33-99 No. Rue E Mufu, District de Gulou, Nanjing, Chine [email protected] | [email protected]
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La série ISO 3601 traite effectivement les bagues de soutien comme un sujet distinct : la portée de l’ISO 3601-4 concerne les bagues anti-extrusion / bagues de soutien et énumère cinq catégories : T1 type spiralé, T2 type découpé en biseau, T3 type massif, T4 type découpé en biseau concave, T5 type massif concave ; ces normes relatives aux bagues de soutien s’appliquent conjointement avec celles de l’ISO 3601-1 Joint torique les dimensions et les dimensions de la gorge selon la norme ISO 3601-2. Trelleborg considère également les bagues de soutien comme un produit d’étanchéité statique indépendant, en précisant qu’elles sont utilisées avec Joints toriques des joints toriques et des joints en X afin d’empêcher l’extrusion dans les jeux supérieurs à 5 MPa / 725 psi en conditions de fonctionnement, et propose des versions spiralées, découpées, non découpées, ainsi que des versions en PTFE et en matériau thermoplastique.
Une bague de soutien n’est pas une « garniture optionnelle » — c’est un élément anti-extrusion dédié au sein du système d’étanchéité haute pression, conçu spécifiquement pour maîtriser le jeu d’extrusion.
Il s’agit de la première classification, la plus facile à comprendre pour les clients.
Type |
Structure typique |
Condition d’application |
Conception axée sur le design |
Bague de soutien unidirectionnelle |
Le joint torique place une bague de soutien du côté d’où provient systématiquement la pression, par exemple sur le côté hydraulique unidirectionnel, sur le côté unidirectionnel du vérin à huile ou sur des bouchons d’étanchéité statique |
La pression provient durablement d’une seule direction, par exemple du côté basse pression / côté opposé à la pression |
L’emplacement recommandé est le côté où l’anneau torique risque le plus d’être extrudé |
Anneau de soutien bidirectionnel |
L’anneau torique est équipé d’un anneau de soutien de chaque côté, par exemple dans les vérins hydrauliques bidirectionnels, les vannes inversibles, les impulsions de pression ou les outils de fond de puits pétrolier |
Inversion de la direction de la pression, par exemple actionnement bidirectionnel et impulsions de pression |
La largeur de la gorge doit être augmentée afin d’éviter une surcompression simultanée de l’anneau torique et des deux anneaux de soutien |
Conception quasi-bidirectionnelle |
Théoriquement unidirectionnelle, mais l’autre côté retient un écoulement inverse, un effet de décharge de pression ou une impulsion inverse |
Machines de génie civil, pompes et vannes, accumulateurs, joints statiques étroits |
L’évaluation ne doit pas reposer sur la « direction normale de fonctionnement », mais sur le trajet de pression le plus défavorable |
Sur le plan technique, l’anneau de soutien à simple sens est positionné du côté opposé à la pression ; lorsque la pression change de sens, deux anneaux de soutien sont nécessaires. Le document de base sur les joints d’étanchéité d’AIR WATER MACH précise également que, lorsque la pression s’exerce simultanément des deux côtés, une force bidirectionnelle est appliquée, et qu’un anneau de soutien doit donc être installé de chaque côté.
Le choix entre un ou deux anneaux de soutien ne dépend pas du nom du produit, mais de la possibilité d’une inversion du sens de la pression. Dès lors qu’un écoulement inversé, une impulsion de pression ou un choc inversé est possible, le problème doit être traité comme un cas d’anti-extrusion bidirectionnel.
