Savez-vous comment choisir le bon matériau de joint d’étanchéité ? Si vous demandez encore du “caoutchouc noir” vous pourriez compromettre la conception de votre produit. Il y a des milliers de recettes de caoutchouc différentes, ou de composés, et chacun possède des propriétés spécifiques. Il y a aussi des joints fabriqués à partir d’autres types de matériaux, y compris le métal.
Cet article d’Elasto Proxy est conçu pour vous aider à choisir le bon matériau de joint d’étanchéité. Ces joints mécaniques sont utilisés dans d’innombrables applications, mais savez-vous pourquoi ? Cet article y répond également. Vous apprendrez aussi pourquoi vous avez probablement besoin d’un joint en caoutchouc plutôt qu’en métal.
Continuez votre lecture pour en savoir davantage et contactez Elasto Proxy si vous êtes un concepteur ou un ingénieur de joints ayant besoin d’aide pour la sélection des matériaux.
Pourquoi avez-vous besoin d’un joint d’étanchéité ?
Un joint d’étanchéité est un dispositif de fermeture mécanique installé entre deux surfaces de contact pour combler les interstices microscopiques qui les séparent. Pourquoi ces interstices existent-ils ? Parce que même les surfaces usinées avec précision ne sont pas parfaitement lisses. Elles contiennent plutôt de minuscules irrégularités qui permettent aux fluides ou aux gaz de passer. Les joints qui sont comprimés sous une charge (comme une porte fermée) comblent ces interstices et forment une barrière.
Pourquoi utiliser le caoutchouc plutôt que le métal ?
Les joints métalliques sont généralement utilisés dans des applications à haute pression et haute température, comme les raffineries ou les usines chimiques. Pour la plupart des applications industrielles et commerciales, le caoutchouc est le matériau de joint préféré car il est compressible et élastique, résistant aux environnements, rentable, léger et facile à installer.
Compressibilité et élasticité
Le caoutchouc se comprime facilement et reprend sa forme lorsque la pression est relâchée. Cela lui permet de s’adapter aux irrégularités de surface et de maintenir l’étanchéité même lorsque les surfaces de contact se déplacent en raison de vibrations, de l’expansion thermique ou d’une charge mécanique. Cela se produit dans des assemblages allant des cabines d’équipements lourds et des boîtes à gants nucléaires aux équipements de transformation alimentaire et aux boîtiers électroniques.
Résistance environnementale
Le caoutchouc peut être formulé pour résister à différentes substances et conditions. Les exemples incluent de(s) :
- Huiles, carburants et solvants;
- La lumière solaire et de l’ozone;
- Températures extrêmes;
- L’Eau et de la vapeur;
- Produits chimiques et agents de nettoyage.
Le caoutchouc peut également être chargé de particules métalliques ou de particules revêtues de métal pour assurer la conductivité électrique et le blindage contre les interférences électromagnétiques (EMI). Il est important de noter cela car le caoutchouc est normalement un isolant électrique.
Coût
La plupart des matériaux caoutchouteux coûtent moins cher que les matériaux métalliques. En général, les joints en caoutchouc sont aussi moins coûteux à fabriquer. Chez Elasto Proxy, nous utilisons la découpe au jet d’eau lors de la fabrication des joints. Il n’y a pas d’outillage à attendre ou à payer, et nous pouvons couper des feuilles ou des extrusions de caoutchouc avec rapidité et précision.
Légèreté et installation
Le caoutchouc est plus léger que le métal. Cela aide à réduire le poids total du système, mais les avantages ne s’arrêtent pas là. Les joints métalliques nécessitent généralement des charges de boulonnage élevées, ce qui complique l’installation. Certains joints en caoutchouc utilisent des attaches métalliques, tandis que d’autres sont installés avec des rubans adhésifs.
Le défi de la sélection du bon caoutchouc
Le caoutchouc n’est pas un matériau unique. Il s’agit plutôt d’une famille de matériaux appelés élastomères. Voici les plus courants
- EPDM, pour la résistance aux intempéries en extérieur;
- Silicone, pour les températures extrêmes (hautes/basses);
- Nitrile (BunaN), pour la résistance aux carburants et aux huiles;
- Fluorosilicone, pour les carburants et solvants agressifs;
- Néoprène, pour l’étanchéité industrielle polyvalente;
- Élastomères conducteurs, pour le blindage EMI.
Que se passe-t-il si vous choisissez le mauvais matériau ? Cela peut entraîner un gonflement, un craquellement, un déformation irréversible (compression set) ou une défaillance de l’étanchéité. C’est pourquoi les concepteurs et les ingénieurs de joints doivent prendre en compte des facteurs allant de la température et de l’exposition aux milieux, aux conditions environnementales et aux normes réglementaires.
Pour simplifier ce processus, Elasto Proxy a développé une approche structurée appelée MTAP.
Comprendre la méthodologie MTAP d’Elasto Proxy
MTAP signifie Matériau (Material), Température (Temperature), Application et Pression (Pressure). Elasto Proxy l’utilise pour vous guider dans la sélection des matériaux et pour s’assurer que l’élastomère choisi répondra à vos exigences.
M pour Milieu (Média)
Le M de MTAP signifie Milieu. Demandez-vous :
- Le joint sera-t-il en contact avec des carburants, des huiles, des produits chimiques ou des nettoyants ?
- Si oui, lesquels – et avec quelles concentrations ?
- Le contact avec ce milieu est-il intermittent ou implique-t-il une immersion complète ?
T pour Température
Le T de MTAP signifie Température. Demandez-vous :
- Quelles sont les températures de service minimales et maximales ?
- Y a-t-il une température de fonctionnement continue à prendre en compte ?
- Y a-t-il des changements de température rapides ?
Différents composés ont différentes plages de température, et certains caoutchoucs soumis à des cycles répétés de chauffage et de refroidissement peuvent perdre leur flexibilité.
A pour Application
Le A de MTAP signifie Application. Demandez-vous :
- Où le joint sera-t-il utilisé (par exemple, à l’intérieur ou à l’extérieur) ?
- Comment le joint sera-t-il installé (par exemple, attaches ou ruban adhésif) ?
- Existe-t-il des normes ou des spécifications que vous devez respecter ?
Par exemple, un joint de porte sur un camion benne doit résister aux vibrations, à la poussière et à l’eau. Un joint pour un boîtier électronique peut plutôt nécessiter une résistance aux flammes UL 94 V0.
P pour Pression
Le P de MTAP signifie Pression. Demandez-vous :
- Quelle est la pression à l’intérieur du système ?
- Quelle est la force de compression ou la charge appliquée lors de l’installation ?
- Quelle quantité de compression est nécessaire pour que le joint assure une étanchéité adéquate ?
Les composés de caoutchouc varient en termes de dureté, laquelle est mesurée en duromètres sur l’échelle Shore A. Étant donné que la dureté influe sur la façon dont le caoutchouc réagit à la pression, les matériaux plus souples assurent l’étanchéité avec une force de compression moindre, tandis que les matériaux plus durs peuvent résister à la déformation.
De la MTAP à la fabrication de joints
Elasto Proxy ne conçoit pas de joints en caoutchouc, mais nous pouvons vous aider dans la sélection des matériaux et examiner vos dessins, schémas ou fichiers CAO – Conception Assistée par Ordinateur. Nous pouvons également évaluer les tolérances de vos pièces : les variations dimensionnelles admissibles d’une pièce à l’autre. En tant que fabricant et distributeur de caoutchouc proposant ces services ainsi que d’autres services à valeur ajoutée, nous pouvons vous aider à garantir l’efficacité de votre étanchéité.
