Joints FKM

Que sont les joints FKM ?

FKM est l'abréviation de « mélange de caoutchouc fluoré », anciennement également désigné par le sigle FPM. Afin de distinguer ces deux termes, précisons que FKM est la désignation internationale ISO pour l'ensemble des élastomères fluorés, tandis que FPM correspond à la désignation allemande DIN. Ce terme recouvre tout un groupe de mélanges de polymères synthétiques dont la caractéristique commune est le monomère VDF (difluorure de vinylidène). Ce matériau appartient au groupe M des caoutchoucs, qui se caractérisent par une chaîne principale de carbone saturée. Ce mélange de caoutchouc fluoré est commercialisé sous les noms de Tecnoflon®, Dai-El® et d’autres encore. Viton® est l’une des marques FKM les plus importantes ; il s’agit d’un nom de marque désignant des élastomères fluorés, créé par la société américaine DuPont. Dans la pratique, les joints en Viton sont également utilisés comme synonyme de solutions d'étanchéité en FKM. Si vos plans ou nomenclatures spécifient des joints en Viton, nous serons ravis de vous aider à choisir la qualité de FKM la plus adaptée. Ce matériau (par exemple, la qualitéFKM 75 Shore) est d’une très grande qualité et présente d’excellentes propriétés, ce qui lui vaut d’être considéré comme un élastomère « polyvalent ». Cela s’explique par la combinaison d’une bonne résistance à la chaleur et à l’ozone avec une résistance à une multitude de produits chimiques.

Selon le mélange de caoutchouc fluoré, le matériau présente différentes propriétés pour différents domaines d'application définis. Parmi les principaux types, on trouve les copolymères VDF et HFP (hexafluoropropylène) et les terpolymères VDF, HFP et TFE (tétrafluoroéthylène).

Les terpolymères sont plus résistants aux produits chimiques que les copolymères en raison de leur teneur plus élevée en fluor et ils résistent également mieux aux températures élevées. Les copolymères, quant à eux, présentent des avantages en termes de déformation rémanente à la compression et de flexibilité à basse température. Les joints plats en FKM ont une densité nettement plus élevée que d'autres élastomères comme les joints plats en EPDM ou NBR. Par rapport à d'autres matériaux d'étanchéité, une masse plus importante est nécessaire pour atteindre le volume requis. Dans ce contexte, l'étirage avec des charges et des plastifiants n'est pas pratique, ce qui fait que le processus de fabrication doit être considéré comme nettement plus compliqué.

C'est surtout le système de réticulation utilisé qui détermine la fonctionnalité du FKM, il y en a trois d'importance. La réticulation avec des diamines bloquées ne rend pas le matériau résistant à la vapeur. Si le matériau d'étanchéité est réticulé par bisphénol, les produits fabriqués à partir de ce matériau sont plus sûrs à l'emploi, mais moins résistants à certains carburants. Si la réticulation est peroxydique, le matériau résiste bien à l'hydrolyse et à la vapeur. En résumé, on peut dire que ce sont surtout les copolymères utilisés ainsi que le système de réticulation utilisé qui ont une influence sur la plage de température d'utilisation des joints en FKM.

En ce qui concerne les propriétés physiques du FKM, on peut dire que les liaisons stables entre le fluor et le carbone permettent d'obtenir une résistance élevée au passage, ce qui fait que le matériau est un bon isolant électrique. En outre, le matériau d'étanchéité est imperméable aux gaz et très résistant à l'abrasion.

En ce qui concerne les propriétés mécaniques, les joints plats en FKM sont très résistants et présentent une faible élasticité aux chocs. L'allongement à la rupture de ce matériau est >200%. Un autre avantage décisif en termes de propriétés mécaniques est la faible déformation rémanente à la compression, ce qui fait que le matériau ne se déforme que très peu sous l'effet de la pression.

En ce qui concerne les propriétés thermiques, le matériau se révèle résistant à la chaleur dans une plage de température allant jusqu'à 200°C ou 250°C. Ils sont donc répertoriés chez nous comme joints plats résistants à la chaleur sous Matériaux d'étanchéité pour exigences particulières.

En raison de leur teneur élevée en fluor, qui est d'environ 65 à 70%, les joints plats en FKM sont considérés comme ignifuges.

Grâce à leurs excellentes propriétés, les joints plats en FKM comptent parmi les joints en élastomère les plus performants dans les domaines d'application industriels exigeants. Les joints en caoutchouc fluoré sont notamment supérieurs aux autres matériaux d'étanchéité dans les environnements où le joint est soumis simultanément à plusieurs contraintes. Ce matériau se distingue notamment par sa résistance aux températures élevées, son excellente résistance aux huiles et aux carburants, ainsi que par sa grande résistance à une grande variété de produits chimiques. Les propriétés spécifiques du FKM dépendent de la teneur en fluor du matériau. Plus la teneur en fluor est élevée, meilleures sont les propriétés, mais la flexibilité à basse température diminue en conséquence. 

