Quand faut-il envisager un joint d’arbre en acier inoxydable à base de PTFE ?

Les joints d’huile en élastomère conventionnels conviennent à une vaste gamme d’équipements industriels, mais toutes les applications rotatives ne présentent pas des températures modérées, des vitesses modérées et des lubrifiants compatibles. Lorsque les conditions de fonctionnement deviennent plus exigeantes, un joint d’arbre à base de PTFE avec une structure en acier inoxydable peut être envisagé.

La raison n’est pas simplement que le PTFE est un matériau « à hautes performances ». Ses caractéristiques de faible frottement et sa résistance chimique étendue peuvent le rendre adapté aux applications où le bord en élastomère conventionnel présente des limites.

Domaines où les joints en caoutchouc conventionnels peuvent poser des difficultés

Une lèvre d’étanchéité en caoutchouc traditionnelle repose sur un contact élastique contrôlé avec l’arbre. À mesure que la température, la vitesse, l’exposition chimique ou d’autres conditions de fonctionnement deviennent plus sévères, le choix du matériau et la conception de la lèvre prennent une importance croissante.

Une vitesse élevée de l’arbre peut accroître la chaleur générée par frottement. Certains fluides peuvent également nuire à la compatibilité d’un élastomère. Dans ces cas, passer d’un composé caoutchouteux à un autre peut s’avérer utile, mais cela ne résout pas toujours l’ensemble des exigences opérationnelles.

La solution doit donc tenir compte à la fois du matériau et de la structure du joint.

Ce que le PTFE apporte à la conception

Le PTFE présente un faible coefficient de frottement et une large résistance chimique comparé à de nombreux élastomères conventionnels. Ces propriétés sont utiles dans les applications rotatives exigeantes.

La couche en PTFE peut réduire la chaleur de frottement et l’usure au niveau de la lèvre d’étanchéité, et élargir également la compatibilité avec divers fluides. Nos matériaux d’étanchéité en PTFE sont proposés pour des applications soumises à des conditions sévères ainsi qu’aux étanchéités rotatives à haute vitesse et basse pression.

Cela ne signifie pas que les joints en PTFE conviennent automatiquement à toutes les machines fonctionnant à haute température ou à haute vitesse. La géométrie du joint, l’état de l’arbre, le mode de montage, la pression, la lubrification et la formulation exacte du PTFE doivent encore être pris en compte.

Pourquoi l’acier inoxydable est utilisé

La partie en acier inoxydable d’un joint d’arbre en PTFE/acier inoxydable assure la fonction structurelle du joint et offre une résistance à la corrosion utile dans des environnements exigeants.

Cela peut s’avérer pertinent pour des équipements exposés à l’humidité, aux produits chimiques, aux cycles thermiques ou à d’autres conditions où la structure environnante nécessite une résistance supérieure à celle qu’offrirait un boîtier en acier au carbone conventionnel.

La combinaison d’un élément d’étanchéité en PTFE et d’une structure en acier inoxydable répond donc à deux exigences différentes : l’interface d’étanchéité et l’environnement mécanique entourant le joint.

Typique ApplicationDomaines

Joints d’arbre en PTFE et acier inoxydable peuvent être envisagés dans des applications telles que les pompes, les compresseurs, les moteurs, les boîtes de vitesses, les ventilateurs, les machines industrielles et autres équipements rotatifs où une faible friction, une résistance chimique ou des conditions de fonctionnement exigeantes sont importantes.

NQKSF répertorie les joints d’arbre en PTFE et acier inoxydable parmi ses produits d’étanchéité industriels et décrit des applications incluant les pompes, les moteurs, les boîtes de vitesses, les équipements agricoles et de construction, les entraînements de turbines éoliennes et d’autres machines industrielles.

La pertinence exacte dépend toutefois encore des paramètres de fonctionnement. Un joint ne doit pas être sélectionné uniquement parce que l’équipement appartient à l’un de ces secteurs.

Le PTFE n’élimine pas la nécessité d’une conception correcte de l’arbre

Une idée reçue courante est que le joint en PTFE peut compenser un mauvais état de l’arbre.

Ce n’est pas le cas.

La surface de l’arbre, sa dureté, sa concentricité, sa géométrie d’installation et le sens d’étanchéité influencent encore les performances d’un joint rotatif. Les formulations de PTFE contenant des charges abrasives peuvent également nécessiter une attention particulière portée au matériau de la contre-face.

Pour cette raison, le PTFE doit être considéré comme un composant d’un système d’étanchéité conçu sur mesure, et non simplement comme un substitut au NBR ou au FKM.

Choisir le matériau en fonction de la machine

Un joint d’arbre en PTFE et acier inoxydable devient pertinent lorsque l’application exige des caractéristiques que les joints élastomères conventionnels ne parviennent pas à fournir efficacement, notamment lorsque le frottement, l’exposition chimique, la température ou la vitesse constituent des facteurs déterminants.

Le choix approprié commence toujours par l’analyse des conditions réelles de fonctionnement de la machine. La température, la vitesse de l’arbre, la pression, le fluide, le matériau de l’arbre, l’état de sa surface ainsi que l’espace disponible pour l’installation doivent tous être pris en compte avant de déterminer la structure et le matériau du joint.

Pour les équipements fonctionnant dans des conditions exigeantes, cette approche fondée sur l’application est plus utile que le simple choix d’un joint parce que son matériau présente, sur papier, une spécification supérieure.