Principales causes de défaillance des joints de pompe

joint de pompeLes fuites et les défaillances sont parmi les causes les plus fréquentes d'arrêt des pompes et peuvent avoir de multiples origines. Pour éviter les fuites et les défaillances des joints d'étanchéité, il est essentiel de comprendre le problème, d'identifier la panne et de s'assurer que les futurs remplacements de joints n'entraînent pas de dommages supplémentaires à la pompe ni d'augmentation des coûts de maintenance. Nous examinons ici les principales causes de défaillance des joints d'étanchéité des pompes et les mesures préventives à prendre.

garnitures mécaniques de pompeLes joints d'étanchéité sont l'élément le plus critique des pompes. Ils empêchent les fuites du fluide pompé et protègent contre toute contamination potentielle.

Elles servent au transport de divers liquides dans des secteurs tels que le pétrole et le gaz, la production d'énergie, le traitement de l'eau et des eaux usées, l'agroalimentaire, etc. Compte tenu de leur utilisation répandue, il est essentiel de détecter et de prévenir les fuites.

Il est important de noter que tous les joints de pompe présentent des fuites ; celles-ci sont nécessaires au maintien d'un film de fluide sur la surface d'étanchéité. Le rôle d'un joint est de contrôler ces fuites. Cependant, des fuites importantes et incontrôlées peuvent causer des dommages considérables à la pompe si elles ne sont pas rapidement réparées.

Que la défaillance d'un joint soit due à une erreur d'installation, un défaut de conception, l'usure, la contamination, une défaillance d'un composant ou une autre erreur sans lien avec le problème initial, il est impératif de diagnostiquer le problème rapidement afin de déterminer si de nouvelles réparations ou une nouvelle installation sont nécessaires.

En comprenant les causes des défaillances les plus fréquentes des joints de pompe, et grâce à quelques conseils et une bonne planification, il devient beaucoup plus facile d'éviter les fuites futures. Voici une liste des causes les plus courantes de défaillance des joints de pompe :

Erreur d'installation

Lors du diagnostic d'une défaillance d'étanchéité de pompe, il convient généralement de vérifier en premier lieu la procédure de démarrage initiale et l'installation du joint. Il s'agit de la cause la plus fréquente de défaillance. Si les outils appropriés ne sont pas utilisés, si le joint est déjà endommagé ou s'il n'est pas installé dans le bon sens, la pompe sera rapidement endommagée.

Une installation incorrecte du joint de pompe peut entraîner de nombreuses défaillances, comme l'endommagement de l'élastomère. La surface plane et sensible du joint est telle que même une infime quantité de saleté, d'huile ou d'empreintes digitales peut provoquer un désalignement. En cas de désalignement, des fuites excessives risquent de s'infiltrer à travers le joint. Si les composants plus importants du joint – tels que les boulons, la lubrification et la configuration du système de support – ne sont pas vérifiés, le joint risque de ne pas fonctionner correctement dès son installation.

Les causes les plus fréquentes d'une installation incorrecte des joints sont :

• Oublier de serrer les vis de réglage
• Endommager les faces d'étanchéité
• Utilisation incorrecte des raccords de tuyauterie
• Ne pas serrer les boulons de presse-étoupe de manière uniforme

Si elle n'est pas détectée avant la mise en marche de la pompe, une erreur d'installation peut entraîner le déclenchement du moteur et la torsion de l'arbre, provoquant un mouvement orbital et le contact des pièces internes. À terme, cela entraînera une défaillance du joint et une durée de vie réduite des roulements.

Choisir le mauvais sceau

Le manque de connaissances lors de la conception et de l'installation des joints d'étanchéité est une autre cause fréquente de défaillance ; il est donc crucial de choisir le joint approprié. De nombreux facteurs sont à prendre en compte lors de la sélection d'un joint adapté à une pompe, notamment :

• Conditions de fonctionnement
• Activités hors processus
• Nettoyage
• Vapeur
• Acid
• Chasses d'eau caustiques
• Le risque de sorties de conception

Le matériau du joint doit être compatible avec le fluide circulant dans la pompe, sous peine de voir le joint se détériorer et d'entraîner des dommages plus importants qu'une simple fuite de fluide. Par exemple, pour une utilisation avec de l'eau chaude, l'eau à plus de 87 °C ne lubrifie et ne refroidit pas correctement les surfaces d'étanchéité. Il est donc essentiel de choisir un joint composé d'élastomères adaptés et dont les paramètres de fonctionnement sont optimaux. L'utilisation d'un joint inadapté, compromettant l'étanchéité de la pompe, engendrera inévitablement une défaillance du joint en raison du frottement accru entre les deux surfaces d'étanchéité.

