Pourquoi la compatibilité des fluides est importante dans la sélection des joints
Un joint est exposé directement au fluide à l’intérieur d’un pipeline, d’une vanne, d’une pompe, d’une bride ou d’un système de traitement. Si le matériau du joint est chimiquement incompatible avec le fluide, le joint peut gonfler, ramollir, durcir, se fissurer ou perdre ses dimensions d'origine. Dans un système sous pression, ces changements peuvent entraîner des fuites et une maintenance imprévue.
Pour cette raison, la sélection d'un joint doit commencer par l'étanchéité du fluide, plutôt que de simplement choisir un joint en fonction de sa taille ou de son prix.
Les principaux facteurs liés aux fluides-incluent :
- Composition chimique
- Température de fonctionnement
- Pression de service
- Concentration de liquide
- Délai d'exposition
- Conditions d'écoulement
- Processus de nettoyage ou de stérilisation
Le même matériau de joint peut fonctionner différemment en fonction de la concentration et de la température du fluide. Par conséquent, la compatibilité des matériaux doit être évaluée ainsi que les conditions réelles de fonctionnement.
Joints NBR pour huiles et fluides à base de pétrole-
Le NBR (caoutchouc nitrile butadiène) est couramment utilisé lorsque le système d'étanchéité entre en contact avec des fluides à base de pétrole.
Le NBR offre une bonne résistance à :
- Huiles minérales
- Huiles hydrauliques
- Huiles lubrifiantes
- Carburant diesel
- Graisse
- Fluides à base de pétrole-
Il offre également une bonne résistance mécanique et une bonne résistance à l'abrasion, ce qui le rend adapté aux équipements industriels où le joint est exposé à des vibrations ou à des assemblages répétés.
Les applications typiques incluent :
- Équipement hydraulique
- Pompes à huile
- Systèmes automobiles
- Boîtes de vitesses
- Machines industrielles
- Systèmes de carburant
Cependant, le NBR ne doit pas être sélectionné uniquement parce que le système contient de l'huile. La formulation spécifique de l’huile, la température, la pression et la durée d’exposition doivent également être prises en compte.
Joints EPDM pour eau et vapeur
L'EPDM (éthylène propylène diène monomère) est largement utilisé dans les applications à base d'eau-en raison de sa résistance à l'eau chaude, à la vapeur, à l'ozone et au vieillissement climatique.
L'EPDM est couramment utilisé avec :
- Eau froide
- Eau chaude
- Vapeur
- Fluides à base de glycol-
- Solutions de nettoyage diluées
- Certains produits chimiques aqueux
Les applications typiques incluent :
- Équipement de traitement de l'eau
- Systèmes CVC
- Pompes
- Systèmes de tuyauterie
- Équipement de chauffage
- Équipement extérieur
Les fluides-à base de pétrole constituent une limitation importante. L'EPDM est peu compatible avec les huiles minérales, les carburants et de nombreux fluides à base d'hydrocarbures. L'utilisation d'EPDM dans ces environnements peut provoquer un gonflement et une détérioration.
Joints FKM pour huiles et produits chimiques à haute-température
Le FKM, communément appelé fluoroélastomère, est sélectionné lorsqu'une température et une résistance chimique plus élevées sont requises.
FKM fonctionne bien avec plusieurs :
- Huiles minérales
- Carburants
- Lubrifiants
- Fluides hydrocarbonés
- Fluides industriels à haute-température
Il est fréquemment utilisé dans :
- Moteurs automobiles
- Équipement de traitement chimique
- Équipements pétroliers et gaziers
- Pompes à haute-température
- Vannes industrielles
Le FKM est particulièrement utile lorsqu'il faut prendre en compte à la fois la résistance aux fluides et la température de fonctionnement élevée.
Cependant, le FKM n’est pas universellement compatible avec tous les produits chimiques. Certains environnements d'eau chaude, de vapeur et de produits chimiques spécifiques peuvent nécessiter un élastomère différent.
Joints en silicone pour-applications sensibles à la température
Le caoutchouc de silicone est connu pour conserver sa flexibilité sur une large plage de températures.
Les joints en silicone peuvent être utilisés avec :
- Eau
- Air
- Certains fluides-en contact avec les aliments
- Certains produits chimiques
- Température-support variable
Les applications courantes incluent :
- Équipement de transformation des aliments
- Équipement électrique
- Matériel médical
- Matériel de laboratoire
- Assemblages haute- et basse-température
Le silicone offre une bonne résistance aux intempéries et au vieillissement, mais sa résistance mécanique et sa résistance à l’abrasion sont généralement inférieures à celles de certains autres élastomères industriels. Il convient donc de le choisir en fonction de la charge d'étanchéité réelle et des conditions de mouvement.
