Guide des matériaux d'étanchéité

Les joints hydrauliques sont utilisés dans des applications industrielles et empêchent un liquide ou un gaz de passer entre les différents composants d'un cylindre, garantissant que le système fonctionne efficacement et en toute sécurité. Cependant, tous les joints ne se valent pas et différentes applications peuvent nécessiter différents types de joints. Dans cet article, nous abordons les facteurs à considérer pour choisir le bon joint, fabriqué dans le matériau approprié, afin d'adapter au mieux votre application.

Choisir le bon joint :

Lors du choix d'un joint hydraulique, il est important de prendre en compte son matériau et sa conception, afin de garantir qu'il fonctionne efficacement, en toute sécurité et de manière fiable.

Température :

La température est l'un des facteurs les plus importants à considérer lors de la sélection des joints. La plage de température du joint doit être compatible avec l'environnement de fonctionnement. Si le joint est exposé à des températures en dehors de sa plage, il peut tomber en panne prématurément.

La plage de température d'un joint est déterminée par le matériau dont il est fait. Différents matériaux ont des propriétés thermiques différentes. Certains matériaux, comme le caoutchouc, assurent une bonne étanchéité à basse température, tandis que d'autres, comme le métal, sont meilleurs pour les hautes températures.

En plus de la température de fonctionnement, le joint doit également pouvoir résister aux fluctuations de température pouvant survenir dans l'environnement. Par exemple, un joint installé dans un environnement climatisé peut ne pas supporter les températures extrêmes rencontrées en extérieur.

Haute pression :

Tous les joints ne supportent pas la haute pression. Par conséquent, si vous cherchez à étancher une application à haute pression, il est essentiel de choisir un joint dans un matériau capable de résister sans se déformer ni se rompre. La conception du joint doit permettre de créer une étanchéité étroite sans générer trop de friction et le joint doit être correctement lubrifié pour prévenir l'usure.

Parmi les types de joints les plus couramment utilisés dans les applications haute pression figurent :

Joints toriques (O-rings) : Les joints toriques sont fabriqués dans un matériau flexible qui peut s'adapter à la surface du logement du joint. Ils sont disponibles dans une variété de matériaux, notamment le caoutchouc, le nitrile et le fluorocarbone.

Joints en V (V-rings) : Les joints en V sont fabriqués dans un matériau plus rigide que les joints toriques et peuvent supporter des pressions plus élevées. Ils sont aussi disponibles dans divers matériaux, dont le caoutchouc, le nitrile et le fluorocarbone.

Joints de piston : Les joints de piston sont utilisés pour étancher les pistons dans les cylindres. Ils sont fabriqués dans différents matériaux, notamment le caoutchouc, le nitrile et le fluorocarbone.

Compatibilité des fluides :

Si le joint n'est pas compatible avec le fluide utilisé dans un système hydraulique, il peut dégrader prématurément le matériau du joint, provoquant des fuites. Lors de l'évaluation de la compatibilité des fluides, de nombreux facteurs doivent être pris en compte, notamment la composition chimique du fluide, la température et la pression de fonctionnement, ainsi que le matériau du joint. La compatibilité varie selon le type de matériau. Par exemple, les élastomères sont généralement compatibles avec un large éventail de fluides, tandis que les plastiques et les métaux ont une compatibilité plus limitée.

Différents matériaux de joints :

Nitrile (NBR)

Propriétés : Les joints en nitrile présentent une bonne résistance à l'allongement à la rupture, à l'abrasion et à la déformation permanente (compression set), mais leur flexibilité diminue quelque peu à basse température. Les joints fabriqués dans ce matériau ont une faible résistance à l'ozone et doivent être stockés avec soin dans la plupart des environnements.

Température : Le nitrile supporte des températures de -30°C à +100°C

Compatibilité des fluides : Le mélange copolymère de nitrile le plus courant est le composé connu sous le nom de Buna-N. Possédant une très bonne résistance aux huiles hydrauliques à base de pétrole, le Buna-N fonctionne également bien avec des carburants tels que le diesel ou l'essence.

PTFE

Propriétés : Le PTFE présente une inertie chimique, une grande résistance à la chaleur, une flexibilité à basse température, une faible friction de fonctionnement et des caractéristiques antiadhésives. En raison du manque de résilience (mémoire) du PTFE, un élément énergisant est le plus souvent employé pour obtenir l'ajustement souhaité. La plupart des joints en PTFE, pour conserver leur robustesse et leur flexibilité, sont renforcés par de courtes fibres de verre, des éclats de bronze, du graphite de carbone ou une combinaison de ces charges.

Température : Le PTFE peut résister à des températures supérieures à 300°C, mais celles-ci sont souvent réduites par les charges ou l'élément énergisant utilisés.

Compatibilité des fluides : Les joints en PTFE sont compatibles avec la plupart des produits chimiques, y compris les acides, les bases et les solvants.

Éthylène-Propylène (EPDM)

Propriétés : L'éthylène-propylène (EPDM) offre une bonne résistance à la chaleur, un faible taux de déformation permanente et une bonne flexibilité à basse température.

