Fonction et principes de base du joint
Un joint de bride fonctionne en se comprimant sous la précharge du boulon pour combler les irrégularités des surfaces faisant face à la bride. La contrainte de compression doit être suffisamment élevée pour créer un joint mais suffisamment faible pour éviter d'endommager le joint ou la bride. Le joint doit également s'adapter au mouvement relatif entre les brides provoqué par la dilatation thermique, les forces induites par la pression- et les charges externes de la tuyauterie. La sélection du mauvais type ou matériau de joint entraîne des fuites, des émissions fugitives et une défaillance potentielle du système.
Joints non-métalliques
Les joints non-métalliques sont fabriqués à partir de matériaux compressibles et sont généralement utilisés dans des applications à basse-pression et basse-température. Les joints en caoutchouc (élastomère) servent à basse-température et basse-pression jusqu'à 400 degrés F. Les joints en PTFE offrent une excellente résistance chimique sur une large plage de pH jusqu'à 500 degrés F. Les joints en graphite flexibles supportent des températures élevées jusqu'à 850 degrés F avec une bonne résistance chimique. Les joints compressés sans-fibres d'amiante (CNAF) sont une option courante à usage général-pour des conditions de service modérées. Les principales limites des joints non métalliques - sont une capacité de pression inférieure et un risque d'éclatement sous haute pression.
| Type de joint | Température maximale | Classe maximale | Résistance chimique | Coût relatif |
|---|---|---|---|---|
| Élastomère (NBR, EPDM) | 400 degrés F | 150 | Bon (spécifique au média-) | Faible |
| PTFE | 500 degrés F | 300 | Excellent (tous les produits chimiques) | Moyen |
| Graphite souple | 850 degrés F | 600 | Bon (éviter les oxydants forts) | Moyen |
| CNAF | 700 degrés F | 300 | Bon (service général) | Faible |
Joints semi-métalliques
Les joints semi-métalliques combinent la résistance mécanique du métal avec les propriétés d'étanchéité d'un matériau de remplissage souple.Joints enroulés en spiralesont le type semi-métallique le plus courant, composé de couches alternées de bandes métalliques et de matériaux de remplissage enroulées en forme de spirale. Ils comprennent généralement des anneaux intérieurs et extérieurs pour le centrage et le renforcement.Joints à gaine métalliqueavoir un noyau de remplissage souple à l’intérieur d’une gaine métallique.Joints Camprofile (Kammprofile)comportent un noyau métallique rainuré avec un revêtement en graphite ou en PTFE. Les joints semi-métalliques conviennent aux applications à pression et température moyennes à élevées-jusqu'à la classe 1 500.
Joints métalliques
Les joints métalliques offrent la plus haute intégrité d’étanchéité pour les services critiques.Joints annulairessont des anneaux métalliques solides conçus pour les revêtements de brides RTJ. Ils se déforment dans la rainure sous la charge des boulons pour créer un joint métallique-sur-métal. Des sections transversales ovales et octogonales-sont disponibles pour différentes conceptions de rainures. Les joints plats en métal massif sont utilisés pour les applications à températures ou pressions extrêmes. Le matériau du joint doit être plus souple que celui de la bride pour éviter d'endommager la face de la bride, et le choix du métal doit tenir compte de la compatibilité avec la corrosion galvanique avec le matériau de la bride.
Directives de sélection des matériaux
La plage de température est souvent le facteur principal : élastomères jusqu'à 400 degrés F, PTFE jusqu'à 500 degrés F, graphite jusqu'à 900 degrés F et métal jusqu'à 1 800 degrés F. La compatibilité chimique est essentielle : PTFE pour les produits chimiques agressifs, graphite pour les alcalis et acier inoxydable pour un service corrosif général. La capacité de pression suit une hiérarchie : joints non-métalliques jusqu'à la classe 300, joints semi-métalliques jusqu'à la classe 1500 et joints métalliques pour la classe 2500. Le coût suit le même modèle : les joints non-métalliques sont les plus économiques, les métalliques sont les plus chers.
Dimensions et normes
ASME B16.20 couvre les dimensions des joints métalliques et enroulés en spirale, tandis que ASME B16.21 couvre les joints plats non métalliques. Les diamètres intérieur et extérieur du joint doivent correspondre aux dimensions face à la bride. Pour les joints enroulés en spirale, la bague intérieure assure le centrage et empêche l’effondrement vers l’intérieur, tandis que la bague extérieure sert de butée de compression. Un dimensionnement approprié du joint garantit que le joint s'insère correctement dans le cercle de boulons et que la contrainte d'étanchéité est uniformément répartie.
Meilleures pratiques d'installation
Nettoyez soigneusement les deux faces de la bride et vérifiez s'il y a des dommages avant d'installer un nouveau joint. Appliquez le couple de serrage approprié dans une séquence de boulonnage croisé-pour garantir une compression uniforme du joint. Ne dépassez jamais les limites de compression recommandées par le fabricant du joint, car une compression excessive peut endommager le joint et provoquer des fuites. Utilisez toujours des joints neufs pour chaque remontage de joint et assurez-vous que le joint est correctement centré dans le cercle de boulons avant de serrer. Le respect de ces pratiques maximisera l’intégrité des joints et leur durée de vie.
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