Qu’est-ce qu’un joint d’étanchéité ?
Un joint (en anglais : Gasket) est un composant ou un matériau utilisé dans les équipements, les structures et les tuyauteries pour maintenir l’étanchéité et l’imperméabilité afin d’empêcher les fuites de fluides internes et d’autres substances.
À des fins d’étanchéité générale, il existe des joints et des garnitures, les joints étant principalement utilisés pour les pièces “immobiles” ou “non mobiles”. En revanche, les garnitures sont principalement utilisées pour les pièces “mobiles” ou “en mouvement”.
Utilisations des joints d’étanchéité
Les joints d’étanchéité sont utilisés pour remplir et étancher les espaces dans les zones plates telles que les brides de tuyaux, les joints de machines et les couvercles. La raison principale est d’empêcher les fuites de fluides internes en maintenant et en scellant un joint étanche, mais ils sont également utilisés pour empêcher les corps étrangers de pénétrer par les interstices des surfaces de joint.
En général, les joints d’étanchéité sont insérés entre les surfaces des joints et serrés avec des vis ou des boulons pour augmenter l’étanchéité par la pression de la surface.
Principe des joints d’étanchéité
Les joints sont insérés entre les joints des brides de tuyauterie ou des pièces de machine, serrés entre les joints par des vis ou des boulons, comprimés jusqu’à atteindre une certaine épaisseur et une certaine forme et rendus étanches par la pression de surface. La méthode et la force de serrage appropriées pour les joints d’étanchéité dépendent donc du matériau, de l’épaisseur, de la forme, de la construction et de la matière.
En particulier, pour les joints des brides de tuyauterie et des brides d’appareils à pression, des normes spécifient la méthode de serrage et la méthode de contrôle. Il est nécessaire de se référer à ces normes et à la pression de surface de serrage appropriée de chaque fabricant pour une gestion optimale du serrage.
En général, lorsqu’ils sont utilisés sur des brides, la force de serrage nécessaire pour assurer l’étanchéité du liquide est Wm1 : charge du boulon (force de serrage) en service et Wm2 : charge du boulon (force de serrage) lors du serrage du joint.
Les joints d’étanchéité sont appliqués sur la surface du joint et serrés pour former une fine pellicule adhésive uniforme et durcie qui assure l’étanchéité.
Types de joints d’étanchéité
Il existe différents types de joints d’étanchéité en fonction du matériau, de la forme et de la construction.
1. Les joints d’étanchéité non métalliques
Les joints d’étanchéité sont fabriqués à partir de fibres de verre, de caoutchouc et de charges, roulés et vulcanisés pour former une feuille. Ils sont poinçonnés ou découpés dans la feuille aux dimensions et à la forme de la surface de joint des brides de tuyauterie et des pièces de machine. Ils présentent un degré élevé de flexibilité dimensionnelle et sont utilisés dans un large éventail de situations, des hautes et basses températures aux hautes et basses pressions, avec une excellente résistance à l’huile et à la chaleur et une grande polyvalence.
Joints en caoutchouc et en feuilles de caoutchouc synthétique
Les joints d’étanchéité en feuilles de caoutchouc et de caoutchouc synthétique sont des joints en feuilles fabriqués en caoutchouc naturel, en caoutchouc nitrile, en caoutchouc siliconé, etc. Ils sont poinçonnés ou coupés à la taille et à la forme requises. Ils sont utilisés pour les fluides à pression relativement faible et à basse température.
Joints en feuille en PTFE fluoroplastique
Les joints d’étanchéité en feuille en PTFE fluoroplastique sont moulés par compression. Des charges inorganiques et des charges à base de carbone sont ajoutées pour améliorer la résistance à la chaleur, la résistance chimique, la résistance aux acides et la résistance aux alcalis. Ils sont utilisés pour les produits chimiques hautement corrosifs, les brides de tuyauterie alimentaire et les équipements.
Joints d’étanchéité en graphite expansé
Les joints d’étanchéité fabriqués à partir de graphite traité avec des produits chimiques sont chauffés à haute température pour la dilatation et formés en feuille. Ils sont poinçonnés ou coupés à la taille et à la forme requises. Comme la feuille elle-même est peu résistante, certaines sont renforcées en prenant en sandwich ou en laminant une fine feuille d’acier inoxydable entre elles pour augmenter leur résistance.
