Les garnitures mécaniques sont des composants essentiels des systèmes de pompage, jouant un rôle vital dans la production industrielle et les opérations quotidiennes d'approvisionnement en eau. En tant qu'éléments centraux des pompes, leurs performances ont un impact direct sur l'efficacité globale du système et la sécurité opérationnelle.

Également connues sous le nom de garnitures à face d'extrémité, les garnitures mécaniques fonctionnent en utilisant des composants élastiques (tels que des ressorts) et la pression du fluide pour maintenir le contact entre deux ou plusieurs paires de friction perpendiculaires à l'arbre rotatif. Cette conception empêche efficacement les fuites de fluide à l'intérieur des pompes et assure un fonctionnement normal. Cependant, une utilisation prolongée peut entraîner une défaillance de la garniture en raison de l'usure, de la corrosion ou de la dégradation des matériaux, entraînant des fuites, une baisse des performances, voire des dommages à l'équipement.

Les garnitures mécaniques peuvent être classées en fonction de différentes normes de classification. Voici les méthodes de classification courantes :

• Garnitures mécaniques simples : Conception simple avec une seule surface d'étanchéité, adaptée aux conditions de fonctionnement modérées. Les variantes courantes incluent les garnitures simples à ressort conique et les garnitures simples à soufflet.
• Garnitures mécaniques doubles : Comportent deux surfaces d'étanchéité pour des performances améliorées dans des conditions exigeantes (température élevée, haute pression ou environnements dangereux). Nécessitent généralement des systèmes de fluide d'étanchéité pour la lubrification, le refroidissement et le rinçage.
• Garnitures à cartouche : Unités pré-assemblées contenant des faces rotatives, des faces fixes et des ressorts pour une installation et une maintenance faciles. Disponibles en configurations à ressort unique et à ressorts multiples.

• Garnitures équilibrées : Conçues pour réduire la pression hydraulique sur la face rotative, minimisant ainsi la friction et l'usure pour une durée de vie prolongée. Idéales pour les applications à haute pression.
• Garnitures non équilibrées : Plus simples et plus économiques, adaptées aux environnements à basse pression.

• Garnitures à ressort conique : Utilisent des ressorts coniques pour la force axiale, offrant une construction simple et une large applicabilité.
• Garnitures à soufflet : Emploient des soufflets comme éléments élastiques avec d'excellentes capacités de compensation pour les conditions de température/pression élevées.
• Garnitures à ressorts multiples : Répartissent la force axiale sur plusieurs ressorts pour une stabilité améliorée et une pression uniforme.

• Garnitures à usage général : Adaptées à l'eau, à l'huile et aux fluides similaires.
• Garnitures résistantes à la corrosion : Fabriquées à partir de matériaux spécialisés pour les environnements acides/alcalins.
• Garnitures haute température : Construites avec des matériaux résistants à la chaleur pour les applications à température élevée.

Une maintenance appropriée prolonge considérablement la durée de vie des garnitures mécaniques. Les principales mesures de maintenance comprennent :

• Inspections régulières : Surveiller les fuites, les vibrations anormales ou les bruits inhabituels. La fréquence des inspections doit correspondre à l'intensité opérationnelle et aux caractéristiques du fluide.
• Maintenance de la propreté : Garder les chambres d'étanchéité exemptes de poussière et de contaminants qui pourraient compromettre les performances.
• Gestion de la lubrification : Suivre les directives du fabricant concernant les types de lubrifiants et les intervalles de remplacement.
• Contrôle de la température : Mettre en œuvre des mesures de refroidissement (refroidissement à l'eau/à l'air) pour les applications à haute température afin d'éviter la dégradation des matériaux.
• Procédures de rinçage : Rincer régulièrement les chambres manipulant des fluides chargés de particules ou de cristallisation pour éviter le colmatage des faces d'étanchéité.
• Remplacement préventif : Établir des calendriers de remplacement basés sur la durée de vie opérationnelle pour éviter les temps d'arrêt imprévus.

Le remplacement de la garniture devient nécessaire en cas de fuite importante, de détérioration des performances ou lorsque les limites de service sont atteintes. Cette tâche de précision nécessite une exécution professionnelle :

• Vérifier que les spécifications de la garniture de remplacement correspondent à l'équipement d'origine
• Rassembler les outils nécessaires (clés, tournevis, lubrifiants)
• Mettre la pompe hors tension et vider/nettoyer la chambre

• Desserrer les boulons de montage et retirer la plaque de presse-étoupe
• Extraire soigneusement les faces rotatives et fixes sans endommager les surfaces d'étanchéité
• Nettoyer soigneusement la chambre d'étanchéité

• Inspecter les nouveaux composants de la garniture pour vérifier leur intégrité
• Appliquer un minimum de lubrifiant sur les faces d'étanchéité
• Placer correctement la face fixe en assurant un contact complet avec la chambre
• Orienter et installer correctement la face rotative
• Réinstaller la plaque de presse-étoupe avec un couple de serrage uniforme des boulons

• Surveiller les fuites, les vibrations ou les bruits anormaux pendant le démarrage
• Vérifier le fonctionnement du système de fluide d'étanchéité
• Ajuster la compression du ressort si nécessaire pour un contact optimal des faces

Défaillances courantes des garnitures mécaniques et approches diagnostiques :

• Fuites des faces d'étanchéité : Indiquent l'usure des faces, le rayage ou la contamination par des corps étrangers - nécessite le remplacement ou le nettoyage des faces
• Fuites des joints secondaires : Suggèrent une détérioration des joints toriques/joints en V - nécessite le remplacement des joints
• Défaillance du ressort : Provoque une charge insuffisante des faces - exige le remplacement du ressort
• Corrosion du fluide : Nécessite une mise à niveau vers des matériaux résistants à la corrosion

• Vibration : Peut indiquer des composants desserrés, une défaillance des roulements ou un déséquilibre du rotor
• Bruit : Signale souvent un fonctionnement à sec, une lubrification inadéquate ou une contamination
• Élévation de la température : Résulte généralement d'une friction excessive, de problèmes de système de refroidissement ou de problèmes de lubrification

Un diagnostic efficace combine les enregistrements opérationnels avec une inspection physique pour identifier les causes profondes et mettre en œuvre les mesures correctives appropriées.

En tant que composants essentiels des pompes, les garnitures mécaniques influencent considérablement la fiabilité du système. La compréhension des types de garnitures, des exigences de maintenance, des protocoles de remplacement et des méthodes de dépannage permet de prolonger la durée de vie, d'assurer la continuité opérationnelle, d'améliorer la productivité et de réduire les coûts de maintenance. Une sélection appropriée des garnitures adaptée aux conditions de fonctionnement spécifiques, associée à des pratiques de maintenance rigoureuses et à une résolution rapide des défauts, constitue le fondement d'un fonctionnement sûr et efficace des pompes.