Rainure pour joint torique - Statique - Vide

Qu’est-ce qui rend l’étanchéité sous vide différente ?

En surpression, la pression aide : elle plaque davantage le joint torique contre les surfaces d’étanchéité. Sous vide, cette aide est totalement absente. Le joint doit assurer l’étanchéité uniquement sur la base de sa propre précontrainte élastique, et cette précontrainte est déterminée par la géométrie de la gorge et l’état de surface. En même temps, dans les applications sous vide, ce n’est pas seulement l’étanchéité de la zone de contact qui est pertinente, mais aussi le trajet de diffusion à travers l’élastomère lui-même. Les molécules de gaz peuvent, surtout lorsqu’elles ont une masse moléculaire plus faible, diffuser à travers le caoutchouc sans qu’il y ait un chemin de fuite classique. Pour limiter cela, la gorge est dimensionnée de manière à ce que le joint remplisse la gorge à environ 100%. Plus le volume libre dans la gorge est faible, plus le trajet de diffusion à travers le matériau est long et plus le taux de fuite total du système est faible.

Les paramètres de gorge pour l’étanchéité sous vide

La gorge pour l’étanchéité sous vide ressemble en surface à la gorge rectangulaire standard, mais il existe trois différences critiques. La tolérance sur t est négative au lieu d’être positive : la gorge doit être légèrement moins profonde que la cote nominale. La tolérance sur b est symétrique et plus serrée. Et les rayons r1 et r2 sont plus petits que dans la gorge standard. Ensemble, ces choix assurent une précontrainte plus élevée et une gorge plus pleine lors du montage.

t : profondeur de gorge (tolérance -0,05 mm)

C’est la différence la plus frappante par rapport à la gorge standard. La tolérance sur t est négative : la gorge doit atteindre la cote nominale, mais peut être au maximum 0,05 mm moins profonde. Jamais plus profonde. Une gorge moins profonde donne une compression radiale plus élevée au montage et fait que le joint remplit la gorge de manière plus dense. C’est précisément l’objectif sous vide : plus de caoutchouc dans la gorge, moins de volume libre, moins de trajet de diffusion.

b : largeur de gorge (tolérance ±0,05 mm)

La largeur de la gorge a une tolérance symétrique de ±0,05 mm. C’est la tolérance de largeur la plus serrée de tous les types de gorge dans ce document. La raison est la même que pour t : la largeur ne doit pas être trop grande, car un volume excédentaire dans la gorge augmente le trajet de diffusion. Une gorge trop étroite ne laisse pas le joint se déformer suffisamment et endommage le caoutchouc au montage.

r1 et r2 : rayons plus petits

Le rayon de fond r1 est plus petit dans les gorges pour le vide que dans la gorge standard : 0,2 mm pour d2 jusqu’à 3,00 mm, et 0,4 à 0,6 mm pour les tailles supérieures. r2 est également de 0,1 à 0,2 mm. Les rayons plus petits contribuent à un profil de gorge plus plein. Ils augmentent aussi la pression de contact dans les angles, ce qui est favorable aux performances d’étanchéité sous vide.

Exigences particulières dans les applications sous vide

Outre la géométrie de la gorge, trois mesures supplémentaires permettent de réduire encore davantage le taux de fuite sous vide. Ces mesures ne sont pas obligatoires, mais elles sont recommandées pour des exigences de vide plus élevées, comme à des niveaux de pression de procédé inférieurs à 10-3 mbar ou dans l’instrumentation analytique et médicale.

Deux joints toriques en série. Deux joints toriques en série allongent considérablement le trajet de diffusion. L’espace entre les deux joints peut également être raccordé à une pompe à vide ou rempli de graisse pour vide, ce qui réduit encore davantage le taux de fuite.

Graisse pour vide. L’application d’une fine couche de graisse pour vide sur le joint et sur la surface d’étanchéité réduit la diffusion par le contact de surface et améliore les conditions de montage. Utilisez uniquement une graisse compatible avec le caoutchouc et avec le procédé sous vide.

Meilleure qualité de surface. Sous vide, des valeurs de rugosité plus strictes s’appliquent : surface d’étanchéité Ra max. 0,8 µm (Rz max. 1,6 µm). C’est plus strict que les valeurs statiques standard de Ra max. 1,6 µm.

Matériau : le FKM comme préférence

Dans de nombreuses étanchéités sous vide, les joints toriques en fluoroélastomère (FKM, également appelé Viton) ont prouvé leur efficacité. Le FKM présente une faible perméabilité aux gaz par rapport au NBR ou à l’EPDM, ce qui limite les fuites par diffusion. De plus, le FKM résiste à la plupart des produits chimiques de nettoyage utilisés dans les systèmes sous vide. Le NBR peut être utilisé pour des systèmes sous vide simples sans fluides agressifs. L’EPDM peut être utilisé avec la vapeur d’eau et certains solvants, mais il présente une perméabilité aux gaz plus élevée que le FKM.

Consultez le guide de résistance chimique pour votre fluide spécifique et votre niveau de vide.