Il existe de nombreux types de joints d'étanchéité, et les joints fabriqués à partir de différents matériaux ont des applications et des performances différentes. Alors, quel matériau est le meilleur ? Comment choisir spécifiquement ? L'éditeur a sélectionné 8 joints d'étanchéité courants pour analyse et comparaison. Ce n'est qu'en comprenant les paramètres détaillés que nous pourrons faire un choix plus précis !
1. Feuille de caoutchouc industrielle
Le caoutchouc naturel convient aux fluides tels que l'eau, l'eau de mer, l'air, les gaz inertes, les alcalis, les solutions d'eau salée, etc., mais il ne résiste pas à l'huile minérale et aux solvants apolaires. Sa température d'utilisation à long terme ne dépasse pas 90 degrés et ses performances à basse température sont excellentes. Il peut être utilisé au - dessus de -60 degrés .
Le caoutchouc nitrile convient aux produits pétroliers tels que le pétrole, l'huile lubrifiante, le mazout, etc. Sa température d'utilisation à long terme est de 120 degrés et il peut résister à 150 degrés dans l'huile chaude, avec une plage de température basse de -10 ~-20 degré .
Le caoutchouc chloroprène convient à l'eau de mer, aux acides faibles, aux bases faibles et aux solutions salines. Il présente une excellente résistance au vieillissement par l'oxygène et l'ozone, et sa résistance à l'huile est inférieure à celle du caoutchouc nitrile mais supérieure à celle des autres caoutchoucs généraux. Sa température d'utilisation à long terme est inférieure à 90 degrés et la température d'utilisation maximale ne dépasse pas 130 degrés. La basse température est de -30~-50 degrés.
Il existe plusieurs variétés de caoutchouc fluoré, chacune présentant une excellente résistance aux acides et à l’oxydation, ainsi qu’une résistance à l’huile et aux solvants. Il peut être utilisé dans presque tous les milieux acides ainsi que dans certaines huiles et solvants, avec une température d'utilisation à long terme inférieure à 200 degrés.
La feuille de caoutchouc est couramment utilisée comme joint de bride pour les pipelines ou les regards et trous de main fréquemment démontés, avec une pression ne dépassant pas 1,568 MPa. Parmi les différents types de joints, les joints en caoutchouc sont les plus souples et ont de bonnes performances d'adhérence, ce qui permet d'obtenir un effet d'étanchéité avec une faible force de pré-serrage. Par conséquent, lorsqu’il est soumis à une pression interne, le joint est sujet à l’extrusion en raison de son épaisseur ou de sa faible dureté.
Les feuilles de caoutchouc utilisées dans des solvants organiques tels que le benzène, les cétones et les éthers sont sujettes au gonflement, à la prise de poids, au ramollissement et au collage, entraînant une défaillance du joint. Généralement, si le degré de gonflement dépasse 30 %, il ne peut pas être utilisé.
Dans des conditions de basse pression (en particulier en dessous de 0,6 MPa) et de vide, il est plus approprié d'utiliser des tampons en caoutchouc. Les matériaux en caoutchouc ont une bonne densité et une faible perméabilité à l'air. Par exemple, le caoutchouc fluoré est le joint d'étanchéité le plus approprié pour les récipients sous vide, avec un degré de vide maximum de 1,3 × 10-7Pa. Lorsque vous utilisez des tampons en caoutchouc dans la plage de vide de 10-1~10-7Pa, ils doivent être cuits et évacués.
2. Feuille de caoutchouc d'amiante
Prix inférieur par rapport aux autres joints, pratique à utiliser ; Le plus gros problème est que même si du caoutchouc et certaines charges sont ajoutés au matériau du joint, ils ne peuvent toujours pas remplir complètement les petits pores interconnectés, ce qui entraîne des traces d'infiltration. Il ne peut donc pas être utilisé dans des milieux très polluants même si la pression et la température ne sont pas élevées. Lorsqu'il est utilisé dans certains milieux pétroliers à haute température, généralement à un stade ultérieur de l'utilisation, en raison de la carbonisation du caoutchouc et des charges, la résistance diminue, le matériau se détache et une infiltration se produit à l'interface et à l'intérieur du joint, entraînant une cokéfaction. et fumer. De plus, les feuilles de caoutchouc d'amiante ont tendance à coller à la surface d'étanchéité des brides à haute température, ce qui pose beaucoup de problèmes lors du remplacement des joints.
