Garniture de vanne en graphite ou en téflon : Quelles sont les principales différences ?

À un moment ou à un autre, toutes les vannes ont besoin que leur garniture soit renouvelée pour assurer un fonctionnement fiable et sans fuite. Il existe une grande variété de matériaux utilisés pour la garniture des vannes. Beaucoup d’entre eux sont des matériaux d’emballage spécialisés pour les arbres de pompe et les utilisations industrielles. Les matériaux de garniture de vanne standard sont le graphite et le téflon ou le PTFE.

Le matériau de garniture en graphite est une forme inorganique de carbone pur. En général, les garnitures de vanne en graphite sont noires ou gris foncé, ce qui reflète l’état naturel des matériaux en carbone. Le téflon ou PTFE est un matériau polymère synthétique qui a de nombreuses utilisations. Le prétraitement du PTFE tend à augmenter le facteur de lubrification du polymère pour une meilleure application.

Dans certains cas, les fabricants combinent le graphite et le PTFE pour rendre les garnitures de vannes et d’arbres plus efficaces. Il est essentiel de comprendre les avantages et les inconvénients du téflon et du graphite comme matériaux de garniture de vanne pour choisir le bon matériau de garniture pour votre application.

Polytétrafluoroéthylène (PTFE)

Le PTFE, communément appelé Téflon, a suscité beaucoup d’intérêt en tant que revêtement antiadhésif pour les ustensiles de cuisine. Ce que l’on sait moins, c’est que le PTFE est largement utilisé comme garniture pour les vannes et les arbres rotatifs. La nature du PTFE se prête bien au garnissage des vannes et des arbres rotatifs. Le PTFE est très résistant à de nombreux produits chimiques corrosifs utilisés dans les processus industriels.

En outre, vous pouvez combiner les brins de PTFE avec d’autres substances, notamment le graphite, pour améliorer encore la qualité de la garniture. Le PTFE est un isolant naturel qui peut inhiber le transfert de chaleur. L’ajout de graphite ou d’autres matériaux peut atténuer certaines de ces qualités isolantes et permettre un meilleur transfert de chaleur.

Les matériaux d’emballage en PTFE fabriqués avec des matériaux lubrifiants dispersés dans les fibres fonctionnent mieux que ceux avec des lubrifiants de surface. Ces matériaux de garniture en PTFE imprégné durent plus longtemps et sont plus performants que les autres types.

Applications et utilisations

Les matériaux d’emballage en PTFE offrent de nombreux avantages dans certaines situations. Parmi les applications notables où les matériaux en PTFE sont les mieux adaptés, on peut citer :

• Situations où des produits chimiques, des acides, des bases fortes et d’autres fluides peuvent être présents. Le PTFE est très stable en présence de ces types de produits chimiques.
• Applications à haute température, notamment celles où de la vapeur est présente.
• Lorsque le frottement peut être un problème, les faibles coefficients de frottement sont plus importants lors du garnissage d’arbres rotatifs que sur les vannes, mais c’est un avantage important des matériaux de garniture en PTFE.

Le matériau de garniture PTFE est davantage utilisé dans les applications industrielles où des produits chimiques, des hydrocarbures, des carburants et des matériaux caustiques sont présents.

Les inconvénients du PTFE

Les matériaux d’emballage en PTFE présentent des inconvénients qui peuvent limiter l’utilisation de ces matériaux. En particulier, les situations suivantes peuvent empêcher ou restreindre sévèrement l’utilisation des matériaux d’emballage en PTFE.

• Un matériau de garniture en PTFE pur peut présenter un écoulement à froid ou un fluage sous pression. Cet écoulement à froid ou ce fluage se produit lorsque le matériau de garniture est soumis à des températures et des pressions élevées. La garniture en PTFE peut nécessiter des ajustements et une maintenance fréquents pour maintenir une bonne étanchéité.
• Le PTFE est un mauvais conducteur de chaleur et a tendance à absorber la chaleur. Cette tendance peut entraîner un effet négatif du matériau de garniture PTFE sur les pièces de la vanne, les arbres rotatifs et d’autres composants structurels.
• Un coefficient de dilatation élevé est une autre caractéristique du PTFE en tant que matériau de garniture. Lorsque les températures augmentent, le PTFE peut se dilater et exercer une pression supplémentaire sur les composants des vannes et des arbres.
• Bien que les matériaux de garniture en PTFE offrent une résistance à une large gamme de matériaux, ces matériaux de garniture en PTFE ne sont pas efficaces avec les produits alcalins fondus.

