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May 08, 2024

Les technologies avancées de face d'étanchéité réduisent les coûts et l'empreinte carbone

Une sélection appropriée des faces des garnitures mécaniques est essentielle pour éliminer les fuites dans les pompes et autres équipements rotatifs. Les avantages du choix du bon visage vont bien au-delà de l’amélioration du temps moyen entre

Une sélection appropriée des faces des garnitures mécaniques est essentielle pour éliminer les fuites dans les pompes et autres équipements rotatifs. Les avantages du choix du bon visage vont bien au-delà de l’amélioration des taux de temps moyen entre pannes (MTBF).

Les faces des garnitures mécaniques sont disponibles dans une variété de matériaux et de conceptions. Le matériau du visage doit résister à l’abrasion et à l’usure. Le matériau dur le plus utilisé est le carbure de silicium, suivi du carbure de tungstène et de l'oxyde d'aluminium, pour n'en nommer que quelques-uns. De plus, la conception de la face doit correspondre au type de joint pour l'application, y compris les configurations conventionnelles, à poussoir, sans poussoir, déséquilibrées, équilibrées ou à cartouche.

Cependant, il existe deux technologies éprouvées en matière de matériaux et de conception de faces d'étanchéité qui peuvent éliminer les approximations du processus de sélection. Ces options prolongent le temps moyen entre pannes des joints de plusieurs semaines à plusieurs années et réduisent les coûts en eau, en énergie et en capital tout en aidant les entreprises à réduire leur empreinte carbone.

Parmi les matériaux de face les plus avancés et les plus durables se trouve le diamant ultrananocristallin (UNCD) ou technologie de face à joint diamanté. Ce traitement facial (un mince film de diamant) est obtenu à partir d'un film de diamant par dépôt chimique en phase vapeur sur la face d'étanchéité. Le substrat le plus largement utilisé pour un traitement de visage en diamant est le carbure de silicium fritté. Grâce aux développements récents, le film de diamant est également utilisé sur les substrats en carbure de tungstène.

Aujourd'hui, plus de 60 000 composants utilisant des traitements de surface au diamant ont été déployés dans le monde entier dans diverses applications difficiles, notamment les boues abrasives, les fluides chimiquement réactifs, les environnements de mauvaise lubrification, les applications intermittentes de fonctionnement à sec et les fluides sensibles à la température.

À ne pas confondre avec les traitements de face microcristallins qui ne peuvent être utilisés qu'avec une autre surface de contact en diamant, les traitements de face UNCD peuvent également être appliqués sur des contre-faces en carbure de silicium ou en carbure de tungstène et réduire les coûts associés aux équipements auxiliaires.

L'UNCD possède un certain nombre de propriétés qui en font un matériau d'étanchéité avantageux pour de nombreuses applications. Le faible coefficient de frottement permet à la face du joint de survivre à un faible pouvoir lubrifiant et à des conditions de fonctionnement à sec intermittent, réduisant également la génération de chaleur et la consommation d'énergie. En tant que matériau exceptionnellement dur, sa résistance à l’abrasion le rend idéal pour les applications de particules abrasives et de boues. La résistance chimique de l'UNCD protège les faces du joint et leur permet de fonctionner même dans des alcalis et des acides forts.

Ils réduisent également l'empreinte carbone de l'application en minimisant le gaspillage d'eau et en réduisant les pertes d'énergie. Selon les conditions, la réduction de la consommation électrique du moteur à elle seule peut entraîner un délai d'amortissement inférieur à 12 mois.

Un exemple récent mettant en évidence les avantages d'un traitement facial au diamant a eu lieu dans une usine de fabrication de contreplaqué aux États-Unis. La température de l'eau chaude (315 F à 325 F), associée à la génération de chaleur des faces d'étanchéité, a provoqué la défaillance des joints toriques de la garniture mécanique en quelques semaines seulement.

L'usine souhaitait accroître la fiabilité des joints tout en conservant son plan de rinçage des joints Plan 11. Quelques semaines après l'ajout de faces traitées au diamant sur les joints à cartouche universels, l'usine a obtenu un retour sur investissement pour la mise à niveau du joint. Le maintien du Plan 11 de chasse d'eau existant a permis à l'usine d'économiser près de 6 000 $ en coûts d'équipement, de matériel et d'installation. En éliminant le besoin d'un liquide de refroidissement, l'usine a également évité une augmentation de plus de 3 000 $ et jusqu'à 2,1 millions de gallons de consommation d'eau annuelle, sans parler de l'amélioration du temps moyen entre pannes (MTBF) à 14 mois.

Utilisée depuis des décennies dans le monde entier dans de nombreuses industries, la technologie de pompage en amont (USP) réduit la quantité d'eau utilisée pour refroidir et nettoyer un joint. Par rapport aux solutions plus traditionnelles, cela peut réduire la consommation d’eau de 2 à 3 gallons par minute à 3 à 5 gallons par jour. USP combine les avantages des joints à double pression et sans pression, offrant la protection environnementale d'un système à double joint avec la sécurité inhérente d'un système à joint tandem. L'ascenseur actif pousse le fluide tampon basse pression dans le fluide de procédé à haute pression, tirant parti des concepts d'étanchéité sous pression et hors pression.