Comment gérer l’étanchéité en présence d’Oxygène ?

Tous les circuits ou composants refermant des fluides nécessitent des solutions d’étanchéité appropriées et choisies avec soin. Mais ceux véhiculant de l’oxygène représentent un cas très particulier et délicat. Car bien qu’il s’agisse d’un gaz vital pour les Hommes, l’Oxygène peut s’avérer dangereux dans l’industrie. Cet article est fait pour vous aider à mieux comprendre les enjeux et les solutions pour une bonne étanchéité de vos raccords filetés soumis à l’Oxygène. 

L’Oxygène (naturellement sous forme de dioxygène O2) est présent partout car l’air ambiant en est composé à 21%. C’est bien évidemment un gaz indispensable pour le monde vivant. Mais depuis Carl von Linde et ses inventions à la fin du 19ème siècle pour liquéfier et maîtriser l’Oxygène, ce gaz est devenu incontournable dans de nombreuses applications industrielles.

Pour aller plus loin :

Quel est le champ d’utilisation de l’Oxygène industriel ?

On utilise bien sûr l’Oxygène dans la médecine pour aider les patients à respirer ou dans l’aéronautique et le spatial pour permettre aux passagers de respirer normalement en haute altitude où la pression atmosphérique est faible voire nulle. Le sujet de l’étanchéité des circuits et composants soumis à l’oxygène est donc d’une importance vitale.

A lire : Le comparatif en 12 points pour choisir le produit d’étanchéité adapté vos filetages.

Mais au-delà de son rôle dans la respiration de l’Homme, l’oxygène sous forme liquide ou gazeuse est très utilisé par les industriels à d’autres fins et dans une grande variété de secteurs comme :

• En aérospatial pour la propulsion des fusées
• En métallurgie pour atteindre les températures nécessaires à la fusion des métaux 
• En chimie pour l’oxydation de nombreux composés
• En biotechnologie dans des applications de croissance cellulaire
• En métallerie pour le soudage ou la découpe plasma
• Dans le traitement des eaux usées
• ...

Les particularités de l’Oxygène et les risques associés

L’Oxygène sous forme gazeuse est incolore et inodore. Sous forme liquide il a une couleur bleutée. Mais vous aurez rarement l’opportunité d’admirer sa couleur puisque l’oxygène s’évapore dès -182°C sous la pression atmosphérique.

C’est un élément chimique très réactif avec de nombreux matériaux. La réactivité de l’Oxygène varie selon le type de matériaux et les conditions d’exposition comme la température, la pression et la durée d’exposition. La réaction peut être lente comme pour l’apparition de rouille sur de l’acier, rapide dans le cas d’une combustion voire extrêmement rapide dans le cas d’une explosion. 

Et puisque l’Oxygène réagit avec de nombreux éléments chimiques, il est important de choisir en conséquence les bons produits et les bons matériaux pour vos filetages, vos raccords et vos produits d’étanchéité.

Les deux réactions que sont l’oxydation et la combustion font à la fois toute l’utilité de l’Oxygène dans l’industrie mais aussi toute sa dangerosité notamment quand il est question de réaliser une bonne étanchéité.

L’Oxygène n’est pas un carburant, c’est ce qu’on appelle un comburant ; c’est-à-dire que l’Oxygène ne brûle pas mais que l’Oxygène entraîne la combustion d’autres substances. Donc plus l’air est riche en oxygène (>21%) voire saturé en oxygène (oxygène pur à 100%) plus la combustion est facile et rapide.

Des matériaux non-inflammables à l’air ambiant comme les tissus ignifugés peuvent devenir totalement inflammables dans une atmosphère riche en oxygène. En effet, la présence d’oxygène fait baisser grandement les seuils d'inflammabilité et d’explosivité des matériaux. 

Il faut donc un apport d’énergie plus faible pour amorcer la combustion en présence d’oxygène. En effet, si un produit nécessite d’être d’exposé longuement à une flamme à atmosphère ambiante pour s'enflammer, une simple étincelle ou échauffement peut suffire à déclencher la combustion ou l’explosion en présence d’oxygène.