Les cinq catégories ISO 3601-4 peuvent simplement être converties en une classification facilement compréhensible par les clients :
Terme ISO / technique |
Expression chinoise |
Avantage |
Faiblesse |
Scénario client typique |
T1 Type spirale |
Anneau de soutien en spirale |
Installation facile, applicable aux rainures fermées, sens d’enroulement, joint hydraulique dynamique en bout de face |
La compression peut entraîner un amincissement local ; machines industrielles, pompes à huile, remplacement standard, usinage sur site de la rainure |
Usinage sur site de la rainure |
Type découpé en angle T2 |
Bague découpée en angle / bague découpée |
Facile à monter, coût inférieur à celui des bagues non découpées |
Peut constituer un point faible local au niveau de la découpe |
Matériau haut de gamme remplaçant les points faibles ; matériau à module élevé préférable ; résistance à la pression d’ouverture améliorée avec le PEEK |
Type massif T3 |
Bague de soutien massive / bague non découpée |
Capacité anti-extrusion continue et maximale, aucun risque de coupure |
Nécessite des conditions d’assemblage ouvertes ; l’installation dans des rainures fermées n’est pas aisée |
Joint statique haute pression, bride, bouchon d’extrémité ou joint alternatif |
Type concave à coupe angulaire T4 |
Anneau à coupe angulaire concave / à forme spéciale ouvert |
La surface concave épouse mieux le joint torique et le soutient plus efficacement |
Les exigences relatives au sens d’usinage sont plus précises |
Haute pression, jeu d’extrusion plus important, fluctuations de pression |
Type concave massif T5 |
Anneau de soutien concave massif / anneau massif à forme spéciale |
Soutien continu et combinaison avec joint torique, applicable dans des conditions de travail exigeantes |
Assemblage limité, coût supérieur à celui des joints découpés ouverts |
Pétrole et gaz, joint statique haute pression, joint de soutien clé |
Du point de vue de l’ingénierie, les matériaux des produits Eclipse classent également les joints de soutien en trois catégories : joints de soutien pleins, joints de soutien découpés ouverts et joints de soutien en spirale. Les joints de soutien pleins conviennent aux rainures dont les conditions d’installation le permettent ; les joints de soutien découpés ouverts peuvent être assemblés dans des rainures fermées grâce à une découpe angulaire ; les joints de soutien en spirale utilisent une structure en bobine superposée et sont couramment fabriqués en matière PTFE.
Critère déterminant : les joints de soutien pleins privilégient la résolution du « caractère continu anti-extrusion » ; les joints de soutien découpés ouverts privilégient la résolution de la « capacité d’assemblage » ; les joints de soutien en spirale privilégient la résolution de l’« assemblage dans une rainure fermée » ; les joints de soutien de forme spéciale privilégient la résolution de la « surface de soutien insuffisante du joint torique sous haute pression ».
Ce qui intéresse véritablement les clients à haute pression, ce n’est pas « s’il existe ou non une bague de soutien », mais bien la capacité de cette bague de soutien à bloquer le canal d’extrusion.
Type de section transversale |
Raisonnement du design |
Condition d’application |
Bague de soutien rectangulaire / plate |
Agit comme un support rigide entre le joint torique et le jeu d’extrusion |
Hydraulique statique à haute pression courante, rainures standard |
Bague de soutien concave |
Épouse étroitement la surface circulaire du joint torique, augmente la largeur de soutien |
Joint statique à haute pression, joint torique en matériau relativement peu dur, impulsions de pression |
Bague de soutien en forme de coin |
Compense radialement après mise sous pression, comble activement les cas de très haute pression et de grand jeu d’extrusion |
Puits de pétrole, pièces métalliques non modifiables en raison de leur dureté |
Anneau de soutien composite à deux matériaux |
Le PEEK assure la rigidité, tandis que le PTFE entre en contact avec la jointe torique, réduisant les morsures excessives |
Haute pression + application dynamique : risque accru de coupure ouverte |
Conception conjointe de l’anneau de soutien et de l’anneau de guidage |
L’anneau de guidage gère le biais de friction et l’usure, tandis que l’anneau de soutien contrôle l’extrusion |
Vérin hydraulique à huile, machines de génie civil lourdes, mouvement alternatif à longue course |
Les anneaux de soutien en forme de coin conviennent particulièrement aux situations où les deux extrémités subissent une compression. Je ne sais pas. concernant les anneaux de soutien en forme de coin d’Eclipse, notons que leur structure en coin génère une compensation radiale sous compression, ce qui les rend applicables dans deux scénarios opérationnels : un jeu d’anneaux de soutien en forme de coin est installé dans chaque direction afin d’empêcher l’élastomère du joint statique d’être extrudé. Le cas haute pression d’Eclipse démontre qu’à 15 000 psi et 300 °F, dans des conditions de grand jeu d’extrusion, l’association d’un anneau de soutien en forme de coin en PTFE chargé et d’un anneau de soutien en forme de coin en PEEK améliore nettement la capacité de résistance à la pression.
