étanchéité mécanique, le fluide de traitement scellé agit lui-même comme lubrifiant pour les faces d'étanchéité. Cette approche, connue sous le nom de lubrification par fluide de traitement, est couramment utilisée lorsque le fluide de traitement possède des propriétés lubrifiantes suffisantes et est compatible avec les matériaux d'étanchéité.

L'efficacité de la lubrification des fluides de traitement dépend de facteurs tels que la viscosité, la composition chimique et les conditions de fonctionnement du fluide. Les fluides à faible viscosité comme l'eau ou les hydrocarbures légers peuvent ne pas assurer une lubrification adéquate, ce qui entraîne une augmentation des frottements et de l'usure. Les fluides contenant des particules solides ou des contaminants abrasifs peuvent également endommager les faces d'étanchéité au fil du temps.

Fluides de barrière

Les fluides barrières sont utilisés en double garnitures mécaniques pour assurer la lubrification et le refroidissement tout en isolant le fluide de traitement de l'atmosphère. Le fluide de barrière est pressurisé à un niveau supérieur à celui du fluide de traitement, créant un flux positif dans le chambre d'étanchéité qui empêche les fuites de fluides de processus.

Liquides de rinçage

Les fluides de rinçage sont utilisés pour refroidir, nettoyer et lubrifier les joints mécaniques dans les applications difficiles où le fluide de traitement n'est pas adapté à la lubrification directe des joints. Les fluides de rinçage sont introduits dans la chambre d'étanchéité à partir d'une source externe, généralement à une pression inférieure à celle du fluide de traitement.

Graisse

La graisse est un lubrifiant semi-solide constitué d'une huile de base épaissie avec un épaississant savonneux ou non savonneux. Elle est utilisée dans les joints mécaniques pour les applications où un apport continu de lubrifiant liquide n'est pas pratique ou souhaitable.

Fluides ou gaz lubrifiants

Des fluides ou gaz lubrifiants sont introduits dans la chambre d'étanchéité à partir d'une source externe pour améliorer la lubrification, le refroidissement et la protection des joints mécaniques dans les applications difficiles. Ces lubrifiants sont utilisés lorsque le fluide de traitement ne convient pas à la lubrification directe des joints ou lorsqu'une lubrification supplémentaire est nécessaire pour prolonger la durée de vie des joints et améliorer les performances.

Lubrifiants pour applications spécifiques

Applications à haute température

Dans les environnements à haute température, les joints mécaniques nécessitent des lubrifiants qui maintiennent leur stabilité et leurs performances à des températures élevées. Plusieurs types de lubrifiants sont bien adaptés à ces applications :

1. Polyalphaoléfines (PAO):Les PAO sont des huiles de base synthétiques qui offrent une excellente stabilité thermique, une résistance à l'oxydation et une faible volatilité. Elles sont couramment utilisées dans les applications à haute température jusqu'à 150 °C (302 °F).
2. Diesters et polyolesters:Ces lubrifiants synthétiques offrent une bonne stabilité thermique et un bon pouvoir lubrifiant, ce qui les rend adaptés à des températures allant jusqu'à 200 °C (392 °F). Ils présentent également une bonne compatibilité avec les élastomères et les métaux.
3. Esters phosphatés:Avec une stabilité thermique et une résistance au feu exceptionnelles, les esters de phosphate sont idéaux pour les applications à très haute température dépassant 200 °C (392 °F). Cependant, ils peuvent présenter des problèmes de compatibilité avec certains matériaux d'étanchéité.
4. Polyalkylène glycols (PAG):Les PAG offrent une excellente stabilité thermique et une faible volatilité, ce qui les rend adaptés aux applications à haute température. Ils offrent également de bonnes propriétés de lubrification et de transfert de chaleur.
5. Silicones et perfluoropolyéthers (PFPE):Les lubrifiants à base de silicone et les PFPE sont connus pour leur stabilité thermique exceptionnelle, certaines formulations étant capables de résister à des températures allant jusqu'à 300 °C (572 °F). Ils présentent également une faible volatilité et une bonne inertie chimique.
6. Graisses haute température: Des graisses spécialisées formulées à partir d'huiles de base synthétiques et d'épaississants thermiquement stables peuvent être utilisées pour des applications à haute température. Ces graisses assurent la lubrification et protègent contre l'usure et la corrosion à des températures élevées.