Joints PTFE pour fluides chimiques agressifs
Le PTFE est différent des matériaux de joints en caoutchouc conventionnels car il offre une très large résistance chimique.
Les joints PTFE sont généralement envisagés pour :
- Acides forts
- Alcalis forts
- Solvants
- Produits chimiques agressifs
- Fluides de procédé corrosifs
Les applications typiques incluent :
- Traitement chimique
- Équipement pharmaceutique
- Pipelines chimiques
- Systèmes de laboratoire
- Manipulation de fluides corrosifs
Le PTFE possède une excellente résistance chimique et peut fonctionner sur une large plage de températures. Cependant, ses caractéristiques de fluage et d'écoulement à froid doivent être prises en compte lors de la conception d'assemblages à brides à charge élevée.
Pour certaines applications, des composés PTFE chargés sont sélectionnés pour améliorer la stabilité dimensionnelle et les performances mécaniques.
Comment différents fluides affectent les matériaux des joints
Les problèmes de compatibilité des fluides apparaissent généralement sous plusieurs formes.
Gonflement
Certains élastomères absorbent certains fluides et augmentent de volume. Un gonflement excessif modifie les dimensions du joint et peut augmenter les contraintes d'installation.
Durcissement
Une exposition à long-terme à des produits chimiques incompatibles ou à des températures élevées peut rendre le matériau plus dur et moins flexible.
Ramollissement
Certains fluides peuvent réduire la résistance interne d'un élastomère, entraînant une réduction de la force d'étanchéité.
Fissuration
L’exposition aux produits chimiques, à l’ozone, à la chaleur et aux contraintes mécaniques peuvent créer des fissures en surface qui finissent par se transformer en chemins de fuite.
Ensemble de compression
Après une compression à long terme-, un joint peut ne pas retrouver complètement sa forme d'origine. Cela réduit la pression de contact entre le joint et les surfaces d'étanchéité.
Ces modes de défaillance montrent pourquoi la compatibilité des matériaux doit être vérifiée avant de sélectionner le joint.
Sélection des matériaux de joint par type de fluide
La comparaison suivante constitue un point de départ pratique pour la sélection des matériaux :
| Fluide ou Médium | Options de matériaux courants | Considération principale |
|---|---|---|
| Huile hydraulique | NBR, FKM | Résistance à l'huile et température |
| Huile minérale | NBR, FKM | Compatibilité chimique |
| Carburant diesel | NBR, FKM | Résistance au carburant |
| Eau chaude | EPDM, Silicone | Résistance à la température et à l'eau |
| Vapeur | EPDM, qualités FKM sélectionnées | Température et pression de la vapeur |
| Liquide de refroidissement au glycol | EPDM, qualités NBR sélectionnées | Concentration et température |
| Acides | PTFE, qualités EPDM sélectionnées | Concentration chimique |
| Alcalis | PTFE, qualités EPDM sélectionnées | Compatibilité chimique |
| Solvants | PTFE, nuances FKM sélectionnées | Compatibilité spécifique avec les solvants |
| Air | NBR, EPDM, Silicone | Température et exposition à l'ozone |
Ce tableau doit être traité comme un guide préliminaire de sélection de matériel-. La sélection finale doit être basée sur la composition exacte du fluide, sa concentration, sa pression et sa température de fonctionnement.
La température et la pression doivent être considérées ensemble
La compatibilité des fluides à elle seule ne détermine pas les performances du joint.
Un matériau peut résister à un produit chimique spécifique à température ambiante mais se comporter différemment lorsque le même fluide atteint 120 ou 150 degrés.
Une température élevée peut accélérer :
- Dégradation chimique
- Gonflement
- Ensemble de compression
- Durcissement
- Perte de résistance à la traction
La pression affecte également le système d’étanchéité. Sous haute pression, le joint peut subir une extrusion ou une déformation, en particulier lorsque le matériau est relativement mou ou que le jeu de la bride est excessif.
Pour cette raison, la sélection du joint doit évaluer le fluide + la température + la pression comme un ensemble de conditions de fonctionnement.
Tenez compte de la concentration du liquide et du temps d'exposition
La concentration d'un produit chimique peut affecter considérablement la compatibilité des joints.
Par exemple, une solution chimique diluée peut avoir des effets limités sur un élastomère, tandis qu'une concentration plus élevée peut provoquer un gonflement ou une dégradation rapide.
