Quelles sont les normes pour les huiles et lubrifiants conformes aux spécifications militaires ?

Une série de normes et d’exigences entourent les choses à faire et à ne pas faire par l’armée. Cela inclut les huiles et lubrifiants et leurs performances pour diverses applications. En dehors du secteur militaire, d’autres industries et applications hautement techniques et complexes utilisent ces fluides en raison de leurs composés supérieurs. Ci-dessous, nous examinons de plus près ces normes.

L'intention derrière Mil-Spec

L'objectif principal de Mil-Spec est d'atteindre une fonctionnalité et une compatibilité complètes entre les huiles et lubrifiants conçus pour et par le département américain de la Défense. La série de spécifications est décomposée en types avec le langage correspondant qui signifie ces paramètres et des normes opérationnelles directes auxquelles le type est nécessaire pour l'équipement ou l'opération.

Les exigences signifient le niveau de résistance aux composés nocifs, tels que l'oxygène liquide ou les hydrocarbures. Ils jouent un rôle important dans l’aérospatiale militaire, les avions et autres équipements de soutien connexes. Les opérateurs appliquent les lubrifiants et les huiles spécifiés aux endroits les plus précieux ou les plus préoccupants :

• Joints
• Vannes à boisseau
• Roulements du système de carburant
• Vannes
• Roulements pour véhicules aérospatiaux

Il est essentiel de noter que ces normes de défense ne sont pas explicites pour l’armée et les autres industries. Les organisations hautement techniques peuvent utiliser ou exiger l’utilisation d’huiles de spécifications militaires. Examinons de plus près les sous-catégories et leurs normes de performance.

Normes de performance de type I

La norme de performance initiale, ou type 1, est conçue pour les applications avec une plage de température et de viscosité inférieure. Ils ne fonctionnent pas et ne doivent pas fonctionner ni servir dans des applications à haute température.

Normes de performance de type II

La norme de type deux a une capacité accrue à résister à des températures plus élevées. En plus d'augmenter la compatibilité thermique, une huile ou un lubrifiant standard de type deux mil-spec fonctionne remarquablement bien dans les mesures de stabilité thermique et chimique. La large plage de compatibilité de température va de -40 à 399 degrés Fahrenheit.

Normes de performance de type III

La norme mil-spec de type trois est une autre couche d'une variante de formule deux, avec une capacité encore plus élevée à résister à une chaleur élevée et une force oxydative supérieure. Une évaporation minimale se produit et il peut résister à des températures commençant à 392 degrés Fahrenheit.

Normes de performance de type IV

Les spécifications militaires de type quatre doivent répondre à une liste d'exigences pour fonctionner à son niveau de fonction spécifié. Quelques-unes de ces exigences comprennent :

• Résistance aux situations de haute pression
• Fonctionne sur une large gamme de jauges de température
• Modifications minimes, quelles que soient les pénétrations de travail
• Stabilité en oxygénation
• Solubilité minimale du carburant

Huile de Santie

Les lubrifiants possèdent plusieurs propriétés physiques qui servent leur fonction et leurs performances.

• Viscosité
• Densité et densité

• Point d'écoulement
• Résistance du film
• Point litigieux
• Résistance à l'oxydation
• Séparation de l'eau

• Protection contre la rouille et la corrosion

Viscosité

La propriété la plus importante est la viscosité. La viscosité, qui mesure la résistance de l’huile à l’écoulement, est la propriété la plus importante d’un lubrifiant. L'eau a une viscosité relativement faible ; la mélasse a une viscosité beaucoup plus élevée. Cependant, si vous chauffiez la mélasse, elle deviendrait plus fine. De même, les huiles deviennent également « plus fines » à mesure qu’elles chauffent. La viscosité a une relation inverse avec la température. À mesure que la pression augmente, la viscosité de l’huile augmente également. Par conséquent, la viscosité de l’huile en service varie en fonction de sa température et de sa pression.

La viscosité des huiles industrielles est généralement indiquée à 40 °C. L'Organisation internationale de normalisation l'utilise comme norme pour son système de notation ISO VG qui va de ISO VG 2 à ISO VG 1500. L'ISO VG est défini comme le point médian d'une plage de + 10 %. Par exemple, un fluide hydraulique d'une viscosité de 31,5 cSt à 40 °C a un ISO VG de 32. La viscosité des huiles de carter est généralement mesurée à 100 °C. Les huiles lubrifiantes peuvent varier de très faible viscosité, comme les solvants et le kérosène utilisés pour le laminage des métaux, à des fluides à haute viscosité qui s'écoulent à peine à température ambiante, comme les huiles pour cylindres à vapeur ou les huiles pour engrenages utilisées dans les sucreries.