La pression d'utilisation des joints dans divers milieux dans des conditions de chauffage dépend du taux de rétention de résistance du matériau du joint. L'eau cristalline et l'eau adsorbée existent dans les matériaux en fibres d'amiante. À 110 degrés, les 2/3 de l'eau adsorbée entre les fibres ont déjà précipité et la résistance à la traction des fibres diminue d'environ 10 % ; À 368 degrés, toute l'eau adsorbée précipite et la résistance à la traction des fibres diminue d'environ 20 % ; Au-delà de 500 degrés, l’eau cristalline commence à précipiter et sa résistance diminue.
Le milieu a également un impact significatif sur la résistance des feuilles de caoutchouc amiante. Les feuilles de caoutchouc d'amiante contiennent des ions chlorure et des sulfures, qui peuvent facilement corroder la batterie d'origine avec des brides métalliques après avoir absorbé de l'eau. En particulier, la teneur en soufre des feuilles de caoutchouc d'amiante résistantes à l'huile est plusieurs fois supérieure à celle des feuilles de caoutchouc d'amiante ordinaires, elles ne conviennent donc pas à une utilisation dans des milieux non huileux. Les joints peuvent gonfler dans l'huile et les solvants, mais dans une certaine plage, cela a peu d'effet sur les performances d'étanchéité. Par exemple, la feuille de caoutchouc d'amiante résistante à l'huile 400 est soumise à un test d'immersion de 24- heures dans du carburant d'aviation à température ambiante, avec l'exigence que l'augmentation du poids d'absorption d'huile ne dépasse pas 15 %.
3. Polytétrafluoroéthylène
Le polytétrafluoroéthylène est sujet à l'écoulement à froid et au fluage sous pression et à haute température, il est donc généralement utilisé dans des milieux à basse pression, à température moyenne, fortement corrosifs et non polluants tels que les acides forts, les bases fortes, les halogènes, les médicaments, etc. la température de fonctionnement est de 150 degrés et la pression est inférieure à 1 MPa. Bien que le remplissage de polytétrafluoroéthylène ait une résistance plus élevée, sa température d'utilisation ne dépasse pas 200 degrés et sa résistance à la corrosion diminue. La pression maximale de fonctionnement des tampons en polytétrafluoroéthylène ne dépasse généralement pas 2MPa.
En raison de l’augmentation de la température, le matériau subit un fluage, entraînant une diminution significative de la pression d’étanchéité. Même sans échauffement, au fil du temps, la contrainte de compression sur la surface d'étanchéité diminuera, entraînant un « phénomène de relaxation des contraintes ». Ce phénomène se produit dans divers joints, mais le phénomène de relaxation des contraintes des joints en PTFE est plus grave et doit être noté.
Le coefficient de frottement du polytétrafluoroéthylène est relativement faible (avec une contrainte de compression supérieure à 4 MPa et un coefficient de frottement de 0.035-0.04), et le joint a tendance à glisser vers l'extérieur pendant le pré-serrage, il Il est préférable d'utiliser une surface de bride concave-convexe. Lors de l'utilisation d'une bride plate, le diamètre extérieur du joint peut être en contact avec le boulon pour empêcher le joint de glisser vers l'extérieur.
En raison du fait que l'équipement d'émail est fabriqué en pulvérisant une couche d'émail en porcelaine sur la surface métallique et en la frittant, la couche d'émail est très cassante. De plus, la pulvérisation et l'écoulement irréguliers de la couche de vernis entraînent une mauvaise planéité de la surface de la bride. L'utilisation de joints composites métalliques peut facilement endommager la couche de vernis, il est donc recommandé d'utiliser un tampon en PTFE avec un panneau d'amiante et du caoutchouc comme matériau de base. Ce type de coussin adhère facilement à la surface de la bride et résiste à la corrosion, avec de bonnes performances.
De nombreuses usines utilisent des feuilles de caoutchouc d'amiante enveloppées d'un ruban de polytétrafluoroéthylène dans des milieux hautement corrosifs à basse température et pression, qui sont utilisées sur les trous d'homme et les pipelines fréquemment démontés. En raison de sa production et de son utilisation pratiques, il est très populaire.
