Types de raccords hydrauliques avec joint torique : ORFS, BSP et guide de joint métrique
Une conduite de retour de 250 bars sur une excavatrice de 12 tonnes commence à suinter au niveau du port de la pompe. Le tuyau est sain, les colliers sont serrés et la fuite se situe au niveau du joint où un goujon à filetage droit rencontre le port. Dans la plupart des cas comme celui-ci, le joint appartient à l'une des quatre familles de raccords à joints toriques, et toute la réparation dépend de la connaissance de celui que vous avez en main.
La réponse courte : les joints toriques dans le domaine hydraulique se déclinent en quatre familles : extrémités de flexibles à face plate SAE ORF, orifices à filetage droit ORBE SAEE, goujons à siège plat métriques et BSPP avec bague d'étanchéité imperdable et brides SAE à quatre boulons. Ils reposent tous sur un anneau en élastomère emprisonné dans une rainure ou un évidement usiné, et aucun d'entre eux n'est interchangeable avec les autres, car le filetage, la géométrie du siège et le couple de serrage sont tous différents.
ORFS — face plate, joint torique dans une rainure autour du nez, filetage UNF.
ORB — filetage droit, joint torique sur bossage en bas du port.
Goujons à siège plat métriques et BSPP — une bague d'étanchéité placée dans un évidement sous l'hexagone.
Bride à quatre boulons — Joint torique dans une rainure de la tête de bride, serré par des boulons.
Réussissez la famille et le reste – composé, couple, propreté – est une routine. Si vous vous trompez, vous poursuivrez un goutte-à-goutte pendant une semaine, car un joint qui s'enfile en douceur peut toujours constituer une fuite garantie.
Aperçu des quatre familles de raccords de joints toriques
Avant d’entrer dans les détails, il est utile de voir où se situe réellement le sceau dans chaque famille. Ce seul fait décide de ce que vous pouvez échanger et de ce que vous ne pouvez pas échanger.
Tableau 1 - Familles de raccords toriques et position du joint. Les normes indiquées sont celles généralement mentionnées sur les dessins ; vérifiez toujours par rapport au dessin du port de la machine devant vous.
Famille
Norme principale
Où se trouve le joint torique
Où vous le rencontrez
SAE ORFS
SAE J1453 / OIN 12151-1
Dans une rainure autour du nez plat du raccord mâle
Embouts de flexibles sur équipements mobiles et industriels
SAE ORB
SAE J1926 / OIN 11926
Sur le bossage chanfreiné en bas du port
Corps de pompe, blocs de vannes et collecteurs
Goujon métrique à siège plat
OIN 1179-2 / DIN 3852-2
Dans un évidement sous l'hexagone, scellant contre la face du port
Machines européennes et métriques
Goujon à siège plat BSPP
OIN 1179-2 / JIS B 2351
Dans un évidement sous l'hexagone, sur un filetage Whitworth parallèle
Machines britanniques et japonaises
Bride à quatre boulons
SAE J518 / OIN 6162
Dans une rainure sur la face de la tête de bride
Conduites à haut débit et haute pression
Comment fonctionne réellement chaque joint torique
Les quatre familles travaillent sur la même idée : un anneau souple est inséré dans un espace usiné jusqu'à ce qu'il remplisse l'espace et empêche le fluide de passer. L'endroit où cet espace est usiné — sur le raccord, dans le port ou dans une tête de bride — est ce qui les sépare.
Figure 1 - Joint ORFS éclaté : corps, joint torique, écrou de tube et extrémité de tube.
SAE ORFS : le joint torique monte sur le nez
Dans un joint ORFS (O-ring face seal), la bague se trouve dans une rainure usinée autour du nez plat du raccord mâle. Le nez appuie contre une face plate à l'intérieur de la femelle et la bague est pressée axialement. Étant donné que le joint est en élastomère contre métal plutôt que métal contre métal, le couple de serrage est bien inférieur à celui d'un évasement à 37 degrés de la même taille - et l'application d'un tableau de couple d'évasement à un goujon à face plate est un moyen fiable de diviser l'anneau.
Observez le piège à fil. Un raccord -4 ORFS et un raccord -4 JIC partagent un filetage 7/16-20 UNF. Ils se vissent, ils se sentent bien et le joint pleure.