Une caractéristique de la viscosité est l'indice de viscosité. Il s'agit d'un nombre empirique qui indique l'effet d'un changement sur la viscosité d'un lubrifiant. Un lubrifiant à indice de viscosité élevé ne se fluidifie pas très vite lorsqu’il chauffe. Il serait utilisé pour les huiles utilisées à l’extérieur en été comme en hiver. Les huiles moteur multi-viscosités ont un indice de viscosité élevé.

Gravité spécifique et densité

Gravité spécifique – la masse par unité de volume d'une substance est appelée densité et est exprimée en livres par gallon, kg/m ou g/cc. La densité spécifique est définie comme la densité d'une substance divisée par la densité de l'eau. Une substance ayant une densité supérieure à un est plus lourde que l'eau et vice versa. Il s'agit d'une mesure de la capacité d'une substance à flotter à la surface de l'eau (ou à couler sous la surface). L'eau a une densité d'environ 1 g/cc à température ambiante. Les fluides pétroliers ont généralement une densité inférieure à 1, ils flottent donc. Des nappes de pétrole flottent à la surface d’une flaque d’eau.

Les drains d'eau dans les réservoirs sont positionnés au fond du réservoir. Plus la densité est faible, plus l'huile flotte mieux. L'huile d'une densité de 0,788 flotte très bien. La densité des huiles diminue avec la température ; ils flottent mieux en chauffant. La densité des produits pétroliers est souvent exprimée en gravité API, définie en degrés API = (141,5/Sp Gravity @60˚F – 131,5). La densité API de l’eau est de 10. Puisque la gravité API est l’inverse de la densité spécifique, plus la densité API est élevée, plus l’huile est légère ; donc mieux il flotte.

Point d'écoulement

Le point d'écoulement de l'huile est la température la plus basse à laquelle elle se déversera ou s'écoulera lorsqu'elle sera refroidie sans perturbation. Le tout premier additif utilisé dans l’huile moteur était un additif abaissant le point d’écoulement.

Résistance du film

Résistance du film is a measure of a fluid’s lubricity. It is the load-carrying capacity of a lubricant film. Résistance du film can be enhanced by the use of additives. Many synthetic oils have greater film strength than petroleum oils.

Point d'éclair

Point litigieux is the temperature at which the vapors of a petroleum fluid ignite when a small flame is passed over the surface. In order for combustion to occur, there has to be a certain air/fuel mixture. If there is too much air, the mixture is too lean – there’s not enough fuel. If there’s too much liquid, it essentially suffocates the flame.

Le point d'éclair est la température à laquelle il y a suffisamment de molécules rebondissant dans l'air au-dessus de la surface pour produire un mélange air/carburant qui brûlera (s'il y a une étincelle pour les enflammer, comme en témoigne un bruit sec).

Le point d'éclair est directement lié au taux d'évaporation. Un fluide à faible viscosité s’évapore généralement plus rapidement qu’une huile à haute viscosité, son point d’éclair est donc généralement plus bas. Pour des raisons de sécurité, c'est une bonne idée de choisir une huile dont le point d'éclair est d'au moins 20 °F supérieur à la température de fonctionnement la plus élevée de l'équipement. Le point de feu est la température qui entretient la combustion pendant 5 secondes.

Résistance à l'oxydation

Résistance à l'oxydation affects the life of the oil. Turbines and large circulating systems, in which oil is used for long periods without being changed, must have oils with high resistance to oxidation. Where oil remains in service only a short time or new oil is frequently added as make-up, those grades with lower oxidation resistance may serve satisfactorily.

Le taux d'oxydation des huiles de pétrole a tendance à doubler pour chaque augmentation de température de 18 °F (10 °C). Par conséquent, pour chaque augmentation de 18 °F (10 °C) de température d'un système, attendez-vous à changer l'huile deux fois plus souvent. Une autre façon de dire ceci est que pour chaque diminution de 18 °F de la température de l’huile, la durée de vie de l’huile est doublée.

Séparation de l'eau

La séparation de l’huile de l’eau est appelée désémulsibilité. L'eau peut provoquer de la rouille, de la corrosion et de l'usure, parmi de nombreux autres facteurs néfastes tels que la formation de mousse et la cavitation. Certaines huiles de base ont une répulsion naturelle à l’eau tandis que d’autres sont facilement miscibles. Certains additifs peuvent être utilisés pour compenser le mélange potentiel qui conduirait à une émulsification.

Les systèmes d’huile en circulation nécessitent des huiles qui se désémulsionnent bien. Les systèmes à passage unique ne nécessitent pas de désémulsifiants car l’huile ne recircule pas et ne collecte pas suffisamment d’eau pour provoquer de la rouille. Les désémulsifiants ne sont pas nécessaires si le système est suffisamment chaud pour faire bouillir l'eau, comme celle d'un moteur. Dans certains cas, l’huile est mélangée à de l’eau pour améliorer la résistance au feu ou le refroidissement du fluide de travail des métaux. Les émulsions sont importantes pour la résistance au feu et le refroidissement du travail des métaux.

