Utiliser de la graisse avec des joints toriques dans un système de vide : une amélioration utile ou une mauvaise idée?

Après une longue période d’utilisation, les raccords scellés par des joints toriques dans un système de vide peuvent ne plus être complètement étanches et un serrage supplémentaire des vis n’est pas efficace. Une possibilité d'améliorer l'étanchéité est de graisser le joint torique. Mais est-ce une bonne idée, ou ce petit changement pourrait-il en réalité causer plus de problèmes qu’il n’en résout dans une application sous vide ? Ci-dessous, nous examinerons quatre raisons pour lesquelles la lubrification d’un joint torique peut aider – et quatre raisons pour lesquelles elle peut empirer les choses.

Quel est l’objectif d’un joint torique ?

Le but d’un joint torique est de combler et de compenser toute inégalité entre deux surfaces d’étanchéité métalliques, telles que les brides. Cela nécessite que les brides soient lisses et que le joint torique soit comprimé à environ 20 à 30 % de sa dimension. Une valeur inférieure signifie que le raccord n’est pas étanche ; une valeur supérieure peut entraîner l’écrasement du joint torique et donc sa détérioration. La compression est définie précisément par une rainure dans une bague de centrage ou dans une bride. Étant donné que la profondeur de la rainure limite physiquement la compression du joint torique, la compression correcte est définie par la conception matérielle plutôt que par le serrage des vis. Une fois que les brides ont atteint le contact métal sur métal à cette limite, le joint torique est à sa compression de conception – un serrage supplémentaire des vis ne peut pas augmenter la profondeur de la rainure et n’ajoutera que des contraintes inutiles au joint.

Pourquoi les joints toriques perdent-ils leur étanchéité ?

Les joints toriques ont normalement une longue durée de vie dans des conditions appropriées. Les fuites se développent généralement pour deux raisons:


Dans les applications plus exigeantes, telles que celles impliquant des produits chimiques agressifs, le rayonnement ou le plasma, la défaillance peut être le résultat de la dégradation du matériau lui-même. Le choix du matériau du joint torique est décisif ici ; les perfluoroélastomères sont généralement les plus résistants aux substances chimiques.

4 raisons pour lesquelles il peut être judicieux de graisser un joint torique

1. La graisse peut combler les irrégularités de surface
Une petite quantité de graisse peut combler les petites imperfections des surfaces, ce qui peut réduire considérablement le taux de fuite.

2. Une force de contact plus faible devient suffisante
Comme la graisse facilite l’action d’étanchéité, il devient possible de travailler avec une force de contact plus faible et une compression de l’élastomère plus faible, ce qui réduit le risque d’écrasement et de compromission d’un joint torique et donc la probabilité d’une fuite ultérieure.

3. Léger gonflement de la surface de l’élastomère
Selon la combinaison de matériaux, la graisse peut se diffuser dans la surface de l’élastomère et la faire légèrement gonfler, ce qui aide à compenser les inégalités.

4. Les surfaces d’étanchéité plus rugueuses deviennent acceptables
La graisse permet d’obtenir une surface d’étanchéité un peu plus rugueuse que ce qui serait acceptable sans lubrification. Cela signifie que les surfaces qui ne sont pas – ou plus – parfaitement lisses, telles que les zones qui ont subi une usure normale ou qui contiennent des marques d’usinage, peuvent toujours obtenir un joint sous vide fiable.

4 raisons pour lesquelles graisser un joint torique peut être une mauvaise idée

1. La contamination par la graisse se propage facilement
Lors de la manutention de composants lubrifiés, la graisse est facilement transférée vers d’autres pièces qui peuvent être plus sensibles. La poussière et la saleté peuvent également y adhérer et donc introduire des contaminations et des imperfections de surface qui ne se seraient pas produites autrement.

2. Espace réduit pour l’expansion thermique
L’excès de graisse peut surremplir la rainure du joint torique, ne laissant aucun espace pour l’expansion thermique de l’élastomère. Les élastomères qui composent le joint torique peuvent se dilater plus de dix fois plus que le métal qui les entoure dans la même plage de température. Sans l’espace approprié pour se dilater, ils se déformeront et risquent de ne plus sceller le joint.

3. Risque de pénétration de graisse côté vide
En raison de sa viscosité et de sa pression de vapeur élevée, de petites quantités de graisse provenant du joint s’évaporent inévitablement et se répartissent sur tout le côté vide. Au fil du temps, ces dépôts peuvent également piéger à nouveau la poussière ou les gaz d’échappement. Les spectromètres de masse détectent facilement ces traces. Pour de nombreuses applications très propres, comme dans les environnements de recherche, elles sont inacceptables et peuvent avoir un effet néfaste sur le procédé ou l’expérience.

4. Comportement en fonction de la température
Chaque type de graisse (comme la graisse minérale, la graisse silicone ou la graisse perfluorée) a une plage de température limitée dans laquelle elle est efficace. La viscosité et les propriétés de lubrification varient fortement avec la température. De plus, si les températures sont trop élevées, la graisse peut s’écouler de la rainure, ce qui réduit ses propriétés d’étanchéité et la fait migrer vers d’autres zones où elle ne devrait pas se trouver.

Conclusion – graisser ou ne pas graisser ?

Avant d’utiliser de la graisse à vide sur les joints toriques, la question clé est : à quel niveau de propreté doit répondre mon système sous vide ? Lorsque le vide est utilisé dans la plage secondaire avec des débits de gaz élevés et des températures basses, en particulier lorsque des pompes à vide lubrifiées à l’huile sont également utilisées, une petite quantité de graisse n’est pas nocive et peut même aider. Cependant, dans les environnements à très haute propreté, son utilisation est strictement interdite afin d’éviter toute contamination.

Si vous décidez d’utiliser de la graisse, la règle « moins c’est plus » s’applique. La couche doit être fine et presque sèche au toucher pour obtenir les meilleures performances de la graisse et du joint torique.