Si vous êtes dans le domaine de l'étanchéité industrielle, que vous dirigiez un atelier d'automatisation marine, une ligne de fabrication de pompes offshore ou même une usine de transformation alimentaire qui utilise des saumures à base de sel, vous avez probablement eu du mal à trouver un joint qui ne se dégrade pas rapidement une fois exposé à l'eau salée. Ayant passé des années à fournir des anneaux en Y FKM aux professionnels de ces secteurs précis, je comprends : l'eau salée est l'un des environnements de test les plus difficiles pour tous les matériaux d'étanchéité.
De nombreux clients nous demandent pourquoi leurs anneaux en Y NBR échouent si rapidement dans l'eau salée : ils mentionnent des fissures, des gonflements et des fuites au moment où ils ont le plus besoin de fiabilité. C'est pourquoi j'ai voulu expliquer exactement comment nos anneaux en Y FKM résistent à cet environnement d'eau salée difficile, et pourquoi cet avantage ne consiste pas simplement à sélectionner un matériau de qualité supérieure ; il est validé par de véritables performances fiela.
Tout d’abord, restons simples, sans jargon trop complexe. FKM est l'abréviation de Fluoroélastomère, n'est-ce pas ? Il s'agit d'un caoutchouc synthétique, identique au NBR (caoutchouc nitrile butadiène), vers lequel la plupart des gens se tournent en premier, notamment pour l'étanchéité générale. Mais voici la principale différence : lorsque le NBR entre en contact avec de l'eau salée, très riche en chlorure de sodium, et souvent mélangé à des produits chimiques comme le chlore ou des sous-produits de la croissance marine, il provoque ce qu'on appelle une dégradation hydrolytique. Les ions sel brisent les liaisons moléculaires du NBR, entraînant un gonflement, un durcissement ou un ramollissement qui détruit les performances du joint. J'ai été témoin de pannes de pompe sur une plate-forme offshore sur la côte du Golfe parce que leur anneau NBR a gonflé de 15 % en seulement 2 semaines d'exposition à l'eau salée. C'est pourquoi j'oriente toujours les gens vers un joint en Y en caoutchouc NBR classique lorsqu'ils travaillent dans des environnements doux et non salés, comme des conduites hydrauliques ordinaires dans des entrepôts secs ou des systèmes d'eau douce. Mais lorsqu'il s'agit de sel, le NBR standard ne peut pas résister aux environnements de service exposés au sel.
Qu’est-ce qui différencie FKM ? Sa structure moléculaire est bien plus résistante à cette attaque ionique. Les polymères de FKM ont de fortes liaisons carbone-fluor, qui sont beaucoup plus difficiles à briser pour les ions de l'eau salée. Contrairement au NBR, qui absorbe l'eau salée, gonfle et provoque un mauvais ajustement du joint, le FKM n'en absorbe qu'une infime fraction, soit moins de 1 % après 1 000 heures dans une solution d'eau salée à 3,5 % (soit à peu près la même chose que l'eau de mer). Nous avons effectué des tests internes en laboratoire : un lot d'anneaux en Y FKM est resté immergé dans l'eau salée pendant 6 mois, en les vérifiant chaque mois. Ils n'ont pas gonflé de plus de 0,3%, pas de fissures, pas de changement de dureté. Pendant ce temps, les échantillons NBR que nous avons analysés ? Au bout de 3 mois, ils avaient gonflé de 12%, et un échantillon s'est même fissuré lors du montage.
Mais attendez, il ne s’agit pas seulement de rester dans l’eau salée : il faut aussi prendre en compte la pression et la température. Pour le système hydraulique à bord des navires offshore, l’eau salée n’est pas statique ; il s'écoule sous pression et parfois mélangé à du pétrole ou à d'autres produits chimiques. Le FKM résiste bien mieux ici que le NBR. Le NBR a tendance à se décomposer plus rapidement lorsque vous combinez de l'eau salée avec de la pression, et le matériau NBR gonflé est plus susceptible de sceller l'extrusion sous charge. La résistance à la traction du FKM (c'est-à-dire sa résistance à la tension) est presque le double de celle du NBR, ce qui lui permet de gérer cette contrainte supplémentaire sans échouer. Un client a utilisé nos anneaux en Y FKM sur une pompe de prise d'eau salée de yacht fonctionnant en continu pendant deux ans avec des fuites Zaro et aucun remplacement, et il m'a dit que les anneaux NBR qu'ils utilisaient auparavant devaient être changés tous les 3 mois.
Cela dit, je sais que tous les emplois ne nécessitent pas de FKM. Si votre projet nécessite des tailles personnalisées (nous produisons de nombreuses pièces sur mesure) et que votre exposition à l'eau salée est très douce, comme une petite conduite d'irrigation qui reçoit un ruissellement occasionnel de sel. Dans ces cas-là, je dirige toujours les gens vers notre lien en Y en caoutchouc NBR naturel que j'ai mentionné plus tôt, car il est moins cher et fonctionne très bien pour les environnements à faible stress et à faible teneur en sel. Et si vous avez besoin d'un ajustement personnalisé, qu'il s'agisse de NBR ou d'un autre caoutchouc, nous proposons des joints en Y NBR personnalisés et des joints en Y en caoutchouc personnalisés pour des exigences sur mesure. Nous travaillons avec des spécifications, aussi inhabituelles soient-elles, afin que vous ne soyez pas obligé d'utiliser des produits disponibles dans le commerce qui ne correspondent pas à la conception de votre système.