       Mélange eau/huile Séparation partielle Séparation complète  

Inhibiteur de rouille et de corrosion

Lorsque les machines sont à l'arrêt, le lubrifiant peut être appelé à agir comme agent de conservation. Lorsque les machines sont réellement utilisées, le lubrifiant contrôle la corrosion en recouvrant les pièces lubrifiées. Une fois au repos, le film lubrifiant antirouille et anticorrosion recouvre désormais la surface, la protégeant de l'eau.

Chimie des lubrifiants

Les lubrifiants sont fabriqués avec une ou plusieurs huiles de base et des additifs. Les huiles de pétrole représentent la plupart des deux catégories générales de lubrification industrielle et de transport. Ils sont raffinés à partir de pétrole brut qui, comme chacun le sait, a été formé à partir de milliards et de milliards de minuscules micro-organismes qui se sont transformés en pétrole au fil du temps et de la pression. Le terme hydrocarbure signifie simplement qu’il est principalement composé d’hydrogène et de carbone, bien qu’il existe de petites quantités d’autres éléments tels que le soufre et l’azote.

Les deux principaux types d’huiles de pétrole utilisées pour les lubrifiants sont les huiles paraffiniques et naphténiques. Quand on pense à la paraffine, on pense à la cire. Cela vous donne une bonne idée des atouts de l’huile paraffinique. La cire est un excellent lubrifiant ; il est glissant et assez stable à haute température. Il est inefficace à basse température car il devient solide. Pour cette raison, les huiles paraffiniques sont recommandées pour la plupart des lubrifiants industriels et de transport, sauf lorsqu'elles fonctionnent à des températures froides. Une autre caractéristique de la cire est qu’elle laisse très peu de résidus lorsqu’elle s’oxyde, mais la petite quantité de résidus est dure et collante.

Les huiles naphténiques ne sont pas cireuses et peuvent donc être utilisées à des températures très basses. Bien qu’ils aient tendance à laisser plus de dépôts que l’huile paraffinique, ce qui reste est doux et moelleux. Les fabricants de compresseurs préfèrent souvent les huiles naphténiques car les dépôts sont expulsés avec l'air comprimé plutôt que de s'accumuler sur les soupapes de décharge. Les huiles naphténiques sont également utilisées dans de nombreuses applications de réfrigération en raison de leurs bonnes propriétés à froid.

Physiquement, les huiles paraffiniques se distinguent des huiles naphténiques en raison de leur point d’écoulement plus élevé et de leur densité plus faible. Les huiles paraffiniques pèsent généralement entre 7,2 et 7,3 livres par gallon, tandis que les huiles naphténiques sont légèrement plus lourdes. Soyez prudent lorsque vous caractérisez l'huile de base d'un produit formulé en fonction de ses propriétés physiques, car les additifs peuvent fortement affecter les propriétés physiques.

(a) et (b) - Paraffine, (c) - Naphtène, (d) - Aromatique

Avec l'avènement de techniques de raffinage plus sophistiquées, les huiles de base ont été classées en groupe I, groupe II et groupe III. Les huiles de base du groupe I sont constituées d’huiles raffinées de manière conventionnelle. Le groupe II comprend les huiles de base contenant plus de 90 % de acides gras saturés et moins de 0,03 % de soufre avec un VI compris entre 80 et 119. Ils sont souvent produits par hydrocraquage.

 Huiles de base

Saturés Contenu

Sulfur Contenu

Viscosité Index

 Groupe I

<90 %

>0.03 %

80 – 120

 Groupe II

>90 %

<0.03 %

80-120

 Groupe III

>90 %

<0.03 %

>120

Les huiles blanches sont des huiles de pétrole hautement raffinées qui répondent aux exigences alimentaires et pharmaceutiques en matière de contact direct avec les aliments. Les clients peuvent demander que le produit soit certifié USDA H-1 pour tout contact alimentaire accidentel. Bien que l'USDA ait dissous l'organisation qui testait et approuvait les lubrifiants H-1 pour tout contact accidentel avec les aliments, les producteurs peuvent désormais certifier eux-mêmes que leurs produits ont été formellement approuvés sous H-1 ou qu'ils répondent actuellement aux exigences énoncées par cette norme.

Huiles de base synthétiques

Les huiles de base synthétiques sont produites principalement à partir d'hydrocarbures de faible poids moléculaire. Le processus produit des huiles de base de haute qualité et à durée de vie prolongée dans des conditions de fonctionnement extrêmes. D’une manière générale, les huiles de base synthétiques sont capables de supporter une plus large plage de températures d’application, elles offrent donc la meilleure protection contre les températures élevées et basses.