Haute résistance à la chaleur

Les joints en FKM sont particulièrement résistants à la chaleur et peuvent donc être utilisés dans une large plage de températures. En fonction de la composition du matériau, des températures d'utilisation d'environ 200 °C, voire supérieures, sont possibles. La température d'utilisation du joint plat en FKM varie en fonction de la formulation utilisée, du système de réticulation, de la durée de fonctionnement et du fluide. C'est pourquoi certaines qualités spéciales de FKM peuvent également résister à des températures plus élevées pendant de courtes durées. Ces propriétés favorisent notamment leur utilisation dans des applications telles que la construction de machines et d'installations, la construction de moteurs, la production d'énergie, ainsi que dans les raccords de tuyauterie et les assemblages à brides soumis à des contraintes thermiques.

Très bonne résistance aux huiles et aux carburants

Outre l’excellente résistance thermique de ce matériau, le caoutchouc fluoré présente également une excellente résistance chimique face à une grande variété d’huiles et de carburants. En fonction du rapport de mélange du matériau de base, les joints plats en FKM conviennent au contact avec des huiles minérales ou lubrifiantes, de l’essence ou des carburants, ainsi que de nombreux hydrocarbures. Ces très bonnes résistances chimiques et thermiques permettent leur utilisation dans des applications où l'on rencontre à la fois des températures élevées et un contact prolongé avec des huiles ou des carburants. C'est pourquoi les joints plats en FKM sont utilisés dans les moteurs, les boîtes de vitesses, les pompes, les systèmes d'alimentation en carburant et les installations industrielles.

Haute résistance aux produits chimiques

Outre son excellente résistance aux huiles et aux carburants, le FKM présente une très bonne résistance à de nombreux fluides agressifs et substances chimiques. La résistance exacte dépend toutefois du mélange de FKM utilisé, de la concentration du milieu et de la température de fonctionnement. Les joints en FKM résistants aux produits chimiques conviennent ainsi à de nombreuses applications dans la construction d'installations chimiques, le génie des procédés, la construction mécanique ainsi que dans l'industrie pétrochimique.

Très bonne résistance à l'ozone, aux rayons UV et aux intempéries

Le caoutchouc fluoré présente également une excellente résistance à l'ozone, aux rayons UV et aux intempéries. Comparés à d'autres élastomères, les joints en FKM vieillissent relativement lentement, même en cas d'utilisation prolongée, ce qui explique pourquoi ils sont considérés comme durables et, surtout, résistants au vieillissement. Grâce à cette propriété, le FKM peut être utilisé dans des applications où le joint est exposé pendant une longue période à des températures élevées, à l’oxygène ou à des conditions environnementales changeantes. Dans le domaine de la construction de machines et d’installations, cela peut contribuer à allonger les intervalles de maintenance et à améliorer la sécurité de fonctionnement.

Bonnes propriétés mécaniques

Outre leur grande résistance aux températures élevées et aux fluides, les joints en FKM présentent de bonnes propriétés mécaniques. En fonction de la qualité du matériau, leurs propriétés mécaniques se caractérisent principalement par une grande résistance au vieillissement mécanique, une bonne résistance à l'abrasion ainsi que d'excellentes propriétés de déformation sous pression. Le FKM convient ainsi non seulement aux joints plats statiques, mais aussi, de manière générale, aux solutions d'étanchéité exigeantes dans une multitude de domaines d'application très variés.

Malgré leur très bonne résistance à la température, à l'huile et aux produits chimiques, les joints plats en FKM ne constituent pas la solution optimale pour certaines applications, car même cet élastomère haute performance qu'est le FKM présente des limites de résistance.  Ainsi, ce matériau ne convient que de manière limitée aux applications impliquant de l’eau chaude ou de la vapeur d’eau. Les températures élevées et constantes de la vapeur d’eau, en particulier, entraînent une altération des propriétés des joints plats en Viton.

En ce qui concerne la résistance chimique, les joints en caoutchouc fluoré ne résistent pas non plus de manière universelle à tous les fluides. Tous les joints plats en FKM sont incompatibles avec les solvants polaires, les liquides de frein à base de glycol et les acides organiques de faible poids moléculaire. Le FPM, en particulier le Viton®, n'est pas non plus compatible avec les cétones et les solutions d'esters. De même, les joints en FKM ne résistent pas au fluorure d'hydrogène, aux composés d'ammonium et au méthanol.

Un autre inconvénient de ce matériau d'étanchéité réside dans sa flexibilité limitée à basse température : lorsque la température baisse, les joints de bride en FKM se durcissent progressivement et perdent ainsi de leur élasticité. C'est pourquoi les joints standard en FKM ne doivent pas être utilisés dans des applications où les températures ambiantes sont très basses ou où les variations de température sont importantes.

