Quel gaz est utilisé comme fluide barrière dans un joint mécanique sec

Les joints mécaniques secs sont un composant essentiel dans diverses applications industrielles, notamment dans les équipements rotatifs tels que les pompes et les compresseurs. Ces joints s'appuient sur un mince film de gaz, appelé fluide barrière, pour éviter les fuites et maintenir des performances optimales.

Dans cet article de blog, nous explorerons le gaz spécifique utilisé comme fluide barrière dans les joints mécaniques secs et discuterons de ses propriétés et de ses avantages.

Gaz courants utilisés comme fluides barrières

Azote

L'azote est largement utilisé comme fluide barrière en raison de sa nature inerte et de sa disponibilité. Il est ininflammable, non toxique et compatible avec la plupart des fluides de traitement et des matériaux d'étanchéité. Le faible point de rosée de l'azote permet d'éviter la condensation dans la chambre d'étanchéité, minimisant ainsi le risque de corrosion et de contamination. Sa stabilité sur une large plage de températures le rend adapté à diverses applications industrielles.

Vapeur

Dans les applications à haute température, la vapeur peut servir de fluide barrière efficace. Sa capacité thermique élevée lui permet de maintenir une température stable dans la chambre d'étanchéité, empêchant ainsi la déformation thermique des faces d'étanchéité. La vapeur assure également la lubrification des faces d'étanchéité, réduisant ainsi le frottement et l'usure. Cependant, l'utilisation de la vapeur nécessite une attention particulière aux matériaux d'étanchéité pour garantir la compatibilité et éviter la dégradation.

Air purifié

L'air purifié, exempt d'humidité, d'huile et de particules, est une autre option pour les systèmes de fluides barrières. Il est facilement disponible et peut être généré sur site à l'aide de compresseurs d'air et d'unités de filtration. L'air purifié convient aux applications où l'azote ou d'autres gaz inertes ne sont pas nécessaires et où le fluide de traitement est compatible avec l'air. Cependant, l'air doit être correctement traité pour éliminer les contaminants qui pourraient endommager les faces d'étanchéité ou provoquer des réactions indésirables.

Autres gaz inertes

Outre l'azote, d'autres gaz inertes tels que l'hélium, l'argon et le dioxyde de carbone peuvent être utilisés comme fluides barrières dans des applications spécifiques. Ces gaz partagent des propriétés similaires à celles de l'azote, telles que l'ininflammabilité et l'inertie chimique. Le choix du gaz inerte dépend de facteurs tels que le poids moléculaire, la conductivité thermique et la compatibilité avec le fluide de traitement et les matériaux d'étanchéité. Par exemple, la conductivité thermique élevée de l'hélium le rend adapté aux applications de transfert de chaleur, tandis que la densité élevée du dioxyde de carbone peut offrir une meilleure face d'étanchéité lubrification dans certains cas.

Gaz courants utilisés comme fluides barrières

Azote

L'azote est un choix populaire pour les fluides barrières dans les sols secs garnitures mécaniques en raison de sa nature inerte et de sa grande disponibilité. Son ininflammabilité et sa faible réactivité le rendent adapté à diverses applications industrielles, garantissant un fonctionnement sûr et minimisant le risque de combustion ou de réactions chimiques au sein du système d'étanchéité.

Vapeur

Dans les applications à haute température, la vapeur sert de fluide barrière efficace pour les joints mécaniques secs. Sa stabilité thermique et sa capacité à maintenir les propriétés de lubrification à des températures élevées en font un fluide idéal pour les processus impliquant un transfert de chaleur ou des équipements à vapeur. Cependant, une gestion appropriée des condensats est essentielle pour éviter la défaillance des joints.

Air purifié

L'air purifié, exempt d'humidité, de contaminants et d'huile, est utilisé comme fluide barrière dans les joints mécaniques secs où l'azote ou d'autres gaz inertes ne sont pas facilement disponibles. Il offre une alternative économique tout en offrant des performances d'étanchéité adéquates dans les applications moins exigeantes.

Autres gaz inertes

Selon les exigences spécifiques de l'application, d'autres gaz inertes tels que l'argon, l'hélium ou le dioxyde de carbone peuvent être utilisés comme fluides barrières. Ces gaz présentent des propriétés similaires à celles de l'azote, offrant une stabilité chimique, une ininflammabilité et une compatibilité avec divers matériaux de traitement.