Le choix du matériau pour les bagues de soutien à haute pression repose essentiellement sur un compromis entre faible frottement, dureté, module d’élasticité, résistance à la température, résistance aux fluides, coût et facilité de montage.
Matière |
Avantage |
Risque/Limitation |
Scénario applicable |
PTFE (polytétrafluoroéthylène) |
Faible frottement, bonne résistance chimique, adapté aux joints dynamiques et aux milieux corrosifs |
Plus souple, facile à ouvrir ou à enrouler ; résistance à l’extrusion limitée ; peut être fabriqué sous forme de bague de soutien fendue ou en spirale |
Passage haute pression pour joints dynamiques à faible frottement, pompes à gaz et à huile, complément standard pour joints toriques |
PTFE chargé |
Les charges en fibre de verre, en fibre de carbone ou en bronze influencent le frottement, l’usure et la résistance aux chocs ; après chargement, la résistance à l’abrasion et aux chocs s’améliore |
La qualité de la charge influence la résistance à certains milieux corrosifs chimiques |
Milieux résistants aux produits chimiques |
PA/Nylon |
Plus dur que le PTFE, meilleure résistance à l’extrusion, coût inférieur à celui du PEEK |
Absorbe l’eau et subit des variations dimensionnelles ; ne convient pas aux machines industrielles exposées à des températures excessivement élevées, aux systèmes hydrauliques classiques, aux fluides eau-glycol et à des huiles à haute pression similaires |
Pression supérieure à celle des projets courants |
PEEK (polyétheréthercétone) |
Module élevé, dureté élevée, forte résistance à l’extrusion, adapté aux conditions extrêmes |
Coût élevé, exigences strictes en matière d’usinage et de tolérances dimensionnelles, absence de compensation par fluage à froid comme celle du PTFE ; un PEEK découpé peut endommager la jointure torique au niveau du bord coupé |
Industries pétrolière et gazière, hautes température et pression, grands jeux d’extrusion, équipements critiques |
POM/acétal, TPE, etc. |
Peut être utilisé comme matériau spécifique pour applications à moyenne pression ou sur mesure |
Nécessite une évaluation attentive du fluide, de la température et de la pression |
Sceaux non standard, projets spéciaux pour clients |
Les données publiques du fabricant donnent des limites de matériau typiques comme référence: Advanced EMC décrit le PEEK adapté à haute pression et haute température, et le nylon adapté aux articles à moindre coût, échelle d'exemple jusqu'à 20 000 psi et 500 ° F; PTFE met l'ac Freudenberg note également que le PEEK a une résistance chimique similaire au PTFE mais de meilleures propriétés mécaniques, une température de fonctionnement continue peut atteindre 260 °C et est souvent utilisé avec une pression élevée d'anneau O.
Le PEEK ne peut pas être utilisé simplement par dimension standard de PTFE. Les données Gallagher / Eclipse soulignent que le PEEK a un module élevé et ne compensera pas le flux de froid pour compenser l'écart de dimension comme le PTFE, nécessitant une dimension, une cavité, un anneau de transition de rechange PTFE plus précis ou un traitement de structure combiné; le PE
Les défaillances d'étanchéité à haute pression ne sont généralement pas dues à une simple "pression trop élevée", mais à:
Le modèle de référence est le modèle de référence de la série de référence.
Parmi ces derniers, le décalage d'extrusion est le plus facilement sous-estimé.
L'écart d'extrusion doit être évalué en fonction du pire des cas.
Ne vous contentez pas de regarder le dégagement nominal sur le dessin; considérez également:
Le guide de sélection des joints toriques Global énumère également la pression, la température, la compatibilité chimique, le jeu d’extrusion, les conditions de fonctionnement dynamiques/statiques et la dureté du matériau comme facteurs clés pour le choix des bagues de soutien, et précise que des jeux plus importants nécessitent généralement un soutien plus robuste.
