Les garnitures mécaniques sont des composants essentiels dans une grande variété d'applications industrielles, en particulier dans les pompes centrifuges et autres équipements impliquant des arbres rotatifs. La fonction première d'une garniture mécanique est d'empêcher la fuite du fluide de traitement du corps de la pompe tout en permettant à l'arbre de tourner librement. Pour ce faire, les garnitures mécaniques s'appuient sur plusieurs points d'étanchéité critiques, qui peuvent être classés comme dynamiques ou stationnaires.
Qu'est-ce que le point de scellement ?
Dans le contexte des garnitures mécaniques, un point d'étanchéité fait référence à l'interface entre deux composants où un joint est formé pour empêcher les fuites de fluide. L'efficacité d'une garniture mécanique dépend de l'intégrité de ces points d'étanchéité, qui doivent résister à la pression, à la température et à la composition chimique du fluide de traitement, ainsi qu'aux forces de rotation générées par l'arbre.
Les points d'étanchéité des garnitures mécaniques peuvent être classés en deux catégories principales : les points d'étanchéité dynamiques et les points d'étanchéité stationnaires. Les points d'étanchéité dynamiques sont ceux où une surface d'étanchéité tourne par rapport à l'autre, tandis que les points d'étanchéité stationnaires impliquent deux surfaces immobiles.
Combien de points d'étanchéité une garniture mécanique comporte-t-elle ?
Une garniture mécanique a 4 points d'étanchéité. L'un d'eux est le point d'étanchéité dynamique. Les 3 autres sont les points d'étanchéité fixes. Ces 4 points travaillent ensemble pour éviter les fuites.
Point d'étanchéité dynamique
Le point d'étanchéité dynamique est le composant le plus critique d'une garniture mécanique, car il est responsable du maintien d'une barrière étanche entre l'arbre en rotation et les composants fixes de la garniture. Ce point d'étanchéité se compose de deux éléments principaux : l'élément d'étanchéité primaire, qui est généralement une paire de surfaces annulaires plates (l'une fixe et l'autre tournante) pressées l'une contre l'autre par un ressort ou un autre moyen, et les éléments d'étanchéité secondaires, qui sont généralement des joints toriques ou d'autres joints en élastomère qui empêchent les fuites entre les composants fixes et tournants de l'ensemble d'étanchéité.
L'interface dynamique du joint est le point de contact entre les faces tournantes et fixes du joint. Ces faces sont rodées à un niveau de planéité très élevé et sont généralement fabriquées dans des matériaux durs et résistants à l'usure, tels que le carbure de silicium, le carbure de tungstène ou la céramique. Les faces d'étanchéité sont conçues pour fonctionner l'une contre l'autre avec un mince film de fluide entre elles, ce qui permet de lubrifier et de refroidir les surfaces d'étanchéité.
Points de scellement fixes
Outre le point d'étanchéité dynamique, les garnitures mécaniques s'appuient également sur plusieurs points d'étanchéité fixes pour empêcher les fuites de fluide. Ces points d'étanchéité sont situés entre les composants non mobiles de la garniture et le corps de la pompe.
Joint d'étanchéité à l'arbre
Le point d'étanchéité entre le joint et l'arbre est chargé d'empêcher les fuites de fluide entre l'arbre en rotation et les composants fixes de l'ensemble d'étanchéité. Ce point d'étanchéité est généralement constitué d'une chemise d'arbre ou d'un collier fixé à l'arbre et tournant avec lui, et d'un élément d'étanchéité fixe pressé contre la chemise par un ressort ou d'autres moyens.
La chemise d'arbre est généralement fabriquée dans un matériau dur et résistant à l'usure, tel que l'acier inoxydable ou la céramique, et peut être revêtue d'un traitement de surface spécialisé afin d'améliorer sa résistance à l'abrasion et à la corrosion. L'élément d'étanchéité fixe est généralement un joint torique ou un autre joint élastomère conçu pour maintenir un ajustement serré et étanche au fluide contre la chemise d'arbre.
Joint d'étanchéité au boîtier Joint d'étanchéité
Le point d'étanchéité entre la garniture et le carter est chargé d'empêcher les fuites de liquide entre les composants fixes de l'ensemble de garniture et le carter de la pompe. Ce point d'étanchéité est généralement constitué d'un joint ou d'un joint torique qui est comprimé entre la plaque du presse-étoupe et le corps de la pompe, créant ainsi une barrière étanche au fluide.
Le matériau du joint ou du joint torique doit être compatible avec le fluide de traitement et capable de résister aux températures et pressions de fonctionnement rencontrées dans l'application. Dans certains cas, des matériaux ou des conceptions de joints spécialisés peuvent être utilisés pour améliorer les performances d'étanchéité ou pour tenir compte de la dilatation thermique ou d'autres changements dimensionnels.
Joint entre la plaque de presse-étoupe et le presse-étoupe
Le point d'étanchéité entre la plaque de presse-étoupe et le presse-étoupe est chargé d'empêcher les fuites de fluide entre la plaque de presse-étoupe et le presse-étoupe, qui est la cavité dans le corps de la pompe où l'ensemble d'étanchéité est installé. Ce point d'étanchéité est généralement constitué d'un joint ou d'un joint torique comprimé entre la plaque de presse-étoupe et la face du presse-étoupe.
Comme pour le point d'étanchéité entre le joint et le logement, il est essentiel de bien choisir le matériau du joint et d'installer et de serrer correctement les boulons de la plaque de presse-étoupe pour garantir une étanchéité efficace. Dans certains cas, une plaque de presse-étoupe en deux parties peut être utilisée pour faciliter l'installation et l'entretien du joint, en particulier dans les applications où un remplacement fréquent du joint est nécessaire.