Température : Les températures pour l'éthylène-propylène vont de -45°C à +150°C.

Compatibilité des fluides : L'éthylène-propylène peut être utilisé pour l'étanchéité des fluides hydrauliques à base d'esters phosphate tels que Skydrol, mais n'est pas adapté aux fluides à base de pétrole. L'éthylène-propylène est très efficace avec la vapeur, l'acétone et les acides et bases dilués. Des formulations spéciales d'éthylène-propylène peuvent convenir aux systèmes de freinage automobile.

Polyuréthane (AU)

Propriétés : Le polyuréthane résiste fortement au gonflement par l'huile, à l'ozone, à l'oxydation, à l'abrasion et présente une excellente résistance aux coupures. Très résilient, l'uréthane possède également une grande résistance à la traction et un bon allongement. Formulé à partir de copolymères d'uréthanes à base d'éther ou d'ester, ce matériau est utilisé pour un large éventail d'applications : joints, racleurs, bagues d'appui, coussins, pare-chocs, et bien d'autres usages.

Température : La plupart des joints en uréthane restent flexibles et efficaces dans une plage de -54°C à +93°C, certains pouvant supporter des températures intermittentes jusqu'à +135°C.

Compatibilité des fluides : Le polyuréthane est compatible avec les systèmes hydrauliques utilisant des fluides à base de pétrole.

Silicone (VMQ)

Propriétés : Le silicone est un élastomère composé de silicium, d'oxygène, d'hydrogène et de carbone. Il présente une grande résistance à la chaleur sèche, aux rayons ultraviolets et à l'ozone. Ce matériau n'est pas recommandé pour des situations dynamiques en raison d'une faible résistance à l'abrasion et de caractéristiques de friction élevées.

Température : Le silicone couvre une plage de -54°C à +204°C

Viton® - FPM / équivalent Viton® FKM

Propriétés : Viton® - FPM / équivalent Viton® FKM combine une grande résistance aux températures élevées et une excellente résistance chimique. Ce matériau n'est pas recommandé pour une utilisation à basse température ni avec les fluides hydrauliques d'aéronefs.

Température : La plage de température de Viton® - FPM / équivalent FKM est de -20° à +400° F.

Compatibilité des fluides : Excellent pour une utilisation avec des alcools et des carburants aromatiques et fortement résistant aux rayons ultraviolets et à l'ozone.

Polyétheréthercétone (PEEK)

Propriétés : Le PEEK présente une excellente résistance mécanique, à la fatigue et une grande stabilité en environnement de haute température, avec un point de fusion d'environ 343°C et une très bonne résistance chimique.

Température : La température de service recommandée pour le Polyétheréthercétone (PEEK) est de -54°C à +260°C

Compatibilité des fluides : Le PEEK est compatible avec presque tous les solvants utilisés en HPLC.

Caoutchouc nitrile hydrogéné (HNBR)

Propriétés : Le nitrile hydrogéné, également appelé nitrile saturé, présente une excellente résistance à de nombreux carburants modernes, une résistance aux rayonnements énergétiques élevés et une bonne résistance à l'abrasion.

Température : Le caoutchouc nitrile hydrogéné (HNBR) supporte des températures de -40°C à +150°C

Compatibilité des fluides : Le HNBR est largement utilisé dans l'automobile et l'industrie pétrolière et conserve une excellente résistance aux huiles moteur, aux gaz acides, aux mélanges amine/huile, aux carburants oxydés et aux huiles lubrifiantes. Le HNBR résiste aux fluides hydrauliques à base d'huile minérale, aux graisses animales et végétales, au carburant diesel, à l'ozone, aux gaz acides, ainsi qu'aux acides et bases dilués.

Polyéthylène ultra-haut poids moléculaire (UHMWPE)

Propriétés : L'UHMWPE (polyéthylène de masse moléculaire ultra-élevée) possède de très longues chaînes moléculaires qui contribuent à transférer la charge plus efficacement, renforçant ainsi les interactions intermoléculaires. Il en résulte un matériau très résistant, avec la plus grande résistance aux chocs de tous les thermoplastiques actuellement fabriqués. Il présente une très grande résistance à l'abrasion, une absorption d'eau nulle, est auto-lubrifiant et a un coefficient de frottement seulement légèrement supérieur à celui de la plupart des PTFE chargés.

Température : La plage de fonctionnement recommandée pour l'UHMWPE est de -200°C à environ +80°C

Compatibilité des fluides : L'UHMWPE est stable dans tous les fluides hydrauliques, avec une grande résistance aux acides, aux bases et aux milieux agressifs.

Choisir le bon matériau de joint est crucial pour assurer le fonctionnement efficace et sûr des machines, dispositifs et systèmes. Vous ne savez pas de quoi vous avez besoin ? Contactez notre équipe expérimentée chez FPE Seals, qui discutera de vos exigences en fonction de votre application et vous aidera à trouver le joint adapté.

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