Joins étanchéité

[StirlingEsTuLà]

Bonjour,

mon problême est simple :
j'ai une enceinte en verre plaquée contre une plaque en aluminium.
l s'agit d'assurer l'étanchéité de cette enceinte sachant qu'elle contient de l'hélium à même de monter à une température de 1000 K et supporter des pressions de l'ordre de 4/5 bars environ .

De plus, l'utilisation de joins métalliques n'est ici pas possible.

Connaitriez vous donc d'autres solutions de type pâtes, mastics, caoutchouc, silicone etc... satisfaisant les conditions (1000 K , 5 bars , gaz : helium) ?

Merci....

[simbis]

votre problème me semble bien peu evident:
a cette température l'alliage d'alu que vous envisagez aura des carctéristiques mécaniques bien faibles s'il n'a pas fondu...le verre aura de tres gros soucis....entre les deux le differentiel de dilatation va vous causer des tensions qui risques d'amener une rupture...et vous voulez étancher de l'hélium dont les molécules sont tres petites et qui va fuir par les moindres porosités enfin vous ne voulez pas envisger un joint métallique qui est pourtant une solutions courante pour la haute température.
Donc si vous franchissez les obstacles précédents, je vois deux types de materiau : l'amiante mais c'est interdit, et le graphite qui aura une durée de vie limitée si il est en contact avec l'air au dela de 440 °C et qui demeurera légèrement poreux. Ce graphite existe en feuilles a découper avec ou sans armature métallique ou eventuellement en rouleau de ruban compressible....

[simbis]

PS: si vous voulez monter a 4 ou 5 bars tenez vous a bonne distance de votre appareil et capotez le serieusement parce que vous pourriez avoir une belle explosion avec projection de fragments dangereux.....

[odysseus06]

Bonjour StirlingEsTuLà
Effectivement, ça n'est pas simple.
D'abord il faut oublier le verre ou ce qu'il est d'usage de nommer ainsi, et passer à la silice pure.
Ensuite, cette vitre en silice (de quelle taille?) devra être rigidifiée extérieurement par un cadre métallique et doublée d’un grillage.
Quant au joint, il doit bien y avoir un mélange à base de silicone qui résiste aux conditions imposées, il devra aussi être maintenu extérieurement par une sorte de chicane métallique.
Renseigne-toi près des fournisseurs d’étuves ou de réacteurs pour la chimie.
Reste que l’aluminium fond à 933°K !
Bon courage et prudence

[simbis]

Bonjour StirlingEsTuLà
Effectivement, ça n'est pas simple.
D'abord il faut oublier le verre ou ce qu'il est d'usage de nommer ainsi, et passer à la silice pure.
Ensuite, cette vitre en silice (de quelle taille?) devra être rigidifiée extérieurement par un cadre métallique et doublée d’un grillage.
Quant au joint, il doit bien y avoir un mélange à base de silicone qui résiste aux conditions imposées, il devra aussi être maintenu extérieurement par une sorte de chicane métallique.
Renseigne-toi près des fournisseurs d’étuves ou de réacteurs pour la chimie.
Reste que l’aluminium fond à 933°K !
Bon courage et prudence

aucun silicone ne permettra une telle température en continu, on peine a dépasser les 350°C .....Il reste a voir les fabricants de joints de culasse.... mais l'alu aura fondu et le verre éclaté.....
evidemment si la température n'est atteinte que pendant un instant tres court on peut revoir la question.....

[StirlingEsTuLà]

pardonnez moi, jai oublié dapporter quelques précisions...

il ne s'agit pas d'une enceinte en verre mais en quartz

de plus , à l 'intérieur il y a une plaque intermédiaire de siporexe (céramique) entre le gaz porté à haute température et la plaque en aluminium... ce qui fait que la température de l'aluminium sera loin datteindre les 1000 K.

[StirlingEsTuLà]

pardonnez moi, jai oublié dapporter quelques précisions...

il ne s'agit pas d'une enceinte en verre mais en quartz. son diamètre est de 170mm et sa profondeur est de 70 mm.
de plus un système de bridage métallique a été mis en place.

de plus , à l 'intérieur il y a une plaque intermédiaire de siporexe (céramique) entre le gaz porté à haute température et la plaque en aluminium... ce qui fait que la température de l'aluminium sera loin datteindre les 1000 K.

auriez vous entendu parler de l'aramide ? (mais je ne suis pas certain qu'elle résiste à un température comme la notre)

[simbis]

pardonnez moi, jai oublié dapporter quelques précisions...

il ne s'agit pas d'une enceinte en verre mais en quartz. son diamètre est de 170mm et sa profondeur est de 70 mm.
de plus un système de bridage métallique a été mis en place.

de plus , à l 'intérieur il y a une plaque intermédiaire de siporexe (céramique) entre le gaz porté à haute température et la plaque en aluminium... ce qui fait que la température de l'aluminium sera loin datteindre les 1000 K.

auriez vous entendu parler de l'aramide ? (mais je ne suis pas certain qu'elle résiste à un température comme la notre)

les fibre aramide kevlar etc...ne tienne pas a si haute température a mon avis et ne sont que des renforts dans les joints .
le siporex n est il pas poreux?
en fait il vous reste le graphite, peut être certains mastics refractaires ou les joints métal (pas forcément pleins , il existe des joints ondulés ou en profil creux bien plus souple que le métal en feuille)
si vous nous disiez l usage envisagé on pourrait peut être trouver des astuces.....

[StirlingEsTuLà]

Cette expérience rentre dans le cadre d'une étude sur le moteur Stirling

voilà un petit schéma que je vous ai préparé pour voir à quoi ressemble l'expérience.



N'apparaît pas ici la source lumineuse permettant de chauffer le gaz. Nous recréons en quelque sorte un système d'effet de serre en capturant les infrarouges dans l'enceinte.

Le siporex préalablement peint avec une peinture de carbone fait office de corps noir, mais en effet il y a du jeu sur les côtés de sorte que le gaz passe...
La plaque en aluminium est nettement plus grande que l'enceinte, donc elle peut bénéficier de son contact avec l'air ambiant pour ne pas (trop) chauffer.
Pour ce qui est des joints d'étanchéité au niveau "des robinets" nous avons utilisés du téphlon au niveau des tiges filletés.

Ce qui nous pose problême est donc le joint principal entre la plaque d'aluminium et la casserole.

[simbis]

a la pression de 5 bar un joint plaqué sur l'exterieur ne tiendra pas.
il faut poser une feuille de graphite sur la plaque alu et l'écraser en serrant la cloche.
Au pire si vous voulez faire un cordon comme sur le schéma il faut le faire a l'intérieur pour que la pression le plaque sur les parois.