SAE ORB : le joint torique se trouve au bas du port
Un joint ORB (O-ring boss) utilise un goujon à filetage droit qui emprisonne un joint torique contre un bossage chanfreiné à la base du port. Vous le rencontrez sur les corps de pompe, les blocs de vannes et les collecteurs plutôt qu'à l'extrémité libre d'un tuyau. Deux détails posent le plus de problèmes : la longueur du goujon, car un goujon trop long touche le bossage et écrase l'anneau avant l'épaulement, et l'orientation, puisqu'un coude à 45 ou 90 degrés doit pointer dans la bonne direction avant que le contre-écrou ne soit serré.
Goujons métriques à siège plat : une bague d'étanchéité sous l'hexagone
Sur les ports métriques selon ISO 1179-2 ou DIN 3852-2, le joint n'est pas dans le nez du raccord mais dans un évidement sous l'hexagone, de sorte que la bague est pressée contre une face usinée du port. Le goujon lui-même porte un filetage parallèle simple, c'est pourquoi un joint à siège plat peut souvent être réutilisé après un changement de tuyau à condition de remplacer la bague. Les goujons coniques de 24 degrés et de 60 degrés qui se ressemblent utilisent un joint métal sur métal et n’ont aucun anneau – les faire correspondre à l’œil nu est une erreur courante.
Les ports parallèles britanniques suivent la même logique de siège plat avec un filetage Whitworth, toujours conforme à la norme ISO 1179-2 ou son équivalent JIS. La forme du filetage est ce qui les distingue : le BSPP est parallèle et assure l'étanchéité sur une bague ou une rondelle collée, tandis que le BSPT est conique et assure l'étanchéité sur les filetages eux-mêmes. Un goujon BSPP démarré dans un port BSPT se trouvera à la mauvaise profondeur et fuira.
Brides à quatre boulons : le joint torique sous une tête serrée
Sur les conduites à haut débit, l'anneau est placé dans une rainure sur la face d'une tête de bride et serré par quatre boulons. SAE J518 et ISO 6162 divisent la famille en code 61 (3 000 psi) et code 62 (6 000 psi) ; l'épaisseur de la tête et l'espacement des boulons diffèrent, de sorte que les deux ne sont pas interchangeables même lorsque la taille du port correspond.
Matériau du joint torique : la décision que la plupart des acheteurs ignorent
Une fois que la famille a raison, c'est l'anneau lui-même qui décide de la durée de vie de l'union. Cinq composés couvrent presque tout dans l'hydraulique mobile et industrielle, et les différences concernent principalement la température et la compatibilité des fluides plutôt que le prix.
Figure 2 - Limites de température supérieures indicatives pour les composés de joints toriques courants.
Le nitrile (NBR) est la valeur par défaut pour l'huile hydraulique minérale et reste l'option la moins chère, entre -40 et 100 °C. Le fluorocarbone (FKM) soulève considérablement le plafond et gère les fluides plus agressifs. L'EPDM est excellent avec l'eau, le glycol et de nombreux liquides de frein, mais gonfle énormément dans l'huile minérale - un anneau EPDM dans un système hydraulique standard est une panne en attendant le premier échauffement. Le silicone couvre une très large plage de températures mais fonctionne mal contre les fluides pétroliers, et le PTFE est normalement choisi pour sa résistance chimique et ses températures extrêmes plutôt que pour son élasticité.
Deux autres chiffres sont généralement omis du dessin : la dureté, généralement comprise entre 70 et 90 Shore A, et le composé lui-même, car deux anneaux NBR provenant de fournisseurs différents peuvent se comporter différemment à 110 °C. Les plages de températures publiées varient selon les fabricants, c'est donc la fiche technique du composé, et non un tableau de catalogue, qui constitue le dernier mot.
Dimensionnement, couple et modes de défaillance que nous constatons le plus
La plupart des défaillances des joints toriques se résument à une courte liste qui a très peu à voir avec la qualité du raccord lui-même.
Fil assorti, siège dépareillé. ORFS et JIC partagent des tailles de thread à partir de -4, et plusieurs familles métriques et BSP se chevauchent de la même manière.
Couple d'évasement sur un joint à face plate. Le joint est la bague, donc un serrage excessif le déforme au lieu d'améliorer l'étanchéité.