Caractéristiques idéales des fluides barrières

• Normes de sécurité : Les fluides barrières doivent être ininflammables et non toxiques pour garantir un fonctionnement sûr et minimiser les risques pour le personnel et l'environnement.
• Inertie chimique : Le fluide barrière sélectionné doit être chimiquement inerte et compatible avec les matériaux du procédé, empêchant ainsi les réactions indésirables ou la dégradation des composants d'étanchéité.
• Stabilité thermique et efficacité de lubrification : les fluides barrières doivent conserver leur stabilité et leurs propriétés de lubrification sur toute la plage de températures de fonctionnement, garantissant ainsi des performances d'étanchéité fiables et minimisant l'usure.
• Contrôle de l’humidité et des contaminants : Le fluide barrière doit être exempt d’humidité, de particules et d’autres contaminants qui peuvent compromettre l’interface d’étanchéité et entraîner une défaillance prématurée.
• Disponibilité et rentabilité : Le fluide barrière choisi doit être facilement disponible et rentable, compte tenu de facteurs tels que la fiabilité de la chaîne d’approvisionnement et les exigences de maintenance.

Avantages des joints mécaniques lubrifiés au gaz

Performances d'étanchéité améliorées

Les joints mécaniques lubrifiés au gaz offrent des performances d'étanchéité supérieures à celles des joints lubrifiés au liquide, en particulier dans les applications impliquant des températures élevées, des fluides à faible viscosité ou des conditions de fonctionnement à sec. Le film de gaz entre les faces d'étanchéité constitue une barrière stable et fiable, empêchant les fuites et préservant l'intégrité du joint.

Friction et usure réduites

L'utilisation de gaz comme fluide barrière réduit considérablement le frottement entre les faces d'étanchéité, ce qui minimise l'usure et prolonge la durée de vie de la garniture mécanique. La faible viscosité des gaz permet une lubrification efficace, même à des vitesses de rotation élevées ou lors d'un fonctionnement intermittent.

Compatibilité avec les fluides de procédé

Les joints mécaniques lubrifiés au gaz sont compatibles avec une large gamme de fluides de traitement, y compris ceux qui sont chimiquement agressifs, abrasifs ou sujets à la cristallisation. La nature inerte du gaz de barrage empêche les réactions chimiques ou la contamination du fluide de traitement, préservant ainsi la pureté et la qualité du produit.

Avantages environnementaux et de sécurité

En éliminant le besoin de lubrification liquide, les joints mécaniques lubrifiés au gaz minimisent le risque de contamination environnementale et réduisent le risque de dangers sur le lieu de travail associés aux fuites ou aux déversements. L'utilisation de gaz de barrage non inflammables et non toxiques améliore encore la sécurité dans les environnements industriels.

Inconvénients de l'utilisation du gaz comme fluide barrière

Coût initial plus élevé

La mise en œuvre de joints mécaniques lubrifiés au gaz implique souvent des coûts initiaux plus élevés que ceux des joints traditionnels lubrifiés au liquide. Le besoin d'équipements supplémentaires, tels que des systèmes d'alimentation en gaz, des régulateurs de pression et des dispositifs de surveillance, contribue à l'augmentation de l'investissement initial.

Complexité et maintenance accrues

Les joints mécaniques lubrifiés au gaz nécessitent un système d'étanchéité plus complexe, comprenant un contrôle précis de la pression du gaz, du débit et de la filtration. Cette complexité nécessite des connaissances et des compétences spécialisées pour l'installation, l'exploitation et la maintenance, ce qui peut augmenter la charge et les coûts globaux de maintenance.

Capacité limitée de dissipation de chaleur

Bien que les joints lubrifiés au gaz soient excellents dans les applications à haute température, leur capacité de dissipation de chaleur est inférieure à celle des joints lubrifiés au liquide. Dans les processus impliquant une production de chaleur importante, des mécanismes de refroidissement supplémentaires peuvent être nécessaires pour éviter la surchauffe et garantir des performances d'étanchéité optimales.

Sensibilité aux fluctuations de pression

Les joints mécaniques lubrifiés au gaz sont plus sensibles aux fluctuations de pression que leurs homologues lubrifiés au liquide. Des changements soudains de pression de gaz ou des interruptions d'alimentation peuvent perturber l'interface d'étanchéité, entraînant une fuite potentielle ou une défaillance du joint.