Que sont les joints d’échangeur de chaleur ?

En termes simples, joints d'échangeur de chaleur sont des composants clés installés entre les plaques métalliques d'un échangeur de chaleur à plaques pour sceller, éviter les fuites et guider le flux du fluide. Bien qu’ils ne participent pas directement à l’échange thermique, ils sont essentiels au fonctionnement efficace, stable et sans fuite de l’ensemble du système.

1. La fonction de Joints d'échangeur de chaleur

Étanchéité du noyau : Il s’agit de la fonction la plus fondamentale du joint. Grâce à sa déformation élastique, il comble les infimes irrégularités entre les plaques, formant un joint étanche pour empêcher le mélange de deux fluides (tels que l'eau chaude et froide, la vapeur et les liquides de traitement) et pour éviter les fuites vers l'environnement extérieur.

Canaux d'écoulement de guidage : le joint n'est pas un simple anneau carré ; il dispose d'une étanchéité et de zones ouvertes soigneusement conçues. Ces structures déterminent ensemble le chemin d'écoulement du fluide entre les plaques, garantissant que les fluides chauds et froids s'écoulent alternativement et à contre-courant, obtenant ainsi l'efficacité d'échange thermique la plus élevée.

Maintien du jeu : L'épaisseur du joint détermine la taille de l'espace entre les plaques adjacentes ; cet espace est le canal de fluide. Un espace approprié est crucial pour maintenir un débit et une chute de pression optimaux.

Tampon et isolation : les joints possèdent un certain degré d’élasticité, absorbant les déplacements infimes des plaques causés par les fluctuations de température et les changements de pression, agissant ainsi comme un tampon. Simultanément, ils servent de couche d’isolation électrique entre les plaques, contribuant ainsi à prévenir la corrosion électrochimique.

2. Principales caractéristiques et classification

Application basée sur le matériau Les caractéristiques des joints d'échangeur thermique sont principalement déterminées par leurs matériaux et leur structure.
Classification par matériau (c'est la sélection la plus cruciale) :
Caoutchouc nitrile : L'un des matériaux de joint les plus couramment utilisés, avec une excellente résistance à l'huile et aux fluides à base minérale, adapté à la plupart des conditions de fonctionnement conventionnelles telles que l'eau, l'huile, l'eau chaude et la vapeur (généralement de -15°C à 130°C).
Caoutchouc éthylène-propylène-diène monomère (EPD) : résistance exceptionnelle à la chaleur, à l'ozone et au vieillissement, particulièrement adapté à l'eau chaude à haute température, à la vapeur surchauffée et à certains milieux chimiques (tels que les solutions alcalines et les cétones), avec une plage de températures de fonctionnement plus large (jusqu'à environ 150°C - 170°C). Fluororubber : Connu comme le « roi des joints », il offre une excellente résistance aux températures élevées (jusqu'à 200 °C et plus) et à la corrosion chimique, résistant à la plupart des huiles, carburants, solvants et acides forts. Cependant, il est extrêmement coûteux et utilisé uniquement dans des conditions extrêmement difficiles.
Hypalon : offre une bonne résistance aux gaz acides et aux milieux oxydants, couramment utilisés dans les applications industrielles manipulant du chlore, du dioxyde de soufre et d'autres milieux similaires.

Classification par méthode d'installation :
Lié par adhésif : le type le plus courant, utilisant un adhésif spécialisé pour coller fermement le joint à la rainure du joint dans la plaque. L'installation nécessite des compétences, mais la fixation est fiable.
Type encliquetable : Le joint lui-même a une structure encliquetable, lui permettant d'être fixé directement sur la plaque sans adhésif. L'installation et le remplacement sont très pratiques, réduisant considérablement le temps et les coûts de maintenance, ce qui représente la tendance moderne.

3. Entretien et remplacement

Les joints sont les pièces les plus vulnérables des échangeurs de chaleur qui nécessitent le plus d’attention et d’entretien.
Quand le remplacement est-il nécessaire ? (Signes courants)
Fuites visibles : Une fuite de liquide se trouve à l’extérieur de l’équipement ou au niveau des connexions.
Mélange de fluides : des variations anormales de température ou une contamination entre les fluides chauds et froids à la sortie indiquent une défaillance du joint interne.
Vieillissement des joints : les joints durcissent, perdent leur élasticité, présentent une déformation permanente par compression, des fissures de surface ou une perte d'adhérence.
Maintenance planifiée : remplacement périodique préventif en fonction de la durée de fonctionnement de l'équipement, de la température et des propriétés du support.

Points d'entretien :
Nettoyage : lors du remplacement des joints, nettoyez soigneusement les rainures du joint sur les plaques pour garantir qu'il ne reste pas d'ancien adhésif ou de saleté, garantissant ainsi l'effet d'étanchéité du nouveau joint.
Serrage : Lors de l'assemblage de l'équipement, serrez les boulons progressivement et uniformément selon le couple et la séquence fournis par le fabricant, en évitant les contraintes unilatérales qui pourraient endommager le joint ou provoquer une étanchéité inégale.
Stockage : Les joints de rechange doivent être stockés dans un endroit frais, sec et sombre, loin des sources d'ozone (telles que les moteurs), et scellés dans des sacs en plastique pour ralentir leur vieillissement naturel.