Bagues réutilisées ou entaillées. Une bague qui a été en service prend un set ; un anneau au bord rasé fuit à la première pression.
Goujons ORB trop longs. Le goujon touche le bossage et écrase l'anneau avant que l'épaulement n'entre en contact avec la face du port.
Contamination dans la rainure. Les copeaux ou les grains de sable laissés dans le port coupent l'anneau au moment où le système est sous pression.
Mauvais composé pour le fluide. Une bague d'étanchéité choisie uniquement en fonction de sa taille peut être chimiquement inadaptée.
Charge latérale et désalignement. Les joints toriques ne tolèrent presque aucun désalignement angulaire, de sorte que l'acheminement des tuyaux est aussi important que le raccord.
Ce qu'il faut confirmer avant de passer une commande
Six éléments déterminent si la pièce sur le banc s'adaptera à la machine. Leur vérification prend cinq minutes et permet d'économiser un envoi retourné.
Forme, taille et pas du filetage, pas seulement la taille nominale. G 1/4, 1/4 NPT et 1/4 BSPT partagent un diamètre et rien d'autre.
Type de siège, tiré du dessin du port ou mesuré à travers le siège au lieu de supposer à partir du filetage.
Composé et dureté du joint torique, choisis en fonction du fluide et de la température de travail.
Classe de pression, en particulier sur les brides et sur tout raccord allant sur un port de 3 000 psi.
Angle et taille hexagonale, vérifiés par rapport au jeu d'oscillation autour du port avant de passer la commande.
Tuyau et virole standard, de sorte que le raccord, la virole et le tuyau soient considérés comme un seul assemblage.
OPK Fitting produit des extrémités de tuyaux, des adaptateurs, des ferrules et des brides standard dans les séries américaines, britanniques, métriques et JIS à son usine de Ningbo , avec des ferrules adaptées aux types de tuyaux tels que SAE 100R1AT, 100R2AT et 4SP/4SH. Si un joint continue de tomber en panne sur la même machine, envoyez ensemble les dimensions du port et les détails de l'assemblage : cette combinaison répond à plus de questions qu'une photographie de la fuite.
Foire aux questions sur les raccords hydrauliques à joints toriques
T1. Qu'est-ce qu'un raccord hydraulique à joint torique ?
Il s'agit d'un raccord qui assure l'étanchéité avec un anneau en élastomère emprisonné dans une rainure ou un évidement usiné, plutôt que par contact métal sur métal. Des exemples courants sont les extrémités de tuyaux ORFS, les goujons de port ORB, les goujons métriques à siège plat et les brides à quatre boulons.
Q2. Quelle est la différence entre les raccords ORFS et JIC ?
Les deux utilisent un filetage UNF et une surface d'étanchéité à 37 degrés ou plate. Joints ORFS sur face plane avec un joint torique ; JIC scelle sur un cône métallique à 37 degrés. Les filetages s'échangent, pas les joints.
Q3. Quelle est la différence entre les raccords ORB et ORFS ?
L'ORB est un goujon à filetage droit scellant un joint torique au bas d'un orifice, principalement sur les pompes et les vannes. ORFS est un raccord d'extrémité de tuyau à étanchéité sur face plane. Seul ORFS est utilisé à l’extrémité d’un tuyau.
Q4. Quel matériau de joint torique convient le mieux aux raccords hydrauliques ?
Le NBR est la norme pour les huiles minérales jusqu'à environ 100 °C. Choisissez le FKM pour les températures plus élevées ou les fluides agressifs, l'EPDM pour les systèmes à eau et glycol et le PTFE où la résistance chimique l'emporte sur l'élasticité.
Q5. Pourquoi les raccords à joint torique fuient-ils après l'installation ?
Les causes habituelles sont un filetage qui correspondait alors que le siège ne correspondait pas, un couple évasé appliqué à un joint à face plate, un anneau réutilisé ou entaillé, ou une contamination laissée dans la rainure avant l'assemblage.
Q6. Puis-je utiliser un raccord torique sur un port JIC ?
Non. Un port JIC a un cône de 37 degrés et aucune face d'étanchéité pour la bague, donc un ORFS ou un goujon à siège plat s'enfilera et fuira. Faites correspondre le siège, puis le fil.