Les fuites dans les machines peuvent entraîner des temps d'arrêt coûteux et des risques pour la sécurité dans les installations industrielles. Même les petites fuites gaspillent des ressources et présentent des risques. Les garnitures mécaniques doubles constituent une solution efficace pour prévenir les fuites dans les équipements rotatifs. Ces composants spécialisés utilisent une conception unique à double joint pour contenir de manière fiable les fluides et les gaz.
Cette introduction explique ce que sont les garnitures mécaniques doubles, leur fonctionnement et les avantages qu'elles offrent pour améliorer les performances et la fiabilité des machines.
Qu'est-ce qu'une double garniture mécanique ?
Une garniture mécanique double est une solution d'étanchéité avancée qui utilise deux joints indépendants pour fournir une protection supérieure contre les fuites dans les équipements rotatifs tels que les pompes, les mélangeurs et les compresseurs. Contrairement aux garnitures mécaniques simples, qui reposent sur un seul point de contact entre les composants rotatifs et stationnaires, les garnitures mécaniques doubles comportent deux ensembles de surfaces d'étanchéité qui fonctionnent ensemble pour empêcher la fuite du fluide.
La garniture primaire, qui est la garniture la plus proche du fluide de traitement, fonctionne selon les mêmes principes qu'une garniture mécanique simple. Elle se compose d'une face rotative et d'une face fixe qui maintiennent entre elles une fine pellicule de fluide afin d'éviter tout contact direct et de minimiser l'usure.
La garniture secondaire, située derrière la garniture primaire, sert de secours en cas de défaillance de la garniture primaire. Cette redondance améliore considérablement la fiabilité et la sécurité du système d'étanchéité, ce qui rend les garnitures mécaniques doubles idéales pour les applications impliquant des fluides dangereux, toxiques ou sensibles à l'environnement.
Comment fonctionnent les garnitures mécaniques doubles ?
Lorsque l'arbre de la pompe tourne, le joint primaire agit comme la première ligne de défense, contenant le fluide de traitement à l'intérieur du corps de la pompe et empêchant les fuites. Le fluide de barrage pressurisé dans la cavité entre les joints lubrifie les faces des joints et évacue la chaleur générée par le frottement. Ce fluide est maintenu à une pression supérieure à celle du fluide de traitement, ce qui garantit que toute fuite s'écoule du fluide tampon vers le processus et non l'inverse.
Lorsque l'arbre de la pompe tourne, le joint primaire agit comme la première ligne de défense, contenant le fluide de traitement à l'intérieur du corps de la pompe et empêchant les fuites. Le fluide de barrage pressurisé dans la cavité entre les joints lubrifie les faces des joints et évacue la chaleur générée par le frottement. Ce fluide est maintenu à une pression supérieure à celle du fluide de traitement, ce qui garantit que toute fuite s'écoule du fluide tampon vers le processus et non l'inverse.
Objectif des garnitures mécaniques doubles
Sécurité renforcée
La redondance des garnitures mécaniques doubles réduit considérablement le risque de fuite et de défaillance des garnitures. En cas de défaillance de la garniture primaire, la garniture secondaire contient le fluide de traitement, évitant ainsi les fuites potentiellement dangereuses ou préjudiciables à l'environnement.
Conformité zéro émission
Les réglementations environnementales strictes en vigueur dans de nombreuses industries imposent des émissions quasi nulles de composés organiques volatils (COV) et d'autres polluants. Les garnitures mécaniques doubles, lorsqu'elles sont utilisées avec des fluides de barrage appropriés, peuvent contenir de manière fiable les fluides de traitement et empêcher les émissions fugitives.
Durée de vie prolongée des joints
Dans une configuration à double étanchéité, le joint secondaire fonctionne dans un environnement propre et contrôlé, isolé du fluide de traitement. Cela évite la contamination et prolonge la durée de vie des surfaces d'étanchéité. En outre, le fluide de barrage entre les joints lubrifie et refroidit les surfaces d'étanchéité, réduisant ainsi l'usure et la production de chaleur.
Isolation des conditions atmosphériques
Certains fluides de traitement peuvent se dégrader ou devenir dangereux lorsqu'ils sont exposés à des conditions atmosphériques telles que l'humidité ou l'oxygène. La chambre étanche située entre les joints primaire et secondaire isole le fluide de l'environnement.
Sceau de sauvegarde
Le joint secondaire d'un dispositif à double étanchéité sert de secours en cas de défaillance du joint primaire. Le joint de secours permet de poursuivre le fonctionnement jusqu'à ce qu'un arrêt de maintenance planifié puisse être programmé pour remplacer le joint primaire.
Fluides barrières et tampons dans les garnitures mécaniques doubles
Fluides de barrage
Les fluides de barrage sont utilisés dans les garnitures mécaniques doubles pour fournir une barrière physique complète entre le fluide de traitement et l'atmosphère. Le fluide de barrage est généralement maintenu à une pression supérieure à celle du fluide de traitement, ce qui empêche toute fuite du fluide de traitement dans l'atmosphère en cas de défaillance de la garniture. Ce fluide de barrage sous pression permet également de lubrifier et de refroidir les faces de la garniture, prolongeant ainsi leur durée de vie.
Fluides tampons
Contrairement aux fluides de barrage, les fluides tampons ne sont pas pressurisés et servent de barrière liquide non pressurisée entre le joint intérieur et l'atmosphère. Les fluides tampons sont utilisés lorsque le fluide de traitement n'est pas dangereux et qu'une barrière pressurisée n'est pas nécessaire. Le liquide tampon capture toute fuite mineure du joint intérieur, l'empêchant de s'échapper dans l'atmosphère.
Configurations des garnitures mécaniques doubles
Dos à dos
Dans une configuration dos à dos, également connue sous le nom de disposition opposée, les joints primaires et secondaires sont orientés de manière à ce que leurs faces rotatives soient opposées l'une à l'autre. Les joints sont chargés mécaniquement l'un contre l'autre, le fluide de barrage étant pressurisé entre eux. Cette configuration offre une excellente étanchéité et convient aux applications à haute pression. Cependant, elle nécessite une gestion minutieuse de la pression du fluide de barrage afin de maintenir une charge correcte sur les faces des joints.
Tandem
Les joints tandem, également appelés joints en ligne, ont les deux faces d'étanchéité orientées dans la même direction, face au fluide du procédé. Le joint primaire supporte la pression totale du fluide de traitement, tandis que le joint secondaire sert de réserve. Le fluide tampon entre les joints est généralement à une pression inférieure à celle du fluide de traitement. Les joints tandem offrent une tuyauterie et un contrôle de la pression simplifiés par rapport aux joints dos à dos. Ils sont couramment utilisés dans les applications à pression modérée et lorsque les fuites dans l'atmosphère sont autorisées en petites quantités.
Face à face
Les joints face à face ont leurs faces rotatives orientées l'une vers l'autre, avec un fluide de barrage entre elles. Cette configuration est moins courante que les joints dos à dos ou tandem, mais elle offre des avantages uniques. Les joints face à face sont équilibrés de manière inhérente et ne nécessitent pas de dispositifs supplémentaires d'équilibrage de la pression. Ils ont également un encombrement axial plus faible, ce qui les rend adaptés aux installations où l'espace est limité. Cependant, les joints face à face nécessitent un système de refroidissement séparé pour le fluide de barrage, car la chaleur générée par les faces du joint peut s'accumuler dans la cavité fermée entre elles.