L'incompatibilité chimique d'un joint est souvent négligée lors du choix des joints de pompe. Si un liquide est incompatible avec un joint, cela peut entraîner des fissures, un gonflement, une contraction ou une détérioration des joints en caoutchouc, des joints d'étanchéité, des turbines, des corps de pompe et des diffuseurs. Le remplacement des joints est souvent nécessaire lors du changement de fluide hydraulique dans une pompe. Selon le fluide utilisé, un joint neuf, fabriqué dans un matériau spécifique, peut s'avérer indispensable pour éviter toute défaillance. Chaque fluide et chaque conception de pompe ont leurs propres exigences. Choisir un joint inadapté peut engendrer des problèmes spécifiques à l'application et des dommages.

fonctionnement à sec

Le fonctionnement à sec se produit lorsqu'une pompe fonctionne sans fluide. Si les pièces internes de la pompe, qui dépendent du liquide pompé pour leur refroidissement et leur lubrification, sont soumises à un frottement accru en l'absence de lubrification suffisante, la chaleur générée entraînera une défaillance des joints. La plupart des pannes dues au fonctionnement à sec surviennent lors du redémarrage de la pompe après une opération de maintenance sans vérifier que celle-ci est complètement remplie de fluide.

Si une pompe fonctionne à sec et que la température dépasse la capacité de résistance du joint, ce dernier risque de subir des dommages irréversibles. Il peut brûler ou fondre, provoquant une fuite de fluide. Quelques secondes de fonctionnement à sec suffisent à engendrer des fissures ou des cloques sur le joint, ce qui entraînera une fuite au niveau du joint d'arbre de la pompe.

Dans des cas extrêmes, lorsqu'un joint mécanique subit un choc thermique, il peut se briser en moins de 30 secondes. Pour éviter ce type de dommage, vérifiez le joint de la pompe ; s'il a fonctionné à sec, sa surface sera blanche.

Vibrations

Les pompes sont par nature sujettes aux mouvements et aux vibrations. Toutefois, un mauvais équilibrage peut amplifier ces vibrations au point de les endommager. Un mauvais alignement ou un fonctionnement trop éloigné du point de rendement optimal (PRO) peuvent également en être la cause. Des vibrations excessives entraînent un jeu axial et radial important de l'arbre, provoquant un défaut d'alignement et des fuites de fluide accrues au niveau du joint.

Les vibrations peuvent également résulter d'une lubrification excessive ; un joint mécanique repose sur un mince film lubrifiant entre les faces d'étanchéité, et des vibrations trop importantes empêchent la formation de cette couche lubrifiante. Si une pompe doit fonctionner dans des conditions difficiles, comme les pompes de dragage, le joint utilisé doit pouvoir supporter un jeu axial et radial supérieur à la moyenne. Il est également essentiel d'identifier le point de rendement optimal (BEP) de la pompe et de s'assurer que son fonctionnement ne s'en écarte pas. Un écart peut entraîner de nombreux types de dommages, au-delà des simples fuites du joint.

Usure des roulements

Lorsque l'arbre de la pompe tourne, les roulements s'usent par frottement. Des roulements usés provoquent un balancement de l'arbre, ce qui engendre des vibrations dommageables dont nous avons déjà parlé.

L'usure est un phénomène naturel qui se produit au cours de la durée de vie d'un joint. Les joints s'usent naturellement avec le temps, mais la contamination accélère souvent cette usure et réduit leur durée de vie. Cette contamination peut se produire au niveau du système de support du joint ou à l'intérieur de la pompe. Certains fluides sont plus efficaces pour empêcher les contaminants d'atteindre le joint de la pompe. Si aucune autre cause n'explique l'usure du joint, il est conseillé d'envisager un changement de fluide afin d'améliorer sa durée de vie. De même, les roulements de haute qualité sont moins susceptibles de se déformer sous la pression de la charge ; il est donc important de limiter les contacts métal sur métal susceptibles d'entraîner une contamination.