Dans le domaine des machines industrielles, il est primordial de garantir l'intégrité des équipements rotatifs et des pompes. Les garnitures mécaniques jouent un rôle essentiel dans le maintien de cette intégrité en prévenant les fuites et en contenant les fluides. Dans ce domaine spécialisé, deux configurations principales existent : simple et double.garnitures mécaniques doublesChaque type offre des avantages distincts et répond à des exigences opérationnelles spécifiques. Cet article explore les différences entre ces deux solutions d'étanchéité, en décrivant leurs fonctionnalités, applications et avantages respectifs.
Qu'est-ce queGarniture mécanique simple?
Une garniture mécanique simple se compose de deux composants principaux : le composant rotatif et le composantfaces d'étanchéité fixesLa face rotative du joint est fixée à l'arbre rotatif, tandis que la face fixe est fixée au carter de la pompe. Ces deux faces sont poussées l'une contre l'autre par un mécanisme à ressort, ce qui crée une étanchéité parfaite empêchant toute fuite de fluide le long de l'arbre.
Les principaux matériaux utilisés pour ces surfaces d'étanchéité varient, les plus courants étant le carbure de silicium, le carbure de tungstène, la céramique ou le carbone, souvent choisis en fonction des caractéristiques du fluide de traitement et des conditions opérationnelles telles que la température, la pression et la compatibilité chimique. De plus, un film lubrifiant du fluide pompé est généralement déposé entre les faces des joints afin de minimiser l'usure, un aspect essentiel à la longévité.
Les garnitures mécaniques simples sont généralement utilisées dans les applications où le risque de fuite ne présente pas de risques importants pour la sécurité ni de préoccupations environnementales. Leur conception simplifiée facilite l'installation et réduit les coûts initiaux par rapport à des solutions d'étanchéité plus complexes. L'entretien de ces garnitures implique une inspection et un remplacement réguliers à intervalles prédéterminés afin d'éviter les pannes dues à l'usure normale.
Dans les environnements moins exigeants en matière de mécanismes d'étanchéité, où les fluides agressifs ou dangereux ne sont pas présents, les joints mécaniques simples offrent une solution efficace.solution d'étanchéitécontribuant à prolonger la durée de vie des équipements tout en simplifiant les pratiques de maintenance.
Description des fonctionnalités
Composants principaux Face d'étanchéité rotative (sur l'arbre), face d'étanchéité fixe (sur le corps de la pompe)
Matériaux Carbure de silicium, carbure de tungstène, céramique, carbone
Mécanisme à ressort avec faces poussées ensemble
Interface d'étanchéité Film fluide entre les faces
Applications courantes Fluides/processus moins dangereux où le risque de fuite est minime
Avantages Conception simple; Facilité d'installation; Coût inférieur
Exigences d'entretien Inspection régulière ; Remplacement à intervalles réguliers
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Qu'est-ce qu'une garniture mécanique double ?
Une garniture mécanique double est composée de deux joints disposés en série ; on l'appelle aussi garniture mécanique à double cartouche. Cette conception offre un meilleur confinement du fluide à isoler. Les garnitures doubles sont généralement utilisées dans les applications où une fuite de produit peut être dangereuse pour l'environnement ou la sécurité du personnel, où le fluide de procédé est coûteux et doit être conservé, ou encore lorsque le liquide est difficile à manipuler et peut cristalliser ou se solidifier au contact des conditions atmosphériques.
Ces garnitures mécaniques comportent généralement un joint intérieur et un joint extérieur. Le joint intérieur maintient le produit dans le carter de la pompe, tandis que le joint extérieur agit comme une barrière de sécurité pour une sécurité et une fiabilité accrues. Les joints doubles nécessitent souvent un fluide tampon entre eux, qui sert à la fois de lubrifiant et de liquide de refroidissement pour réduire la chaleur de frottement, prolongeant ainsi la durée de vie des deux joints.
Le fluide tampon peut être de deux types : non pressurisé (appelé fluide barrière) ou pressurisé. Dans les systèmes pressurisés, en cas de défaillance du joint interne, il ne devrait pas y avoir de fuite immédiate, car le joint externe assure le confinement jusqu'à la maintenance. Une surveillance périodique de ce fluide barrière permet de prédire les performances et la longévité du joint.
Description des fonctionnalités
Solution d'étanchéité à haut confinement en cas de conflit
Conception Deux joints disposés en série
Utilisation Environnements dangereux ; conservation de fluides coûteux ; manipulation de liquides difficiles
Avantages Sécurité renforcée ; risque réduit de fuite ; durée de vie potentiellement prolongée
Besoin en fluide tampon Peut être non pressurisé (fluide barrière) ou pressurisé
Sécurité Fournit le temps nécessaire pour effectuer des opérations de maintenance avant qu'une fuite ne se produise après une panne
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Types de garnitures mécaniques doubles
Les configurations à garniture mécanique double sont conçues pour répondre à des exigences d'étanchéité plus élevées que les garnitures mécaniques simples. Ces configurations incluent des agencements dos à dos, face à face et en tandem, chacun avec sa configuration et son fonctionnement spécifiques.
1. Double joint mécanique dos à dos
Une garniture mécanique double dos à dos est composée de deux joints simples disposés dos à dos. Ce type de joint est conçu pour des applications spécifiques où un système de fluide barrière est utilisé entre les joints pour assurer la lubrification et évacuer la chaleur générée par le frottement.
Dans une configuration dos à dos, le joint intérieur fonctionne dans des conditions de pression similaires à celles du produit scellé, tandis qu'une source externe alimente le joint extérieur en fluide barrière à pression plus élevée. Cela garantit une pression positive constante sur les deux faces du joint, empêchant ainsi toute fuite de fluides de procédé dans l'environnement.