État du jeu d’extrusion |
Tendance de conception |
Jeu faible, pression modérée |
Une bague de soutien plane en PTFE ou en PTFE chargé est suffisante |
Jeu modéré, pression plus élevée |
PTFE chargé, PA/nylon, bague de soutien concave |
Jeu plus important, pression plus élevée, température plus élevée |
PEEK, bague de soutien concave, composite PEEK + PTFE |
Jeu très important, modification matérielle difficile |
Bague de soutien en forme de coin, bagues de soutien en forme de coin divisées en plusieurs parties, fonction de guidage autrement surchargée |
Excentricité dynamique évidente |
Optimiser d’abord la bande de guidage, puis concevoir les bagues de soutien ; sinon, la bague de soutien assumera la fonction de guidage |
Les bagues de soutien ne servent pas à « compenser tous les défauts de la gorge ». Dans la conception d’un joint haute pression, il faut d’abord maîtriser le jeu d’extrusion, puis utiliser la bague de soutien pour améliorer la marge de sécurité.
Type de client |
Centre d’intérêt |
Orientation recommandée |
Clients hydrauliques à haute pression |
Pression, vitesse de va-et-vient, usure du guide, température de l’huile, protection lors de l’installation |
Orientation vers les bagues de soutien unidirectionnelles/bidirectionnelles, les bagues de soutien à découpe ouverte, les matériaux PTFE chargés, le PA et le PEEK |
Clients pétrole et gaz |
Haute température et haute pression, chocs de pression, milieux corrosifs, certifications, rainures non standard |
Orientation vers le PEEK, les bagues de soutien concaves, les bagues de soutien bidirectionnelles, les joints de forme spéciale et les grands jeux d’extrusion |
Clients machines de génie civil |
Charges par impact, contamination par boue et eau, facilité de maintenance, coût |
Mettre l’accent sur les joints en anneau massif ou découpé, en PA/nylon, en PTFE chargé, compatibles avec les bagues de guidage et les bagues de soutien |
Clients des pompes et des vannes |
Joint statique, tige de vanne dynamique, ouvertures/fermetures fréquentes, pics de pression |
Mettre l’accent sur les joints en anneau massif, en PEEK, en anneau concave, résistant à la pression dans les deux sens |
Clients du secteur chimique |
Compatibilité avec le fluide, température, faible fuite |
Mettre l’accent sur la résistance chimique et la stabilité dimensionnelle du PTFE, du PTFE chargé et du PEEK |
Lors de la soumission d’un devis aux clients, ne pas se contenter de demander « quelle est la pression ? ». Pour les bagues de soutien haute pression, il convient au moins de demander les champs suivants :
Paramètres |
Pourquoi cela compte |
Pression de service / pression maximale |
Détermine si des bagues de renfort simples ou doubles sont nécessaires, et si le PEEK est requis |
Direction de la pression |
Détermine si la bague de renfort est unidirectionnelle ou bidirectionnelle |
Jeu d’extrusion |
Détermine le matériau, la section transversale et la quantité de bagues de renfort |
Plage de température |
Détermine si le PTFE, le PA ou le PEEK est applicable |
Médias |
Détermine la compatibilité chimique du matériau |
Joint statique / joint dynamique |
Détermine le frottement, l’usure et le risque de coupure à l’ouverture |
Type de mouvement |
Les mouvements alternatifs, rotatifs et oscillatoires correspondent à des configurations différentes de bagues de renfort |
Si la gorge est fermée |
Détermine si l’anneau solide, à découpe ou en spirale peut être installé |
Matériau et dureté de la joint torique |
Détermine la capacité anti-extrusion de l’élément supporté |
Dimensions et tolérances de l’arbre / de l’alésage / de la gorge |
Détermine l’écart d’extrusion maximal réel |
S’il y a une bague de guidage |
Influe sur l’excentricité et la charge latérale |
S’il existe des exigences en matière de certification |
Les secteurs pétrolier et gazier, agroalimentaire, aérospatial et militaire peuvent exiger des certificats de matériaux |
Bienvenue chez HOVOO, une usine de joints chinoise. Production de joints en PU, caoutchouc et PTFE. Les joints incluent les joints toriques, joints pistons, joints tiges, anneaux gris et joints gaz.
EN
AR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
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PL
PT
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