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Le joint mécanique se compose d'un élément rotatif et d'un élément fixe, chacun ayant une surface de contact précise et lisse qui se chevauche (voir figure 1).Les propriétés d'étanchéité dépendent principalement de l'état de la surface et de la pression exercée sur celle - ci.D'autres facteurs clés sont les vibrations, la chaleur et les caractéristiques de pompage.Selon l'application et les besoins de l'utilisateur, différents types de scellés peuvent être appropriés.

Figure 1. Common mechanical seal (Images and graphics courtesy of EASA) Figure 1. Common mechanical seal (Images and graphics courtesy of EASA)

Pour de nombreuses grandes pompes centrifuges, l'utilisateur peut choisir d'installer des composants ou des joints mécaniques de type baril.Comprendre les avantages et les limites de chaque approche aide à déterminer la meilleure solution pour une application particulière.

Component Mechanical Seals

Les joints mécaniques standard sont généralement des joints de composants.Lorsque les utilisateurs commandent des pièces de rechange, ils reçoivent généralement une boîte contenant des faces d'étanchéité, des supports de fixation, des joints toriques, des soufflets et d'autres pièces qui nécessitent un technicien de pompe expérimenté pour les installer et les régler correctement (voir figure 1).

Image 1. Component (left) and cartridge (right) mechanical seals Image 1. Component (left) and cartridge (right) mechanical seals

Une installation et un réglage incorrects sont une cause fréquente de défaillance des joints des composants.Par exemple, si les faces d'étanchéité ne sont pas correctement fixées à l'arbre ou au boîtier d'étanchéité, elles sont mal alignées.Le glissement des joints toriques et de l'élastomère sur l'épaule de l'arbre, la fente de la clé ou les bords tranchants du boîtier d'étanchéité peut également endommager ces Parties et entraîner une tension d'étanchéité incorrecte.

Les boîtiers scellés offrent généralement un accès limité, de sorte que le réglage réussi exige précision et précision.Bien qu'un technicien de pompe expérimenté puisse installer et régler avec succès n'importe quel joint de composant, ce processus offre une possibilité d'erreur.

Cartridge Mechanical Seals

Les joints mécaniques de la cartouche et les joints des composants utilisent des composants similaires, mais les composants fixes des joints de la cartouche sont pré - installés dans le boîtier, les Composants rotatifs sont pré - installés sur le manchon de montage de l'arbre et le manchon est scellé avec un anneau torique.Le boîtier d'étanchéité du cylindre remplace le joint de la plaque de glande et du boîtier de la pompe par des rondelles, des joints toriques ou d'autres élastomères couramment utilisés.Étant donné que les assemblages mécaniques d'étanchéité des cartouches sont pré - installés sur les cartouches et dans le boîtier des cartouches, il est peu probable qu'une erreur d'installation des pièces se produise.

La tension du ressort appliquée sur la surface d'étanchéité est un facteur important qui influe sur le succès de l'installation de l'étanchéité.Sur les joints d'étanchéité des composants, le technicien peut régler cette tension manuellement en ajustant la longueur des ressorts d'étanchéité installés.Pour les joints mécaniques cylindriques, la tension du ressort est préréglée.Pour assurer une tension appropriée, le dispositif de retenue maintient la rotation et l'élément de retenue alignés jusqu'à ce que le joint soit installé.

Bien que les détails de l'installation d'un joint mécanique cylindrique dans une application soient complexes, un critère est de savoir si le joint est installé du côté humide ou sec de la chambre.Les pompes munies d'un joint d'étanchéité du côté humide derrière la turbine ne sont généralement pas adaptées aux joints mécaniques du cylindre.

De plus, les pompes submersibles sont généralement munies de joints à deux composants qui ne peuvent pas être convertis en joints mécaniques cylindriques parce que les joints sont installés du côté humide de la pompe.

