Garnitures mécaniques - Technologie

L’évolution permanente des exigences techniques et économiques du monde industriel conduit à une utilisation de plus en plus généralisée des étanché-ités dynamiques par garnitures mécaniques. Cet article vient en complément de l’article « Étanchéité en mécanique de ce traité ».

En effet, la technologie sans cesse améliorée des garnitures mécaniques permet d’assurer avec un maximum de fiabilité l’étanchéité de produits les plus divers dans des conditions d’exploitation de plus en plus sévères (avec des durées de vie pouvant atteindre plusieurs milliers d’heures) :

• hautes pressions : plus de 150 bar ;

• hautes températures : plus de 400 ˚C ;

• hautes vitesses : plus de 10 000 tr/min ;

• grands diamètres : plus de 500 mm.

Les garnitures mécaniques répondent aux besoins de tous les secteurs d’activités tels que chimie, pétrochimie, industrie pétrolière, papeterie, industries de transformation, alimentaires, agroalimentaires, textiles, pharmaceutiques, etc. Les produits les plus divers sont étanchés : produits clairs ou chargés, mélanges, sirops, bitumes, pâte à papier, ciments, poudres, gaz liquéfiés ou non, etc.

La garniture mécanique est donc un organe essentiel de toute machine tournante comme les pompes (figure 1), compresseurs, agitateurs, turbines à gaz, centrifugeuses, clarificateurs, raffineurs, réacteurs, etc. À ce titre, les différentes études menées par tous les services de maintenance des industriels montrent que la solution garniture mécanique est globalement la plus économique car présentant le meilleur compromis entre fiabilité et coût.

Les composants entrant dans la technologie des garnitures mécaniques sont des éléments faisant appel à la mécanique de haute précision et au savoir-faire du fabricant. Les pièces constitutives d’une garniture mécanique peuvent être classées en quatre groupes : faces de frottement, étanchéité secondaire (joints, membranes, soufflets, etc.), ressorts (ou soufflets ou autres), et autres constituants de liaison (chemise, couvercle, vis, supports, etc.).

La sélection du type de garniture mécanique et des matériaux utilisés est basée sur les connaissances théoriques et pratiques du fabricant (calculs, recherches, essais, expériences, etc.). Tous les matériaux des composants de la garniture mécanique en contact avec le fluide à étancher doivent :

• résister aux températures extrêmes sans perdre d’une façon significative leurs caractéristiques ni se détériorer dans le temps ;

• avoir des caractéristiques mécaniques suffisantes pour résister aux contraintes générées par les conditions de service (pression, vitesse) ;

• être capables de résister à toute attaque chimique spécifiée.

L’étude complète du sujet comprend les articles :

• BM 5 425 – Garnitures mécaniques. Technologie (le présent article) ;

• Garnitures mécaniques - Technologie – Garnitures mécaniques. Montage et maintenance ;

• Doc. BM 5 427 – Garnitures mécaniques.