Applications à haute pression

Les joints mécaniques fonctionnant dans des conditions de haute pression nécessitent des lubrifiants capables de supporter des charges extrêmes et de maintenir la résistance de leur film. Les deux principales options de lubrifiant pour les applications à haute pression sont les suivantes :

1. Fluides barrières:Dans les systèmes à double joint, des fluides barrières sont utilisés pour lubrifier et refroidir les joints. Ces fluides sont généralement à base d'huile ou synthétiques et sont sélectionnés en fonction de leur viscosité, de leur stabilité thermique et de leur compatibilité avec le fluide de traitement. Les fluides barrières aident à égaliser la pression sur les faces du joint et empêchent le fluide de traitement de pénétrer dans la chambre du joint.
2. Huiles synthétiques:Les huiles synthétiques hautes performances, telles que les PAO, les esters et les PAG, offrent d'excellents coefficients de pression-viscosité, ce qui leur permet de maintenir une épaisseur de film adéquate dans des conditions de haute pression. Ces huiles offrent également une bonne stabilité thermique et une bonne résistance à l'oxydation.

Applications de l'eau

Lorsque les joints mécaniques sont exposés à l’eau ou à des solutions aqueuses, les lubrifiants doivent être compatibles avec ces environnements :

1. Lubrifiants à base d'eau:Pour les applications impliquant de l'eau propre ou des fluides à base d'eau, des lubrifiants hydrosolubles peuvent être utilisés. Ces lubrifiants contiennent généralement des inhibiteurs de corrosion et des additifs pour améliorer la lubrification et protéger contre l'usure.
2. Lubrifiants temporaires:Dans certains cas, des lubrifiants temporaires, tels que du bisulfure de molybdène ou du graphite, peuvent être appliqués sur les faces des joints avant l'installation. Ces lubrifiants assurent une lubrification initiale pendant la période de rodage et aident à éviter d'endommager les faces des joints.

Applications pétrolières

Pour les garnitures mécaniques fonctionnant dans des environnements huileux, les lubrifiants doivent être compatibles avec le fluide de traitement et assurer une lubrification adéquate :

1. Lubrifiants à base d'huile:Des huiles minérales ou synthétiques compatibles avec le fluide de traitement peuvent être utilisées pour lubrifier les joints mécaniques. Ces lubrifiants doivent avoir une viscosité appropriée, une bonne stabilité thermique et une résistance à l'oxydation.
2. Huiles synthétiques:Les huiles synthétiques hautes performances, telles que les PAO, les esters et les PAG, offrent des propriétés de lubrification supérieures à celles des huiles minérales. Elles offrent une excellente stabilité thermique, une résistance à l'oxydation et une compatibilité avec les matériaux d'étanchéité.

Applications chimiques

Dans les applications de traitement chimique, les joints mécaniques sont exposés à des milieux agressifs, nécessitant des lubrifiants capables de résister à ces conditions difficiles :

1. Lubrifiants fluorés:Les perfluoropolyéthers (PFPE) et autres lubrifiants fluorés offrent une excellente inertie chimique et une excellente stabilité thermique. Ils résistent à une large gamme de produits chimiques, notamment les acides, les bases et les solvants.
2. Lubrifiants à base de PTFE:Les lubrifiants contenant des particules de polytétrafluoroéthylène (PTFE) peuvent assurer la lubrification et réduire la friction dans les environnements chimiques. Le PTFE est chimiquement inerte et résistant à la plupart des produits chimiques, ce qui le rend adapté à une utilisation dans des milieux agressifs.