L'American Petroleum Institute (API) a publié pour la première fois sa norme sur les joints annulaires et les brides à joint annulaire (API Specification 6B) en juin 1936. Cette norme (qui a été adoptée par l'American Standards Association dans l'édition de 1939 de la norme ASA B16e) prévoyait deux profils de rainure différents pour les brides à joint annulaire. Les brides de moins de 6" avaient une gorge à fond rond et ne pouvaient utiliser que des anneaux ovales. Notez que la bague n'était pas en contact avec le fond de la rainure, mais qu'elle était en contact avec le côté conique des rainures, comme c'est encore le cas aujourd'hui. Le joint annulaire ovale était la seule option pour les brides de moins de 6". Les brides de 6" et plus avaient une gorge à fond plat et pouvaient utiliser des joints annulaires ovales ou octogonaux.
Au fil des ans, des changements ont été progressivement introduits, de sorte que lorsque l'édition 1957 de la norme ASA B16.20 a été publiée, le seul profil de rainure était celui à fond plat, et des joints à anneau octogonaux étaient disponibles pour toutes les tailles. Ce changement a permis d'utiliser le joint ovale ou octogonal dans les nouvelles installations (ou dans les installations rénovées), alors que le joint ovale était toujours nécessaire dans les applications existantes qui avaient l'ancien profil de rainure. Il ne fait aucun doute que l'impossibilité d'utiliser le joint octogonal dans certaines des brides préexistantes a constitué un obstacle à son acceptation.
Les deux joints assurent l'étanchéité en se calant fermement sur les côtés de la rainure lorsqu'ils sont comprimés. Cependant, le joint octogonal présente une surface de contact plus large, car l'ensemble du bord conique à 23 degrés de la bague du joint est en contact avec la face de la rainure d'accouplement. (Voir le dessin).
Bien qu'il soit généralement reconnu que le joint octogonal est un modèle supérieur qui offre une efficacité d'étanchéité et une fiabilité accrues, les joints ovales représentent encore environ 90 % du marché. Les trois facteurs qui expliquent le plus probablement ce fait surprenant sont les suivants :
- L'universalité. Comme nous l'avons indiqué, le joint ovale s'adapte à toutes les brides à anneau standard. Cependant, comme les anciennes brides à fond rond deviennent plus rares, l'universalité du joint devient moins avantageuse.
- Inertie. Les habitudes de longue date ont la vie dure. De nombreuses spécifications industrielles actuelles trouvent leur origine dans des spécifications antérieures, rédigées à l'époque où l'on passait des rainures arrondies aux rainures à fond plat. L'influence de ces premières décisions est toujours présente, même si la base rationnelle sur laquelle elles reposaient a largement disparu.
- Prix. La plupart des fabricants facturent un supplément de 15 à 20 % pour le joint octogonal, car il y a plus de surfaces à usiner.
Les déficiences du joint ovale proviennent principalement de son petit point de contact avec la gorge de la bride. La section transversale ovale génère un anneau de contact à point unique avec la bride. L'étroitesse de ce contact entraîne des forces d'appui très élevées. Bien que le joint soit censé être plus souple que le matériau de la bride, tant le joint que la bride subissent une certaine déformation. Cette déformation se poursuit jusqu'à ce que la charge du joint soit supportée. Bien que cela fonctionne bien la première fois - et peut-être même la deuxième et la troisième - la bride finit par devenir à la fois durcie par le travail et déforméeIl est donc difficile d'obtenir une bonne conformation du joint suivant. En fin de compte, cela augmente le risque de fuites. Sur l'image suivante, les dommages causés à la rainure (déformation par "coincement") sont clairement visibles - résultat des charges d'assise très élevées générées par un joint à anneau ovale.
Si un joint incorrect est installé - un joint plus dur que la bride - cette détérioration de la bride est fortement exacerbée.
Comme il ne repose pas sur un anneau de contact à point unique (comme le fait le joint ovale), le joint octogonal assure une étanchéité beaucoup plus fiable que le joint ovale, et il est beaucoup moins sensible aux défauts et imperfections mineurs de la surface d'appui. Cela dit, les fabricants recommandent que les rainures soient usinées à 63 RMS, quel que soit le type de joint utilisé.
Le plus grand avantage du joint octogonal est que les dimensions exactes de la zone d'assise sont connues, ce qui permet à l'utilisateur de calculer les valeurs de couple exactes qui entraîneront une contrainte d'assise du joint spécifique et ciblée. Cela permet à l'utilisateur de mettre en place des protocoles de boulonnage plus efficaces qui peuvent aider - d'une part - à garantir une contrainte suffisante sur le joint pour empêcher les fuites, tout en évitant - d'autre part - de trop serrer la bride, et donc de risquer de céder les goujons, de faire tourner la bride ou d'endommager la surface du joint.
Beaucoup de nos clients, dans leur effort pour améliorer la fiabilité de l'étanchéité de tous les assemblages boulonnés, établissent des protocoles de boulonnage basés sur la contrainte d'assise du joint. En optant pour des joints octogonaux, ces clients peuvent désormais intégrer toute la classe des brides à joint annulaire dans le même programme.
Conclusion : LGG Industrial encourage l'utilisation de joints octogonaux.