Le temps d'exposition est un autre facteur important. Un joint qui fonctionne de manière satisfaisante lors d'un contact à court-peut ne pas offrir la même durée de vie après une exposition continue pendant plusieurs mois.
Lors de la sélection d'un joint pour un équipement de traitement, les acheteurs doivent fournir :
- Nom du fluide
- Concentration chimique
- Température de fonctionnement
- Pression de service
- Exposition continue ou intermittente
- Durée de vie prévue
Ces informations permettent au fabricant d'évaluer plus précisément l'adéquation du matériau.
Sélection de matériaux de joint pour les fluides alimentaires et pharmaceutiques
Les équipements destinés aux aliments, aux boissons et aux produits pharmaceutiques peuvent nécessiter des considérations matérielles supplémentaires au-delà de la résistance chimique.
Le joint devra peut-être résister :
- Eau
- Agents de nettoyage
- Produits chimiques désinfectants
- Eau chaude
- Vapeur
- Cycles de nettoyage répétés
Des matériaux tels que le silicone et certains composés EPDM sont couramment utilisés dans ces applications, en fonction des conditions spécifiques du processus et des exigences réglementaires.
Si le joint entre en contact avec un produit réglementé, les acheteurs doivent également confirmer si le composé sélectionné répond aux spécifications requises liées au contact alimentaire ou pharmaceutique-.
Fabrication de joints sur mesure pour différents fluides
Les applications industrielles nécessitent souvent des dimensions, des matériaux ou des structures de joints qui ne sont pas disponibles en tant que produits standard.
La personnalisation peut inclure :
- Dimensions personnalisées
- Profils non-standards
- Différents composés de caoutchouc
- Ajustement de la dureté
- Épaisseur spéciale
- Production basée sur le dessin-
- Emballage OEM
Chaoyuefabrique des joints personnalisés en utilisant des matériaux tels que le NBR, l'EPDM, le FKM, le silicone et d'autres matériaux d'étanchéité selon les exigences de l'application. Le processus de fabrication peut être basé sur les dessins du client, les échantillons, les dimensions, les supports d'étanchéité, les conditions de température et les exigences de fonctionnement.
Le processus technique de Chaoyue couvre la sélection des matériaux, le développement des moules, la production, l'inspection dimensionnelle, les tests de propriétés physiques et le contrôle qualité des lots. Cela permet d'adapter les spécifications des joints à différents fluides plutôt que de s'appuyer sur un seul matériau pour toutes les applications.
Questions à poser avant de choisir un matériau de joint
Avant de passer une commande, les acheteurs industriels doivent fournir suffisamment d’informations pour la sélection des matériaux.
- Avec quel fluide le joint entrera-t-il en contact ?
Identifiez le milieu exact plutôt que d'utiliser une description large telle que « produit chimique » ou « pétrole ».
- Quelle est la température de fonctionnement ?
Fournit à la fois une température de fonctionnement normale et d'éventuels pics de température.
- Quelle est la pression de travail ?
La pression affecte le comportement en compression, déformation et extrusion.
- L'exposition est-elle continue ?
Une immersion continue et un contact occasionnel peuvent produire des exigences matérielles différentes.
- Existe-t-il des cycles de nettoyage ou de stérilisation ?
Une exposition répétée à des produits chimiques de nettoyage, à l'eau chaude ou à la vapeur peut affecter la durée de vie du joint.
- Existe-t-il des exigences réglementaires ?
Les applications alimentaires, pharmaceutiques,-d'eau potable et autres applications réglementées peuvent nécessiter des matériaux conformes spécifiques.
Fournir ces détails avant la production permet de réduire le risque de sélection d’un composé de joint incompatible.
Facteurs clés à comparer lors de la sélection des matériaux de joint
| Facteur de sélection | Que faut-il évaluer |
|---|---|
| Compatibilité des fluides | Huile, eau, vapeur, carburant, acide, alcali, solvant ou autres fluides |
| Température | Température de fonctionnement normale et pics de température |
| Pression | Pression de travail, fluctuations de pression et pics possibles |
| Propriétés des matériaux | Résistance chimique, élasticité, résistance à la traction et déformation rémanente à la compression |
| Délai d'exposition | Contact continu, contact intermittent ou exposition à court terme- |
| Structure du joint | Épaisseur, profil, dimensions et surface d'étanchéité |
| Exigences réglementaires | Normes spécifiques au{{0}contact alimentaire, à l'eau potable-ou à d'autres applications- |
| Précision de production | Tolérance dimensionnelle, cohérence des matériaux et contrôle des lots |