Pourquoi la paire de friction est-elle considérée comme la partie la plus importante d'un joint rotatif ? En effet, la durée de vie et la qualité de fonctionnement (indice de fuite) du joint tournant y sont directement liées. Selon les statistiques, environ 80 à 95 % des fuites dans les joints tournants sont causées par la face d'extrémité d'étanchéité et la paire de friction.
Les matériaux de la paire de friction doivent répondre aux conditions suivantes :
(1) Haute résistance mécanique, capable de résister à la pression et à la déformation par pression ;
(2) Bonne résistance au meulage à sec, capacité de charge élevée et bonne autolubrification ;
(3) Bonne compatibilité entre les matériaux appariés, sans usure excessive ni corrosion galvanique ;
(4) Bonne résistance à l’usure et longue durée de vie ;
(5) Bonne conductivité thermique et dissipation thermique ;
(6) Bonne résistance aux hautes températures ;
(7) Bonne résistance à la fissuration thermique ;
(8) Forte résistance à la corrosion ;
(9) Petit coefficient de dilatation linéaire, bonne résistance à la déformation thermique et stabilité dimensionnelle ;
(10) Bonne usinabilité et formabilité ;
(11) Bonne étanchéité à l’air ;
(12) Faible densité.
Les matériaux pour la paire de joints rotatifs à friction doivent être sélectionnés en fonction de la nature du fluide de travail, de la pression de service, de la température et de la vitesse de rotation du joint rotatif. En particulier lors de la mise à niveau ou de la modification d'un ancien équipement ou de la modernisation de joints tournants existants, il est crucial de choisir les matériaux d'étanchéité appropriés pour le joint tournant.
Lorsque le joint tournant est dans un milieu corrosif, il est soumis à une corrosion à la fois chimique et électrochimique, notamment sur la surface de friction, où le taux de corrosion est extrêmement élevé. En effet, les produits de corrosion qui viennent de se former sur la face d'extrémité (ce qui peut réduire le taux de corrosion) sont détruits par friction. Ce cycle périodique de formation et d’élimination de la surface résistante à la corrosion est communément appelé érosion. Le taux d’érosion est environ 10 à 50 fois supérieur à celui de la surface sans frottement. Par conséquent, la paire de friction doit être constituée de matériaux à la fois résistants à la corrosion et à l'usure.
D'une manière générale, le graphite imprégné de résine phénolique est résistant aux acides mais pas aux alcalis, le graphite imprégné de résine furannique est résistant aux acides et aux alcalis, le graphite imprégné de résine époxy a une bonne résistance aux alcalis, et le graphite et la céramique imprégnés de résine de polytétrafluoroéthylène peuvent résister. milieux fortement corrosifs.
(1) Lorsque le joint rotatif se trouve dans un milieu à haute pression, si le rapport de pression de la face d'extrémité provoqué par le milieu à haute pression dépasse sa plage applicable, cela entraînera la destruction du film liquide, provoquant une génération de chaleur et une usure. Une pression élevée peut facilement provoquer une déformation et une fracture de la paire de friction, entraînant la défaillance du joint du joint rotatif. Les matériaux de la paire de friction fonctionnant sous haute pression doivent avoir une rigidité et une résistance suffisantes. Les alliages durs, les céramiques et les céramiques pulvérisées présentant une résistance à la pression, une solidité et une rigidité élevées doivent être pris en compte.
(2) Dans des conditions de rotation à grande vitesse, en raison de la vitesse linéaire élevée du joint du joint rotatif, la chaleur de friction et l'usure de la surface d'étanchéité augmentent. Par conséquent, des matériaux présentant de faibles coefficients de frottement et une bonne conductivité thermique, tels que le graphite céramique imprégné de cuivre, doivent être utilisés pour la paire de friction.
(3) Lorsque le joint rotatif se trouve dans un environnement à haute température, s'il n'est pas correctement manipulé, cela peut entraîner le vieillissement des produits en caoutchouc et la déformation des pièces, provoquant une fuite dans le joint du joint rotatif. Des matériaux offrant une bonne résistance aux températures élevées, tels que la céramique d'alumine frittée (céramique de corindon) et les revêtements en alliage dur, doivent être sélectionnés.
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