Elles présentent une excellente résistance à la chaleur et aux produits chimiques et sont utilisées pour les brides de tuyauterie et les équipements d’usage général. Ils sont également utilisés pour les brides de fluides très perméables, les tuyauteries cryogéniques de GNL et d’azote liquide.
Joints Herrle
Les joints d’étanchéité Herrle sont des joints standard conformes à la bride Herrle pour les tuyauteries sanitaires. Les matériaux utilisés sont le caoutchouc éthylène-propylène (EPDM), le plastique fluoré (PTFE) et le caoutchouc silicone. Ils sont utilisés pour les brides et les équipements dans les tuyauteries alimentaires, pharmaceutiques et chimiques.
2. Les joints d’étanchéité semi-métalliques
Joints d’étanchéité
Les joints en spirale sont des joints constitués d’un cerceau de fines feuilles de fer ou d’acier inoxydable moulées en forme de V, enroulées alternativement autour d’un matériau tampon de même forme, tel que le graphite expansé, le PTFE fluoroplastique ou le papier sans amiante.
La forme de base se compose d’un cerceau et d’un tampon. En plus de cette forme, ces joints sont également disponibles avec une bague extérieure pour un positionnement correct de la surface du joint de la bride et avec une bague intérieure pour réduire la déformation due aux forces de serrage. Utilisés pour les brides de tuyauteries de fluides telles que la vapeur à haute température et à haute pression et l’huile caloporteuse.
Joints à enveloppe métallique
Les joints d’étanchéité à enveloppe métallique sont des joints dont l’âme (matériau de rembourrage) très résistante à la chaleur est enveloppée d’une fine feuille d’acier au carbone, d’acier inoxydable, de cuivre ou de Monel (alliage de nickel et de cuivre) comme métal de revêtement. Ils sont utilisés pour les brides de tuyauterie à haute température, à haute pression, résistantes aux acides et aux alcalis et pour les joints d’équipements tels que les échangeurs de chaleur et les réservoirs sous pression.
3. Les joints d’étanchéité métalliques
Joints métalliques
Les joints métalliques comprennent les “joints métalliques ondulés”, qui sont de minces feuilles d’acier doux ou d’acier inoxydable pliées en une section ondulée et transformées en forme d’anneau, les “joints métalliques plats”, qui sont des anneaux d’une seule feuille d’acier doux ou d’acier inoxydable, et les “joints en dents de scie”, qui sont des rainures circulaires en forme de V transformées sur la surface arrière de la forme plate. Ils sont utilisés pour les surfaces de joint du bloc-cylindres et de la culasse des moteurs, ainsi que pour les brides des tuyauteries à haute température et à haute pression.
Joints annulaires
Les joints d’étanchéité sont des joints fabriqués en usinant un métal forgé en forme d’anneau et en l’insérant dans une gorge de l’anneau sur la surface du joint de la bride. La section transversale de l’anneau peut être ovale, octogonale, hexagonale, triangulaire ou circulaire.
Les matériaux utilisés sont l’acier doux, l’acier inoxydable, le monel (alliage nickel-cuivre), le titane et l’aluminium. Utilisés dans les joints d’équipement tels que les brides pour les tuyaux de vapeur, de gaz et de pétrole à haute température et à haute pression et les réservoirs sous pression.
4. Joints d’étanchéité liquides
Les joints d’étanchéité liquides sont utilisés dans diverses situations, par exemple dans les tuyaux en PVC pour l’évacuation des eaux de pluie et dans les joints de moteur. Ils sont peu coûteux car ils sont efficaces même lorsqu’ils sont appliqués en petites quantités, ils s’adaptent bien aux surfaces des joints, ce qui leur permet d’assurer une bonne étanchéité avec une faible pression de surface de serrage et une précision d’usinage relativement faible, et ils sont très efficaces car ils n’ont pas besoin d’être resserrés.
Parmi ces joints on retrouve des types comprenant des solvants organiques (à base d’alkyde modifié, à base d’ester de fibre, à base de caoutchouc synthétique), des types sans solvant (à base phénolique, à base d’ester modifié, à base de silicone, à base acrylique) et les types à base d’eau (à base d’acrylique à base d’eau).