Component vs. Cartridge

Pour l'utilisateur final, le choix entre les composants et le scellement de la cartouche est fait principalement en fonction du coût et de la facilité d'installation.La facilité d'installation semble poser un problème mineur si un technicien de pompe qualifié effectue l'entretien de la pompe dans de bonnes conditions de fonctionnement.Toutefois, lors d'un arrêt d'urgence, un remplacement ultérieur des scellés doit être envisagé.

Les joints mécaniques emballés peuvent coûter deux à trois fois plus cher que les joints de composants, de sorte que, sauf indication contraire, les offres concurrentielles de réparation portent généralement sur les joints de composants.Bien que l'investissement initial soit élevé, l'étanchéité de la cartouche peut être une solution à long terme plus rentable, étant donné que l'entretien de la pompe peut nécessiter le remplacement des joints d'étanchéité en service.La réduction des coûts de main - d'oeuvre et la réduction des temps d'arrêt de production peuvent entraîner des économies lorsque des scellés de remplacement sont nécessaires.Les économies prévues comprennent également l'élimination des défauts d'étanchéité causés par une mauvaise installation des joints d'étanchéité des composants.

Dual Seals

Le double étanchéité est une solution efficace pour de nombreux environnements et applications de pompage qui sont très exigeants pour l'étanchéité, y compris le pompage à haute température, à haute pression et sale rempli d'abrasifs.Les doubles joints ont une chambre entre les joints dans laquelle le fluide de blocage peut être pompé pour assurer le refroidissement, la lubrification et empêcher l'entrée d'abrasifs dans la pompe.Bien qu'il soit difficile de redessiner une pompe à un seul joint pour accepter un joint à deux composants, les composants de précision d'un joint mécanique cylindrique peuvent être conçus comme un double joint et peuvent être facilement installés dans le même espace qu'un joint à un seul composant (voir figure 2).

Image 2. A cartridge dual mechanical sealImage 2. A cartridge dual mechanical seal

Impeller Adjustment

Certaines pompes, en particulier celles à turbine semi - ouverte, nécessitent un réglage périodique du dégagement de la face de la turbine.L'utilisateur peut régler la tension sur le joint en déplaçant axialement l'arbre de la pompe.Sur l'étanchéité des composants, la remise à zéro de la tension d'étanchéité nécessite un démontage important de la pompe.La plupart des joints mécaniques cylindriques sont munis de dispositifs de fixation qui peuvent être réinstallés pour aligner les éléments de fixation et de rotation.Cela facilite la remise à zéro de la tension d'étanchéité après le réglage du dégagement de la face d'extrémité de la turbine.

Split Cartridge Mechanical Seals

Le remplacement des joints mécaniques de la pompe, des composants ou des bobines de soupape nécessite généralement le démontage de la pompe.Une façon d'éviter cela est d'utiliser un joint fendu.Les faces d'extrémité et les autres parties circonférentielles sont divisées en deux, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'enlever la pompe pour l'installer.Étant donné que chaque élément circonférentiel doit être correctement installé et fixé ensemble, il peut être difficile d'installer le joint d'étanchéité de l'élément fendu et un niveau élevé de compétence technique est nécessaire.Si quelque chose tourne mal, le sceau est cassé.

Le dernier développement de la technologie d'étanchéité a conduit à la production d'étanchéité mécanique de type Split, ce qui a grandement simplifié l'installation d'étanchéité de type Split.La question de savoir si le joint mécanique du cylindre fendu est le meilleur choix dépend de sa facilité d'installation et de son coût.Si, par le passé, l'application exigeait le remplacement des joints en service et que le démontage de la pompe était difficile, les coûts supplémentaires pourraient être raisonnables.

Making the Right Choice

Si l'objectif de l'utilisateur est de trouver la solution d'entretien de la pompe la plus rentable et à long terme et qu'il s'attend à ce que les joints d'étanchéité en service soient remplacés, l'étanchéité mécanique du cylindre peut être un bon choix.L'utilisation d'un joint mécanique cylindrique peut également convertir le joint d'emballage en joint mécanique.L'étanchéité des composants et un technicien de pompe qualifié sont les meilleurs choix lorsqu'il est important de réduire les coûts initiaux.