Compte tenu des nombreuses propriétés et avantages du FKM, son coût est toutefois plus élevé que celui d'autres élastomères. L'utilisation de joints plats en FKM n'est donc rentable que si les propriétés spécifiques de ce matériau sont réellement mises à profit. Lorsque les conditions d'exploitation (fluides, températures et contraintes mécaniques) sont moins exigeantes, des élastomères moins coûteux peuvent s'avérer tout à fait suffisants sur le plan technique.

Les joints en FKM et EPDM se distinguent par leur résistance aux fluides polaires. En outre, les deux matériaux sont résistants aux UV, à l'ozone et aux intempéries. Les deux matériaux d'étanchéité possèdent également de bonnes propriétés isolantes. On constate toutefois des différences dans la plage de température, la résistance aux carburants et la résistance à la vapeur d'eau et à la vapeur chaude. Alors que les joints en EPDM résistent à des températures comprises entre -30 et +100°C et à la vapeur d'eau et à la vapeur chaude, les joints en FKM présentent une résistance à la chaleur allant jusqu'à 200°C ou 250°C ainsi qu'une résistance aux carburants.

Lorsque l'utilisation de joints plats en NBR est exclue en raison de températures de fonctionnement élevées et d'exigences complexes en matière de produits chimiques, les joints plats en FKM peuvent être considérés comme l'alternative appropriée.

Les qualités de FKM disponibles chez nous et en stock sont d'abord soumises à un contrôle de qualité à la réception des marchandises. Une fois validé, le matériau d'étanchéité est stocké sous forme de rouleaux et de plaques au lieu de stockage correspondant. Ce n'est qu'à ce moment-là que nous pouvons garantir une qualité élevée et constante, également en ce qui concerne le matériau d'étanchéité concerné.

Le FKM fait partie de la gamme de matériaux d'étanchéité pouvant être utilisés dans tous nos procédés de fabrication. Le choix du procédé de fabrication le plus adapté à vos joints plats en FKM dépend du nombre de pièces, du contour souhaité et de l'épaisseur du matériau concerné. Le matériau brut, sous forme de rouleaux ou de plaques, est ensuite transformé selon le procédé sélectionné pour obtenir votre joint plat en FKM sur mesure. 

Il est en outre possible d'appliquer au préalable un film autocollant sur les rouleaux ou les plaques, puis de les transformer en joints autocollants grâce à nos procédés de fabrication. Les joints FKM autocollants servent exclusivement d’aide au montage, sans pour autant modifier les propriétés du matériau. Outre la fabrication de joints de bride et de joints plats, nous proposons également des rouleaux ou des plaques non transformés, ainsi que des produits au mètre découpés sur mesure pour votre propre transformation. Là encore, il est possible que nous équipions au préalable le matériau d’un film autocollant.

Une fois la fabrication terminée et après un nouveau contrôle qualité, les joints plats ou les joints à bride sont emballés et vous sont envoyés.

En raison de leur très bonne résistance aux huiles, aux carburants et à une multitude de produits chimiques, les joints plats ou à bride en FKM sont utilisés partout où les matériaux d'étanchéité classiques atteignent leurs limites. C'est notamment lorsque des températures élevées, des fluides agressifs et des conditions de fonctionnement exigeantes sont réunis que les joints en caoutchouc fluoré (ou Viton) sont privilégiés par rapport aux joints en NBR et en EPDM, et qu'ils conviennent à de nombreuses applications industrielles.

Les joints plats en FKM sont souvent utilisés dans l'industrie chimique et l'industrie des procédés pour assurer l'étanchéité face à des fluides agressifs ou exigeants, dans des conditions de température élevée.

Par ailleurs, les joints plats et à bride en FKM, fabriqués sur mesure, sont reconnus comme des solutions éprouvées dans le domaine de la construction de machines et d'installations. Ils sont notamment utilisés dans les applications où des exigences thermiques élevées doivent être respectées et où il y a un contact avec des lubrifiants, des huiles hydrauliques ou d'autres fluides de service.

Son excellente résistance aux huiles, aux huiles minérales et aux carburants permet d'utiliser ce matériau dans la construction automobile et la technologie des moteurs. De manière générale, les joints en FKM fabriqués sur plan constituent une solution adaptée aux points d'étanchéité exigeants des moteurs à combustion interne industriels et des groupes motopropulseurs. Cela vaut en particulier dans les zones où il y a un contact permanent avec le carburant.

Parmi les autres domaines d'application des joints en Viton dont nous avons connaissance, on peut citer, par exemple, les installations des secteurs du pétrole, du gaz et de l'énergie, l'aéronautique et l'aérospatiale, ainsi que la technologie des pompes et de la robinetterie. Grâce à leur grande résistance à la chaleur et à leur perméabilité aux gaz relativement faible, ils peuvent également être utilisés dans des applications sous vide.

Les scénarios d'installation typiques dans les domaines d'application décrits pour les joints plats et à bride concernent, par exemple, les pompes, les vannes, les canalisations, les installations de traitement, les compresseurs ainsi que la robinetterie.

Nous nous ferons un plaisir de vous dire si le matériau est également adapté à vos besoins. Contactez notre service clientèle et laissez-vous conseiller.