Pour résumer, plus il y a d’oxygène dans l’atmosphère :

• plus basse sera la température d’allumage
• plus élevée sera la température de la flamme 
• et par conséquent plus destructif sera le feu

Quels sont les produits adaptés pour une utilisation avec de l’Oxygène ? 

Vous l’aurez compris, l’Oxygène est un gaz délicat et qui nécessite des précautions bien particulières pour être utilisé en toute sécurité. Le sujet de l’étanchéité est alors crucial puisque une fuite même mineure peut avoir des conséquences sur vos installations, vos produits, leurs utilisateurs ou vos équipes.

Les produits d’étanchéité que vous utilisez peut-être déjà dans vos différentes applications utilisant du gaz, des hydrocarbures, de l’eau ou de l’air sous pression ne sont pas forcément adaptés pour être utilisés avec de l’Oxygène. 

Vous trouverez toutes ces informations dans les fiches techniques et si vous avez le moindre doute il est impératif de contacter le fabricant avant d’utiliser un produit d’étanchéité en présence d’oxygène.

Par exemple une résine anaérobie utilisée pour étancher des raccords soumis au Butane pourrait convenir lorsque que celle-ci est polymérisée. Mais bien que non inflammable à température et atmosphère ambiante, le résidu de résine liquide non polymérisé potentiellement présent en dehors du filetage, risquerait de s’enflammer en atmosphère riche en oxygène (notamment en raison de l’utilisation d’hydroperoxyde dans la formulation). 

Puisqu’il est impossible de vérifier qu’aucune trace de produit liquide n’est encore présent en dehors du filetage, aucune résine anaérobie n’est utilisée en présence d’oxygène.

Ainsi, afin d’étancher vos raccords filetés en toute sécurité, il est impératif d’utiliser des formulations spécialement conçues pour être inertes vis-à-vis de l’Oxygène. Il existe notamment 2 types de produits : 

• Les pâtes d’étanchéité non durcissantes. Il s’agit de pâtes à base d’huile perfluorée destinées aux basses pressions (jusqu’à 4 bars). Certaines peuvent être utilisées à des températures allant jusqu’à +225°C (+250°C en pointe)

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• Les Rubans PTFE spécial Oxygène. Ces rubans PTFE sont faciles à mettre en oeuvre, et peuvent être utilisés au contact d’oxygène gazeux jusqu’à 60°C et jusqu’à 40 bars. Ils permettent des démontages faciles et peuvent être stockés durant 10 ans.  

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Quelles sont les précautions à prendre ?

Il est donc important de prendre le temps du choix pour votre solution d’étanchéité en présence d’oxygène. Une bonne façon de procéder est de demander conseil notamment lorsqu’il s’agit d’une application différente ou nouvelle de celles que vous avez l’habitude de rencontrer : comme un nouvel équipement, des nouveaux matériaux, des pressions plus élevées, des diamètres de filetage différents... 

Aussi, lors de la préparation de vos raccords et de vos filetages avant montage, il est important de prévoir un nettoyage au préalable. Encore une fois avec des produits adaptés et inertes face à l’oxygène. Il existe notamment des solvants spécialement conçus, à évaporation rapide et ne laissant aucun résidu comme le solvant S30.

Vous pouvez aussi être amené à utiliser des lubrifiants pour faciliter les manipulations, les montages ou les emmanchements. Ceux-ci doivent être choisis avec un soin comme le lubrifiant Perfluoré EP qui convient particulièrement pour les vannes et robinets en présence d’oxygène.

Quel que soit le fluide en question l’étanchéité est toujours un sujet critique à ne pas prendre à la légère. Mais il l’est encore plus en présence de certains gaz comme l’Oxygène. Si vous n’êtes expert de ce sujet, il est donc préférable d’être bien accompagné. Que vous soyez en charge de la maintenance, responsable de production, ou acheteur, notre équipe sera ravie de répondre à vos interrogations. Nous trouverons des solutions à vos besoins afin de mieux sécuriser et fiabiliser vos équipements et vos installations.

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