Avantages du PTFE

Outre la résistance chimique et les qualités de lubrification du PTFE, il existe d’autres avantages à utiliser le PTFE comme matériau de garniture dans de nombreux cas. Certains de ces avantages comprennent :

• La garniture en PTFE peut être plus facile à installer et à retirer lorsque la maintenance est nécessaire.
• La longévité des garnitures en PTFE est exceptionnelle, ce qui réduit les temps d’arrêt pour la maintenance, les coûts de maintenance et la quantité de maintenance de routine nécessaire.
• La résistance chimique du PTFE fait de ce matériau un choix privilégié dans les applications où l’on s’attend à une large gamme de pH dans le système.
• Les garnitures en PTFE sont disponibles dans une large gamme de configurations pour les garnitures d’arbres de vannes et de pompes.

Le PTFE est un matériau de garniture résilient et utile, utilisé dans une large gamme d’applications industrielles. Les matériaux de garniture en PTFE/Téflon sont judicieux pour les applications de vannes et d’arbres rotatifs, à quelques exceptions près.

Graphite

Le graphite est largement utilisé depuis de nombreuses années comme matériau de soupape et de garniture. Le graphite est une forme naturelle de carbone. Dans cet état naturel, le graphite est probablement la forme la plus stable du carbone.

Les fabricants tressent de longs fils de graphite pour créer et former la garniture requise pour créer des matériaux de garniture en graphite. Cette technique permet de créer des matériaux de garniture avec un faible coefficient de friction et un coefficient de transfert de chaleur relativement élevé. La combinaison de ces avantages permet de créer des matériaux de garniture ayant une large gamme d’applications.

Le graphite est parfois mélangé à d’autres matériaux tels que le PTFE pour créer un matériau de garniture avec un mélange de caractéristiques répondant à un besoin particulier. Les principales utilisations de ces matériaux de garniture mélangés sont des applications industrielles spécialisées.

Applications et utilisations

Les garnitures en graphite pour les vannes et les arbres rotatifs offrent plusieurs avantages. Parmi ces avantages figurent :

• Installations qui impliquent régulièrement des pressions et des températures élevées.
• Garniture autour d’arbres rotatifs qui fonctionnent à des vitesses plus élevées que d’habitude.
• Les matériaux de garniture en graphite peuvent être utilisés avec certains produits chimiques, acides et hydrocarbures.

En général, le graphite est le matériau de garniture le plus utilisé dans la plupart des installations. Le graphite a une longue histoire d’utilisation fiable comme garniture dans les vannes et autour des arbres rotatifs.

L’inconvénient du graphite comme matériau de garniture

La garniture en graphite est souvent la meilleure solution pour garnir les vannes et les arbres rotatifs. Cependant, il existe des cas et des applications pour lesquels les experts ne recommandent pas les garnitures en graphite. Certains de ces cas incluent :

• N’utilisez pas de garniture en graphite en présence d’agents oxydants puissants, surtout à haute température.
• Les solutions ou mélanges de matériaux abrasifs peuvent réduire fortement la longévité et l’intégrité des garnitures en graphite.
• Toute application où des températures extrêmement élevées existent est un mauvais choix pour les garnitures en graphite.

Avantages du graphite

Malgré certaines applications où le graphite n’est pas idéal, il y en a beaucoup d’autres où le graphite offre une solution de choix pour les garnitures de pompes et d’arbres rotatifs. Considérez certains de ces avantages.