L'utilisation de joints dos à dos est avantageuse pour les systèmes où les inversions de pression sont un problème ou lorsque le maintien d'un film lubrifiant constant est crucial pour éviter le fonctionnement à sec. Ces joints sont particulièrement adaptés aux applications haute pression, garantissant fiabilité et longévité du système d'étanchéité. Grâce à leur conception robuste, ils offrent également une sécurité supplémentaire contre les inversions de pression inattendues du système, qui pourraient compromettre l'intégrité d'une garniture mécanique.
Un système de garniture mécanique double face à face, également appelé joint tandem, est conçu avec deux faces opposées positionnées de manière à ce que les joints intérieur et extérieur soient en contact l'un avec l'autre par leurs faces planes respectives. Ce type de système d'étanchéité est particulièrement avantageux pour les applications moyenne pression, où le fluide entre les joints doit être contrôlé et peut être dangereux en cas de fuite.
L'un des principaux avantages d'une garniture mécanique double face à face est sa capacité à empêcher les fuites de fluides de procédé dans l'environnement. En créant une barrière entre les deux joints à faces planes, un fluide tampon ou de barrage, sous une pression inférieure à celle du fluide de procédé, toute fuite tend à se déplacer vers cette zone et à s'éloigner de l'extérieur.
Cette configuration permet de surveiller l'état du fluide de barrage, essentiel à la maintenance et garantissant une fiabilité à long terme. Les fuites potentielles étant orientées vers l'extérieur (côté atmosphère) ou vers l'intérieur (côté procédé), selon les différences de pression, les opérateurs peuvent détecter les fuites plus facilement qu'avec d'autres configurations de joints.
Un autre avantage est lié à la durée de vie ; ces types de joints présentent souvent des durées de vie prolongées car les particules présentes dans le fluide de traitement ont moins d'impact néfaste sur les surfaces d'étanchéité en raison de leur positionnement relatif et parce qu'ils fonctionnent dans des conditions moins difficiles grâce à la présence de fluide tampon.
3. Joints mécaniques doubles tandem
Les garnitures mécaniques doubles en tandem, ou face-à-face, sont des configurations d'étanchéité où deux garnitures mécaniques sont disposées en série. Ce système offre un niveau de fiabilité et de confinement supérieur à celui des garnitures simples. La garniture principale est située au plus près du produit à sceller et constitue la principale barrière contre les fuites. La garniture secondaire, placée derrière la garniture principale, constitue une protection supplémentaire.
Chaque joint du système tandem fonctionne indépendamment ; ainsi, en cas de défaillance du joint primaire, le joint secondaire retient le fluide. Les joints tandem intègrent souvent un fluide tampon à pression inférieure à celle du fluide de traitement, entre les deux joints. Ce fluide tampon sert à la fois de lubrifiant et de liquide de refroidissement, réduisant ainsi l'échauffement et l'usure des faces des joints.
Pour maintenir des performances optimales des garnitures mécaniques doubles tandem, il est essentiel de disposer de systèmes de support appropriés pour contrôler leur environnement. Une source externe régule la température et la pression du fluide tampon, tandis que des systèmes de surveillance surveillent les performances des garnitures afin de prévenir tout problème.
La configuration tandem améliore la sécurité opérationnelle grâce à une redondance accrue et atténue les risques liés aux fluides dangereux ou toxiques. Grâce à une solution de secours fiable en cas de défaillance du joint principal, les garnitures mécaniques doubles fonctionnent efficacement dans les applications exigeantes, garantissant un déversement minimal et le respect des normes environnementales strictes.
La différence entre les garnitures mécaniques simples et doubles
La distinction entre garnitures mécaniques simples et doubles est un élément crucial du processus de sélection pour diverses applications industrielles. Les garnitures mécaniques simples sont constituées de deux surfaces planes glissant l'une contre l'autre, l'une fixée au carter de l'équipement et l'autre à l'arbre rotatif, un film de fluide assurant la lubrification. Ces types de garnitures sont généralement utilisés dans les applications où les fuites sont moins préoccupantes ou où la gestion de fuites de fluide modérées est gérable.
À l'inverse, les garnitures mécaniques doubles sont composées de deux paires de joints fonctionnant en tandem, offrant un niveau de protection supplémentaire contre les fuites. Leur conception comprend un joint intérieur et un joint extérieur : le joint intérieur retient le produit dans la pompe ou le mélangeur, tandis que le joint extérieur empêche la pénétration de contaminants externes et retient également tout fluide susceptible de s'échapper du joint principal. Les garnitures mécaniques doubles sont privilégiées dans les situations impliquant des fluides dangereux, toxiques, à haute pression ou stériles, car elles offrent une fiabilité et une sécurité accrues en réduisant les risques de contamination et d'exposition à l'environnement.
Il est essentiel de noter que les garnitures mécaniques doubles nécessitent un système auxiliaire plus complexe, comprenant un système tampon ou un système de fluide de barrage. Cette configuration permet de maintenir les différentiels de pression entre les différentes sections de la garniture et assure le refroidissement ou le chauffage, selon les besoins, en fonction des conditions du procédé.
En conclusion
En conclusion, le choix entre garnitures mécaniques simples et doubles est un choix important qui dépend de plusieurs facteurs, notamment la nature du fluide à étanchéifier, les considérations environnementales et les exigences de maintenance. Les garnitures simples sont généralement économiques et plus simples à entretenir, tandis que les garnitures doubles offrent une protection renforcée pour le personnel et l'environnement lors de la manipulation de fluides dangereux ou agressifs.
Date de publication : 18 janvier 2024