Mais soyons réalistes : il existe une idée fausse selon laquelle tous les FKM sont identiques et qu'ils fonctionnent pour tous les scénarios d'eau salée. Ce n'est pas vrai. Si vous travaillez avec de l'eau salée très dure à laquelle ont été ajoutés des produits chimiques, comme l'eau salée acide (courante dans les systèmes de saumure industriels) ou l'eau salée contenant du chlore provenant du traitement de l'eau, vous avez besoin d'une qualité spécifique de FKM. Nos anneaux en Y FKM utilisent une qualité spéciale formulée pour résister non seulement à l'eau salée, mais aussi à ces additifs chimiques supplémentaires. Certains produits FKM de qualité inférieure peuvent échouer dans des environnements chimiques aussi agressifs en raison des différences dans la formulation des polymères. Lors de la sélection des fournisseurs de produits d'étanchéité, il est conseillé d'examiner les qualités FKM et de demander des données de test à l'appui. Nous sommes en mesure de partager sur demande les résultats de nos tests de laboratoire internes pour les échantillons FKM dans l'eau salée.
Une autre question qu'on me demande souvent : "Comment le FKM se comporte-t-il dans l'eau salée froide ?" Parce que les environnements marins peuvent devenir assez froids, surtout dans les eaux nordiques. Le NBR devient rigide par temps froid, perd sa flexibilité et devient susceptible de se fissurer. Le FKM reste flexible jusqu'à environ -20°C, soit une température plus froide que la plupart des températures de l'eau océanique. Même pour les équipements déployés dans les zones côtières froides. Ainsi, même si votre système se trouve dans une zone côtière froide, les anneaux en Y FKM conserveront leur forme et leur étanchéité, tandis que le NBR se fissurerait après des cycles répétés de gel-dégel dans l'eau salée.
Parlons maintenant des échecs du monde réel auxquels j’ai été confronté. Un contact d'une usine de transformation de fruits de mer m'a contacté au sujet des joints hydrauliques. Il avait des problèmes avec les joints hydrauliques de ses bandes transporteuses, exposés en permanence à la saumure salée. Son ancien fournisseur lui avait fourni des joints en Y en NBR, et ceux-ci fuyaient tellement qu'il fallait arrêter la production chaque semaine pour remplacer les joints. Nous lui avons envoyé un échantillon de nos joints en Y FKM et il m'a dit un mois plus tard qu'ils avaient confirmé un fonctionnement stable, sans fuite, et qu'ils avaient fonctionné pendant six semaines consécutives sans arrêter la production pour l'entretien des joints. C'est le genre de victoire pour laquelle nous vivons.
Je tiens également à mentionner qu'il est également important de noter que le FKM est durable dans l'eau salée mais n'est pas indestructible. Pour les applications combinant une exposition à l'eau salée avec des températures supérieures à 150°C, une formulation alternative sera nécessaire, mais la plupart des applications en eau salée sont bien en dessous : les pompes marines, les conduites hydrauliques, les systèmes de saumure, fonctionnent tous à des températures inférieures à 100°C, ce que notre FKM gère parfaitement. Et si vous n'êtes pas sûr du matériau optimal pour votre application, n'hésitez pas à nous contacter. Nous pouvons examiner vos conditions de travail, vous indiquer ce qui fonctionne et même vous envoyer des échantillons à tester par vous-même.
En fin de compte, l’eau salée crée des conditions d’exploitation difficiles. Une mauvaise étanchéité entraîne bien plus que des fuites : elle entraîne des temps d'arrêt des équipements, des pertes de produits et des dépenses opérationnelles supplémentaires. C'est pourquoi nous avons passé des années à perfectionner nos anneaux en Y FKM pour résister à ces environnements difficiles, tout en proposant des options NBR, le cas échéant.
Si vous en avez assez des défaillances prématurées des joints dans l'eau salée ou si vous avez besoin de joints en Y personnalisés fabriqués pour répondre précisément aux exigences de votre système, n'hésitez pas à nous contacter. Nous vous aidons à identifier la bonne solution d’étanchéité, avec une discussion technique simple plutôt qu’un battage médiatique commercial.
Références
- Administration de la sécurité et de la santé au travail. (2021). Résistance chimique des élastomères. Département américain du Travail.
- Société des ingénieurs automobiles. (2019). Matériaux d'étanchéité pour systèmes hydrauliques marins. SAE Internationale.
- Association des fabricants de caoutchouc. (2020). Dégradation hydrolytique des caoutchoucs synthétiques en eau salée. Bulletin technique RMA.