4. Panneau de résine d'amiante et joint de panneau d'amiante imprégné
Couramment utilisé pour les pipelines, les pompes, les vannes, les brides d'entrée et de sortie dans divers milieux acides, avec une température d'utilisation de 80 degrés et une pression inférieure à 0,6 MPa.
Les joints en amiante conviennent aux conditions de basse pression et de haute température avec une pression inférieure à 0,1 MPa et une température ne dépassant pas 800 degrés. Et selon les exigences spécifiques de l'équipement, il peut être tissé en joints de différentes largeurs, épaisseurs et diamètres. Ou coupez le ruban d'amiante et appliquez-le directement sur la surface de la bride. Il est utilisé à l'interface des grands fours d'oxydation de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique, ainsi que de certains équipements non traités, et son effet dépasse de loin celui de la corde d'amiante d'origine.
5. Tampon d'amiante enveloppé de métal
Le revêtement des feuilles d'amiante ou des feuilles de caoutchouc d'amiante avec des feuilles métalliques empêche tout contact direct avec le milieu, évitant ainsi une diminution de la résistance des fibres d'amiante et empêchant les fuites, élargissant ainsi la gamme d'utilisation des feuilles de caoutchouc d'amiante.
La température générale d'utilisation de tampons d'amiante enveloppés de métal est de 45 0 degrés (certains peuvent atteindre 600 à 700 degrés, comme dans les gaz de combustion à une pression atmosphérique d'environ 0,16 MPa), et la pression de fonctionnement est de 4 MPa, avec un maximum de 6MPa. Si la pression augmente encore, le joint est sujet à un écoulement croisé et le matériau du noyau est extrudé du chevauchement.
En raison de la force de serrage élevée des boulons requise pour les tampons en amiante enveloppés de métal, même lorsque la pression est inférieure à 2,45 MPa, les brides d'un poids inférieur à 25 kg ne peuvent pas être utilisées. Sinon, la rigidité des brides et des boulons semblera insuffisante, provoquant une déformation et entraînant une rupture du joint. Certaines personnes pensent que si le matériau de base est remplacé par du caoutchouc synthétique offrant une meilleure élasticité, sa force de serrage diminuera. En fait, ce n'est pas le cas car une fois le matériau du noyau ramolli, la force de fixation est absorbée par le matériau du noyau, qui ne peut pas fournir la force de fixation nécessaire pour que la plaque métallique adhère à la surface de la bride, et le joint est facilement endommagé. . De plus, dans les milieux à forte concentration d'ions chlorure et les milieux acides, le chevauchement entre les patins en acier inoxydable et les patins en fer est sujet à la corrosion caverneuse.
Si la température est supérieure à 450 degrés, la fibre céramique ou la fibre de carbone peuvent être utilisées comme matériau de base. Une certaine aciérie utilise des joints en fibre céramique recouverts de métal pour des températures élevées de 1 100 degrés, qui n'ont pas été endommagés après deux ans d'utilisation. L'utilisation de graphite flexible comme matériau de base est plus efficace que les tampons d'amiante enveloppés de métal.
Les joints métalliques peuvent être fabriqués sous différentes formes et sont largement utilisés pour les grands couvercles, les trous de chargement et de déchargement, les brides de trou d'homme, etc. dans divers échangeurs de chaleur et réacteurs.
Une couche de feuille de graphite flexible est appliquée sur la surface du joint métallique. Comparé aux joints métalliques similaires sans revêtement de surface, ce joint présente un taux de précharge plus faible et de meilleures performances d'étanchéité.
L'application du ruban froissé flexible en graphite existant sur la surface des patins métalliques, des patins plats métalliques, des patins dentés et même des patins en caoutchouc d'amiante a résolu de nombreux problèmes de fuite. Par exemple, l'échangeur de chaleur dans une certaine usine a une pression de 5,88 MPa, une température de 450 degrés et un milieu hydrogène/pétrole et gaz. J'ai déjà utilisé des patins plats et des patins dentés en métal, qui présentent tous deux des fuites. Plus tard, un ruban flexible en graphite froissé a été appliqué sur le tampon plat pour résoudre ce problème. Il convient de souligner que cette forme de joint est une mesure simple pour résoudre les fuites du joint de bride et que la qualité de fonctionnement du ruban de graphite flexible affecte directement si l'équipement peut fonctionner normalement. Si une couche de colle est appliquée au dos du ruban, cela peut améliorer la qualité du revêtement.
