Joints toriques résistants aux produits chimiques en EPDM et en FKM pour presses à filtre et machines à flottation

Les filtres-presse et les machines de flottation sont des équipements robustes utilisés dans le traitement des minerais, l'épuration des eaux usées et la fabrication chimique. Ils fonctionnent en cycles soumis à des pressions élevées et à une exposition agressive aux produits chimiques, ce qui rend l’étanchéité des joints primordiale. Les filtres-presse, utilisés pour la séparation solide-liquide, soumettent les joints à des boues contenant des acides (par exemple, l’acide sulfurique dans la lixiviation du cuivre), des alcalis (soude caustique dans le traitement de l’alumine) et des agents oxydants. Les cellules de flottation, qui séparent les minéraux au moyen de bulles d’air, utilisent divers moussants et collecteurs (souvent des réactifs organiques tels que les xanthates) dans un environnement turbulent et aéré.

Le monomère d’éthylène-propylène-diène (EPDM) est un élastomère non polaire réputé pour sa remarquable résistance aux substances polaires. Il présente des performances exceptionnelles en présence d’eau chaude et de vapeur (jusqu’à 150 °C), aux alcalis, aux acides (y compris l’acide phosphorique et l’acide acétique), aux huiles et graisses siliconées, ainsi qu’aux liquides de frein à base d’alcool. Sa résistance exceptionnelle à l’ozone et aux intempéries en fait un matériau idéal pour les installations en extérieur. Toutefois, l’EPDM présente une résistance très médiocre aux huiles, graisses et carburants à base de pétrole, ce qui limite fortement son utilisation dans les systèmes généraux de lubrification industrielle.

Le fluorocarbone (FKM) comble cette lacune. Il offre une excellente résistance aux huiles, carburants, composés aromatiques et nombreux solvants organiques, ainsi qu’une bonne résistance aux acides (bien que moins universelle que celle de l’EPDM face aux acides forts). Il supporte des températures plus élevées que l’EPDM. Le choix du joint est donc dicté par la conception de la machine : EPDM pour les circuits d’eau/vapeur, les zones de rinçage acide ou les parties exposées à des produits chimiques polaires ; FKM pour les systèmes hydrauliques, les points de lubrification ou les sections impliquant des fluides de procédure à base d’hydrocarbures.

La norme AS324 définit des tolérances dimensionnelles précises pour ces joints, garantissant leur ajustement parfait dans les rainures de garniture des plaques, des cadres et des raccordements de collecteur. Un point de défaillance fréquent est l’utilisation d’un matériau inadapté dans un environnement à milieux mixtes. Par exemple, une presse à filtre utilisée dans une mine russe de potasse peut employer des joints en EPDM sur ses lignes de rinçage à l’eau, mais nécessite des joints en FKM sur son mécanisme hydraulique de déplacement des plaques.

Une approche systématique comprend :

1. Analyse des fluides : recenser tous les produits chimiques auxquels le joint sera exposé, y compris les agents de nettoyage.

2. Cartographie des températures et des pressions : identifier les conditions les plus sévères.

3. Évaluation mécanique : prendre en compte la fréquence des cycles, le déplacement des plaques et le risque d’ingression de particules abrasives.

4. Normalisation : utiliser les références numériques AS568/AS324 (« dash numbers ») afin d’optimiser les achats.

Les opérations minières dans la région charbonnière de l’Inde et dans les régions phosphatées des États-Unis ont mis en place des fiches de spécifications matériaux pour chaque point d’étanchéité de leurs filtres-presse. Cette pratique, combinée à des inspections régulières des joints d’étanchéité lors du remplacement des toiles filtrantes, a permis de réduire les arrêts imprévus de plus de 40 %. Dans certains cas, des joints d’étanchéité en deux matériaux ou des procédés de revêtement sur mesure sont envisagés pour relever des défis particuliers lorsque l’utilisation d’un seul matériau s’avère insuffisante.