Joints d'étanchéité résistants à la décompression explosive (AED)

Les joints résistants à la décompression explosive (AED) offrent une protection efficace et efficiente dans les applications à haute pression, où se produisent des pertes de pression rapides, le plus souvent liées à l'industrie pétrolière et gazière.

Les joints de type O-ring empêchant la décompression explosive AED (Anti Explosive Decompression) sont des joints spécialement conçus, qui constituent un élément important dans les applications liées au gaz sous pression. Ils ont été créés pour prévenir la décompression explosive, protégeant ainsi les travailleurs contre les blessures et l'équipement contre d'éventuels dommages.

Dans la suite de cet article, nous expliquerons ce qu'est la décompression explosive, où les joints résistants à l'AED sont utilisés, de quels matériaux ils sont fabriqués et quel impact ils ont sur l'industrie pétrolière et gazière.

Décompression explosive (ED) – qu'est-ce que c'est ?

La décompression explosive (également appelée décompression rapide des gaz ou RGD) est une détérioration structurelle des joints élastomères et des joints toriques O-ring, causée par une chute rapide de la pression du milieu gazeux.

Ce phénomène est souvent observé lorsque le joint élastomère est exposé à un gaz à haute pression. Les gaz peuvent saturer le matériau, remplissant toutes les lacunes moléculaires, ce qui entraîne le gonflement du joint. Le simple gonflement ne doit pas nécessairement conduire à la défaillance du joint d'étanchéité, cependant, si la pression chute brusquement, le matériau élastomère peut subir une décompression explosive. Qu'est-ce que cela signifie ? Cela signifie que lors d'une diminution rapide de la pression interne, le gaz qui a pénétré dans le joint se dilatera très rapidement, provoquant l'expansion des pores, entraînant la formation de creux, fissures, ruptures, qui peuvent conduire à sa destruction totale.

Ce phénomène, lorsqu'un système sous haute pression subit une décompression rapide, est également appelé décompression anti-explosive AED.

Nous tenons à souligner que la décompression explosive est une libération soudaine et violente de gaz d'un environnement à haute pression, ce qui a un impact direct sur le personnel et les équipements. La rupture ou l'explosion d'un joint peut entraîner des blessures graves au personnel ainsi que des pannes d'équipement coûteuses.

Matériaux adaptés aux environnements à haute pression

Les O-rings AED sont fabriqués à partir de matériaux résistants aux environnements gazeux à haute pression. Leur grand avantage est le fait qu'ils résistent aux chutes de pression soudaines sans risque de déformation ou de rupture. Ce type d'étanchéité a été conçu à partir d'élastomères de la plus haute qualité, caractérisés par leur élasticité et leur capacité à conserver leur forme même après exposition à des gaz sous haute pression.

Une large gamme de matériaux est disponible pour la fabrication des joints AED et des joints toriques O-ring AED. Un matériau couramment utilisé est le fluoroélastomère FKM (Viton®). Dans l'industrie pétrolière et gazière, on utilise également des matériaux tels que : nitrile hydrogéné (HNBR), dérivé de fluoroélastomère (FEPM/Alfas®), perfluoroélastomère (FFKM/Karlez®).

FKM

• assure une résistance optimale à la décompression explosive
• peut fonctionner dans des applications en contact avec une large gamme de carburants, huiles, solvants chlorés
• destiné aux applications dans les forages pétroliers et gaziers
• certifié conforme aux normes NORSOK M0170 Rév. 2 et NACE TM0297 en matière de décompression rapide des gaz 

FEPM

• offre une excellente résistance aux acides et aux bases, à l'eau, ainsi qu'aux amines
• convient aux applications à haute pression et aux variations cycliques de pression
• le matériau se caractérise par une haute performance en présence d'eau et de substances corrosives
• particulièrement utile dans l'industrie de la prospection et de l'extraction du pétrole et du gaz
• testé conformément à NACE TM0297

FFKM

• résistance exceptionnelle à la décompression explosive
• excellente résistance chimique et thermique 

HNBR

• résistance optimale à la décompression explosive
• niveau élevé de résistance aux huiles et à la chaleur
• assure une résistance chimique au pétrole brut et aux lubrifiants
• excellente résistance au dioxyde de carbone et aux inhibiteurs de corrosion amines
• idéal dans les domaines où les températures standard sont trop élevées pour l'utilisation du nitrile, mais pas suffisamment pour utiliser le caoutchouc FKM
• ce composé est conforme aux normes NORSOK M0170 Rév.2

Choix de l'élastomère – à quoi faire attention ?

Vérifiez ce à quoi il faut prêter attention lors du choix du matériau qui aidera à résoudre le problème d'étanchéité dans les applications à haute pression :

• pression (les dommages causés par la décompression des gaz augmentent généralement avec la pression)
• dureté (l'augmentation de la dureté du joint élastomère augmente généralement sa résistance à la décompression rapide des gaz)
• haute température (la perméabilité des gaz est étroitement liée à la température, c'est pourquoi les matériaux AED doivent résister à une large gamme de températures extrêmes)
• résistance chimique (dans l'industrie pétrolière et gazière, les joints élastomères et les joints toriques O-ring sont exposés à diverses substances chimiques, telles que le gaz naturel (méthane), le dioxyde de carbone, le sulfure d'hydrogène, les fluides hydrauliques)

Joints résistants à l'AED – Applications

Les joints élastomères AED sont parfaitement adaptés aux zones où la décompression explosive peut constituer une menace sérieuse pour la sécurité, tant pour les travailleurs que pour l'équipement. Les joints toriques résistants à la décompression explosive sont couramment utilisés dans les environnements à haute pression rencontrés dans l'industrie pétrolière et gazière.

Découvrez les avantages de l'utilisation de joints résistants à l'AED, les voici :

• prévinent la survenue de la décompression explosive
• aident à prévenir les pannes et les dommages de l'équipement
• améliorent considérablement la sécurité du personnel – les protègent contre les blessures potentielles, voire la mort
• améliorent la productivité
• réduisent la durée des arrêts coûteux
• ont un impact considérable sur l'exploitation sûre de l'équipement

Certificat AED

Le certificat AED est un document qui confirme que les joints d'étanchéité répondent aux normes rigoureuses et aux exigences élevées en matière de sécurité requises dans des secteurs tels que : l'aéronautique, le raffinage du pétrole et du gaz, le traitement chimique.

Les normes internationales d'essai des élastomères en conditions de décompression explosive comprennent :

• NORSOK M710 Rév.2 Section 7.3 Annexe B : "Qualification des matériaux d'étanchéité non métalliques et des fabricants – résistance à la décompression rapide des gaz (RGD)"
• NACE TM0297 "Effet de la décompression du dioxyde de carbone à haute température et haute pression sur les matériaux élastomères"
• ISO 23936-2 "Industrie pétrolière, pétrochimique, gazière : Matériaux non métalliques en contact avec des milieu liés à la production de pétrole et de gaz – Partie 2 : Élastomères"
• Spécification générale TOTAL GS PVV 142, Annexe 8 "Procédure d'essai type pour la décompression explosive des joints élastomères de type O-ring"

Comme mentionné précédemment, les dommages aux joints utilisés dans des environnements à haute pression résultent de vésicules, fissures, qui se forment à la suite de la pénétration du gaz dans le matériau d'étanchéité. Les joints et les O-rings résistants à l'AED ont été conçus pour prévenir les défaillances et résister à la décompression rapide des gaz.

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