6. Tampon d'enroulement en métal
Les tampons enveloppés de métal utilisent intelligemment la résistance à la chaleur, la résilience et la solidité des métaux, ainsi que la flexibilité des matériaux non métalliques, ce qui permet d'obtenir de meilleures performances d'étanchéité. Parmi eux, les performances des tampons en graphite flexibles enveloppés d'acier inoxydable sont les meilleures. Son rapport de pré-serrage est inférieur à celui des tampons d'emballage en amiante et il n'y a aucun inconvénient de fuite capillaire en fibre d'amiante. La figure 2-10 montre la courbe de relation entre le rapport de prétension et le taux de fuite des deux. Dans les milieux pétroliers, le 0Cr13 est couramment utilisé pour les bandes métalliques, tandis que le 1Cr18Ni9Ti est recommandé pour les autres milieux.
Le tampon d'enroulement flexible en graphite en bande d'acier inoxydable peut être utilisé dans un milieu gazeux à une pression de 14,7 MPa (jusqu'à 19,6 MPa) et peut être utilisé jusqu'à 30 MPa dans un liquide. Température -190~+600 degrés (peut être utilisé jusqu'à 1 000 degrés dans des conditions anaérobies et à basse pression).
Le polytétrafluoroéthylène a une bonne résistance aux basses températures et sa limite d'élasticité à basse température est beaucoup plus élevée qu'à température ambiante. Ainsi, les patins d'enroulement en PTFE peuvent être utilisés pour les fluides à basse température tels que les hydrocarbures liquides. Dans le même temps, l'ajout de bandes métalliques améliore la conductivité thermique et la température d'utilisation des tampons d'enroulement en polytétrafluoroéthylène peut atteindre 250 degrés, ce qui peut être utilisé jusqu'à 9 MPa et 200 degrés dans des milieux acides.
Les coussinets en spirale conviennent aux échangeurs de chaleur, aux réacteurs, aux canalisations, aux vannes et aux brides d'entrée et de sortie de pompe présentant des fluctuations importantes de pression et de température. Pour les pressions moyennes à élevées et les températures supérieures à 300 degrés, il convient d'envisager l'utilisation d'une bague intérieure, d'une bague extérieure ou d'une bague extérieure intérieure. Si une bride concave-convexe est utilisée, un tampon d'emballage avec un anneau intérieur aura un meilleur effet.
L'application de feuilles de graphite flexibles des deux côtés du tampon d'enroulement en graphite flexible peut également obtenir un bon effet d'étanchéité. La chaudière à chaleur résiduaire d’une grande usine d’engrais est un équipement clé pour les hautes températures et hautes pressions. Il utilise des tampons flexibles enveloppés de graphite avec un anneau extérieur, qui ne fuit pas à pleine charge mais fuit à charge réduite. Une plaque de graphite flexible de 0,5 mm d'épaisseur a été ajoutée des deux côtés du joint, découpée en forme d'arc de cercle, et la partie du joint a été recouverte d'une bouche inclinée, qui a bien fonctionné.
7. Coussinets plats métalliques, coussinets de forme d'onde et coussinets en forme de dents Coussinets plats métalliques et coussinets de forme d'onde métalliques
Généralement utilisé sur les brides des vannes moyenne et haute pression, des pipelines et des équipements de plus petit diamètre. La pression utilisée varie en fonction de la température, la première allant de 1,568 à 31,36 MPa et la seconde allant de 1,568 à 3,92 MPa. Le matériau du joint est sélectionné en fonction du fluide et de la température.
8. Coussinets octogonaux et elliptiques
Le joint octogonal et le joint elliptique (communément appelé « anneau en acier de terre » dans l'industrie du raffinage) utilisés pour les brides à gorge trapézoïdale ont de bonnes performances d'étanchéité. Sur la surface conique de la rainure, le patin octogonal a un contact superficiel tandis que le patin elliptique a un contact linéaire. Par conséquent, le tampon elliptique présente une bonne adhérence sous une faible force de fixation, mais nécessite une fixation secondaire ; Et les coussinets octogonaux sont généralement moins sujets aux fuites après avoir été serrés une fois. Leur inconvénient est qu'ils nécessitent une force de serrage des boulons importante et, lorsqu'ils sont utilisés dans des situations de basse pression et de haute température, la qualité de la bride doit être supérieure à pg25 kg.
