Un joint de gaz, souvent appelé joint de gaz sec, est utilisé pour fermer les arbres des compresseurs centrifuges. Son principal avantage est qu’il ne nécessite pas d’huile lubrifiante pour fonctionner et qu’il est donc moins susceptible de contaminer le processus d’étanchéité. Les joints à gaz secs sont utilisés dans des environnements industriels difficiles où les travailleurs sont exposés à de nombreux produits chimiques, tels que le traitement pétrochimique, l’extraction et le raffinage, le forage pétrolier et le transport de gaz. Une défaillance du joint d’étanchéité au gaz peut se produire pour diverses raisons, notamment le noyage du compresseur, le désalignement de l’arbre ou la contamination par des particules.
La conception du joint au gaz est cruciale pour son fonctionnement. Il est créé pour garder les odeurs nocives, les produits chimiques et les gaz dans les compresseurs centrifuges, transportant des tubes qui transmettent les gaz d’un site de traitement à un autre. Les rainures en spirale à l’extérieur du joint facilitent son levage et sa manipulation lors d’une utilisation industrielle. La partie rainurée du joint conduit le gaz vers la partie non rainurée du joint. Cette action emprisonne le gaz entre les deux pièces, ce qui augmente la pression interne.
Une telle pression laisse un petit espace entre les deux faces du joint, la rainurée et la non rainurée, améliorant la résistance du film fluide. La résistance permet une protection maximale contre tout contaminant touchant les faces du joint au gaz. La résistance du film fluide peut être ajustée en fonction du projet industriel ou de la nature du système de compresseur.
Les joints à gaz secs ont une histoire intéressante et variée. John Crane Inc., une société britannique de fabrication et de maintenance de turbomachines, a été la première à déposer le brevet de joint de gaz sec en 1968. La société a breveté le modèle de rainure en spirale susmentionné, qui est devenu très populaire dans les applications pétrolières et pétrochimiques. Avant que l’entreprise ne lance le nouveau modèle, l’industrie s’appuyait sur des joints lubrifiés pour fermer et entretenir les compresseurs centrifuges. La lubrification était salissante, rendait les joints plus difficiles à gérer et entraînait parfois une contamination du contenu du compresseur.
Malgré ses inconvénients, la lubrification est nécessaire pour réduire le frottement entre les faces d’étanchéité au gaz. L’innovation de John Crane Inc. réside dans l’utilisation d’un film de gaz sec, qui réduit la friction sans avoir recours à une lubrification liquide. Il existe deux autres types de lubrification utilisés dans ces opérations : un film liquide complet, qui transporte divers types d’huiles et doit être utilisé dans les opérations de traitement léger, et un film liquide et gazeux partiel, qui utilise un équilibre entre une partie de liquide et une partie de gaz pour maintenir l’intégrité du sceau.