Les joints métalliques sont des éléments d'étanchéité indispensables aux équipements industriels, et leurs performances sont directement liées au bon fonctionnement et à la sécurité de ces équipements. Cependant, en milieu humide, à haute température ou corrosif, la rouille (oxyde de fer) apparaît fréquemment à la surface des joints métalliques. Ces points de rouille, apparemment insignifiants, affectent-ils réellement l'étanchéité ? Cet article examine en détail les causes, les risques et les solutions de la corrosion.
Causes et menaces potentielles de la rouille
La rouille résulte de l'oxydation du métal (notamment des matériaux à base de fer) par l'oxygène et l'humidité. Lorsqu'un joint est exposé longtemps à un environnement humide, acide ou à des températures et une humidité élevées, une couche de rouille se forme facilement en surface. De plus, si le matériau lui-même n'est pas suffisamment résistant à la corrosion (comme l'acier au carbone ordinaire) ou si la couche protectrice de surface (placage, revêtement, etc.) est endommagée, le processus de rouille est également accéléré.
Les dangers cachés que représente la rouille comprennent :
Augmentation de la rugosité de surface : La couche de rouille rendra la surface d’étanchéité irrégulière, détruira la finition d’origine, empêchera le joint d’épouser parfaitement la surface de contact et provoquera des fuites.
Détérioration des propriétés mécaniques : la rouille affaiblit l’élasticité et la résistance à la traction du métal, ce qui rend la bague d’étanchéité plus susceptible de se déformer, voire de se rompre, sous haute pression ou en cas de vibrations.
Défaillance dynamique du joint d'étanchéité : dans les scénarios de mouvement rotatif ou alternatif, la rouille peut augmenter le coefficient de frottement, provoquant une usure anormale ou un blocage.
Impact direct de la rouille sur les performances d'étanchéité
Risque accru de fuite
Les fissures ou le décollement de la surface causés par la rouille formeront de minuscules interstices qui deviendront des canaux de fuite pour les liquides ou les gaz.
Dans les systèmes à haute pression, la rouille peut provoquer une concentration de contraintes et accélérer la rupture par fatigue de la bague d'étanchéité.
dégradation de la résistance à la corrosion
La structure poreuse de la rouille absorbe les agents corrosifs (tels que les acides et les embruns salés), accélérant ainsi la corrosion chimique ou électrochimique de la matrice métallique.
Par exemple, si la bague d'étanchéité rouillée d'une canalisation chimique entre en contact avec un acide fort, cela peut provoquer de graves fuites dues à une perforation par corrosion locale.
Adaptabilité thermique réduite
La rouille modifie les caractéristiques de dilatation thermique du métal. À haute température, le joint d'étanchéité peut se déformer localement et ne plus assurer l'étanchéité.
Facteurs clés affectant les dommages causés par la rouille
sélection des matériaux
Matériaux résistants à la corrosion privilégiés : tels que l'acier inoxydable (316L), l'Hastelloy ou l'alliage de titane, peuvent réduire considérablement la formation de rouille.
Technologie de modification de surface : chromage, nitruration ou pulvérisation d’un revêtement céramique sur acier ordinaire pour améliorer la résistance à la rouille.
Conditions environnementales
Des solutions de protection ciblées sont nécessaires dans les milieux contenant des ions chlorure (comme l'eau de mer), acides ou alcalins.
Gestion de la maintenance
Évitez de rayer la surface d'étanchéité lors de l'installation ; un nettoyage régulier et l'application de graisse antirouille peuvent prolonger la durée de vie du joint d'étanchéité.
Trois stratégies pour résoudre le problème de la rouille
1. Mise à niveau matérielle
Dans les environnements hautement corrosifs, les bagues d'étanchéité métalliques revêtues d'alliages à base de nickel (tels que l'Inconel 625) ou de polytétrafluoroéthylène (PTFE) sont préférées.
La solution économique consiste à utiliser des joints d'étanchéité composites caoutchouc-métal pour isoler les milieux corrosifs à l'aide d'élastomères.
2. Technologie de renforcement de surface
Protection par revêtement : application d’une couche de PTFE, de DLC (revêtement en carbone de type diamant) ou d’un revêtement céramique pour améliorer la résistance à la corrosion de surface.
Traitement de passivation : Formation d’un film d’oxyde dense sur la surface du métal par des méthodes chimiques ou électrochimiques afin de retarder la corrosion.
3. Surveillance et maintenance intelligentes
Utilisez des capteurs d'émission acoustique ou la technologie d'imagerie thermique infrarouge pour surveiller en temps réel l'état du joint d'étanchéité et prévenir à l'avance des risques de corrosion.
Mettre en place un cycle de remplacement régulier, notamment pour raccourcir l'intervalle de maintenance dans des conditions de température et d'humidité élevées.
Conclusion
Les dégâts que la rouille cause aux joints métalliques ne doivent pas être sous-estimés. Outre l'aspect esthétique, elle peut engendrer des fuites, des pannes et même des accidents. Le risque de corrosion peut être efficacement maîtrisé par une sélection rigoureuse des matériaux, un renforcement de la protection de surface et une optimisation de l'environnement d'utilisation. Pour les équipements critiques, il est recommandé de collaborer avec des fournisseurs de joints spécialisés (tels que Parker Hannifin et Trelleborg) afin de concevoir des solutions sur mesure garantissant un fonctionnement fiable et durable du système d'étanchéité.
Date de publication : 13 février 2025