Connaissez-vous la finition optimale pour l'état de surface de vos joints ?

Imaginez-vous qu'un système d'étanchéité de votre équipement devienne défaillant de manière prématurée ou qu'il ne fonctionne pas parfaitement. On serait immédiatement tenté de contrôler le joint pour vérifier s'il est défectueux ou si le matériau d'étanchéité ne résiste pas aux critères de température ou de pression de votre application. On pourrait aussi vérifier si la taille est optimale ou le degré d'écrasement.

Mais qu'en est-il de la surface de joint ? Certains aspects du matériel peuvent empêcher au joint de fonctionner correctement et avoir un impact sur la durée de vie de l'élément d'étanchéité. La finition (c'est-à-dire la rugosité des deux surfaces qui compriment le joint) de la surface de joint est l'un des facteurs à prendre en compte durant la conception, car la finition de surface idéale affecte la performance du joint et peut maximiser la durée de vie des éléments d'étanchéité.

Les critères de l'état de surface peuvent varier en fonction de la fabrication du joint en matière élastomère, thermoplastique ou autre. La malléabilité générale des élastomères leur permet de s'adapter à davantage de finitions de surface, tandis que les thermoplastiques plus rigides offrent moins de marge, mais ils peuvent parfois nécessiter moins de lubrification en raison de leurs propriétés tribologiques. C'est la raison pour laquelle les recommandations en matière d'état de surface d'un joint thermoplastique indiquent généralement une finition plus lisse que celles d'un joint élastomère.

Par ailleurs, les critères d'état de surface sont différents pour les applications d'étanchéité liquide par rapport aux applications de joint hermétique au gaz ou au vide. Pour les cas d'étanchéité au gaz ou au vide, une finition de surface plus lisse est recommandée car la structure et la taille de la plupart des gaz leur permet de s'échapper par des espaces restreints, même si ces derniers suffiraient à contenir un liquide.

Pour les applications dynamiques, la finition de la surface affecte aussi directement la durée de vie du joint. La surface doit disposer d'un espace prévu pour retenir le liquide du processus ou le fluide lubrifiant à la surface afin de réduire le frottement. Cependant, si l'élément est trop rugueux, le joint s'usera au contact de la surface. Il est essentiel de trouver l'équilibre idéal afin d'assurer une lubrification optimale et de maximiser la durée de vie du joint.

Retrouvez ci-dessous une illustration des variations de hauteur et de rugosité d'une surface et de la mesure générale de la finition d'une surface. On peut facilement imaginer que s'il y a trop de pics comme celui du côté gauche du diagramme, la matière des joints s'userait et s'abîmerait suite au contact dynamique, sans parler des difficultés à s'adapter à l'irrégularité de la surface. Par ailleurs, le creux représenté à la droite de l'image démontre la formation d'une poche qui peut coincer du fluide ou du lubrifiant afin de réduire le frottement durant les cycles continus.

 

La sélection de la finition de surface optimale pour la pièce de votre application peut constituer une opération difficile. In general, we recommend 8 to 12 microinches Ra (Average Roughness) for dynamic seals, and 16 to 32 microinches Ra for static seals. Les experts ingénieurs de Greene Tweed peuvent vous aider à évaluer les paramètres de votre application afin de déterminer la finition de surface optimale.