• Coût global inférieur à celui du PTFE ou des matériaux de garniture composites.
• Le graphite autolubrifiant nécessite des coûts de maintenance plus faibles.
• Très efficace pour étancher les COV dans les vannes et les équipements à arbres rotatifs.
• Dans la plupart des applications, les garnitures en graphite ne nécessitent pas de rinçage.

Le graphite offre une solution idéale pour le garnissage des vannes et des arbres rotatifs en toutes circonstances. Le graphite est un matériau de garniture économique et efficace en dehors de certaines conditions extrêmes de matériaux, de températures et de pressions.

Comment choisir votre matériau de garniture

Il y a plusieurs questions à prendre en compte pour choisir le matériau d’emballage le mieux adapté à votre situation. Les plus courantes de ces questions sont les suivantes

Niveau de pH du matériau manipulé

L’objectif est de choisir un matériau de conditionnement qui soit aussi inerte que possible avec le matériau que vous devez contrôler dans votre système. Idéalement, le matériau de garnissage que vous choisissez doit être non réactif à un pH compris entre 0 et 14. Les fils de garniture en PTFE et en graphite sont tous deux disponibles avec cette caractéristique. Cependant, renseignez-vous toujours auprès du fabricant sur les spécificités de la résistance du matériau de garniture aux produits chimiques non standard.

Réactivité et résistance à la température

Les matériaux de garniture en graphite à base de carbone sont plus résistants à la température que les autres formes de garniture. D’autres matériaux, notamment le PTFE, ont tendance à se dégrader à des températures supérieures à 500 degrés Fahrenheit. Ce plafond de température rend ces matériaux alternatifs inadaptés aux applications à haute température.

État de l’équipement

Les équipements plus anciens peuvent présenter des difficultés à obtenir une étanchéité positive avec certains agents de conditionnement. Les problèmes liés aux équipements plus anciens concernent plus souvent les presse-étoupe et les joints d’étanchéité des équipements rotatifs. Cependant, les vannes plus anciennes peuvent également rencontrer ces problèmes. Les équipements plus anciens qui présentent des signes de piqûre ou d’autres dommages peuvent bénéficier d’une garniture en graphite en raison de sa capacité à se conformer et à créer un joint.

Considérations budgétaires

Il est toujours tentant d’opter pour la solution la moins coûteuse à un problème. Cependant, une solution bon marché au départ n’est pas toujours plus économique à long terme. Choisir l’option la moins chère peut se traduire par des réparations coûteuses plus tard, si le matériau d’emballage choisi s’avère défaillant avant la date prévue, causant des dommages et des coûts supplémentaires.

Autres options disponibles

Il existe d’autres options disponibles pour le garnissage des vannes et des arbres rotatifs. Beaucoup d’entre elles offrent des performances supérieures dans des applications spécifiques où le graphite ou le PTFE ne sont pas performants. Parmi ces options, citons :

• Les fils synthétiques et de fibre de verre mélangés imprégnés de PTFE. Ces fils de garnissage sont souvent plus résilients, présentent moins de problèmes d’extrusion et s’adaptent mieux aux ajustements.
• Lorsque la résistance à l’abrasion est nécessaire, les fils de fibres d’aramide constituent d’excellents matériaux de garniture, en particulier lorsqu’ils sont combinés ou renforcés par des revêtements en graphite ou en PTFE.
• Les expositions caustiques peuvent nécessiter un produit novoloïde revêtu de PTFE. Ces produits novoloïdes offrent une bonne protection contre l’extrusion et résistent à de nombreuses expositions caustiques qu’un fil en PTFE ou en graphite ne peut tolérer.

Le dernier mot – Connaissez votre application avant de choisir un emballage

En fin de compte, si vous ne comprenez pas parfaitement l’application, vous ne pouvez pas espérer choisir le matériau de garniture approprié pour vos vannes ou vos arbres rotatifs. Si vous prenez le temps de faire correspondre les caractéristiques de votre matériau de garniture avec les exigences de votre situation d’étanchéité, vous obtiendrez une plus longue durée de vie de la garniture, moins de maintenance et de réparations, et des coûts d’exploitation globaux plus faibles.

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