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Huiles de base

Type de socle

Groupe IV

Polyalphaoléfine

Groupe V

Autres bases synthétiques

[Pause d'habillage du texte] API Classification (2nd part)

Synthétique Hydrocarbure Fluides

Les SHF constituent le type de base de lubrifiant synthétique qui connaît la croissance la plus rapide, ils sont tous compatibles avec les bases minérales.

Polyalphaoléfines (PAO) sont des hydrocarbures insaturés de formule générale (-CH2-)n, exempts de soufre, de phosphore, de métaux et de cires. Offrent une excellente stabilité à haute température et une fluidité à basse température, des indices de viscosité élevés, une faible volatilité et sont compatibles avec les huiles de base minérales. Bien que la stabilité à l’oxydation soit inférieure à celle des huiles minérales et que leur solvabilité des additifs polaires soit médiocre, les PAO sont généralement combinées avec d’autres huiles synthétiques. Cette huile de base est recommandée pour les huiles moteur et les huiles pour engrenages.

Aromatiques alkylés formé par alkylation d'un composé aromatique, généralement du benzène ou du naphtalène. Fournit une excellente fluidité à basse température et de faibles points d’écoulement, une bonne solubilité pour les additifs, une stabilité thermique et un pouvoir lubrifiant. Bien que leur indice de viscosité soit à peu près le même que celui des huiles minérales, elles sont moins volatiles, plus stables à l’oxydation, aux températures élevées et à l’hydrolyse. Ils sont utilisés comme base d’huiles moteur, d’huiles pour engrenages et de fluides hydrauliques.

Polybutènes sont produits par polymérisation contrôlée de butènes et d'isobutylènes. Comparées à d'autres huiles de base synthétiques, elles sont plus volatiles, moins stables à l'oxydation et leur indice de viscosité est plus faible ; leur tendance à produire de la fumée et des dépôts de pousses est très faible, c'est pourquoi elles sont utilisées pour formuler des huiles pour moteurs 2 temps, également comme huiles pour engrenages combinées avec des huiles de base minérales ou synthétiques.

Polyalkylène Les glycols (PAG) sont des polymères fabriqués à partir d'oxyde d'éthylène (EO), d'oxyde de propylène (PO) ou de leurs dérivés. La solubilité dans l'eau ou dans un autre hydrocarbure dépend du type d'oxyde. Les deux offrent de bonnes caractéristiques viscosité/température, un faible point d’écoulement, une stabilité à haute température, un point d’éclair élevé, un bon pouvoir lubrifiant et une bonne stabilité au cisaillement. Les PAG ne sont pas corrosifs pour la plupart des métaux et compatibles avec le caoutchouc. Les principaux inconvénients sont la faible solvabilité des additifs et la compatibilité avec les lubrifiants, les joints, les peintures et les finitions.

Ils sont utilisés comme base pour les liquides de frein hydrauliques (DOT3 et DOT 4) en raison de leur solubilité dans l'eau, les huiles pour moteurs 2 temps en raison de leurs faibles dépôts à haute température, les lubrifiants pour compresseurs et les fluides ignifuges.

Synthétique Esters sont des composés contenant de l'oxygène qui résultent de la réaction d'un alcool avec un acide organique. Ils ont un bon pouvoir lubrifiant, une bonne stabilité en température et hydrolytique, une bonne solvabilité des additifs et une bonne compatibilité avec les additifs et autres bases. 

Mais certains esters peuvent endommager les joints et nécessitent donc des compositions spéciales. Elles sont utilisées comme huiles de base pour les huiles moteur, mélangées à d'autres bases synthétiques, car elles améliorent les propriétés à basse température, réduisent la consommation de carburant, augmentent la protection contre l'usure et les propriétés viscosité-température.

De plus, en tant qu'huiles de base pour moteurs 2 temps, elles réduisent la formation de dépôts, protégeant les segments, les pistons et les étincelles. Ils permettent de réduire la quantité de lubrifiant de 50:1 pour les huiles minérales à 100:1 et jusqu'à 150:1 grâce à leur pouvoir lubrifiant exceptionnel.

Esters phosphatés sont utilisées comme additifs anti-usure en raison de leur pouvoir lubrifiant élevé et comme huiles de base pour les fluides hydrauliques et les huiles de compresseur en raison de leur faible inflammabilité. Mais leur stabilité hydrolytique et thermique ainsi que leur indice de viscosité sont faibles et leurs propriétés à basse température sont médiocres. Ils sont également agressifs avec les peintures, les revêtements et les joints.

Esters de polyols avoir une bonne stabilité à haute température, une bonne stabilité hydrolytique et des propriétés à basse température, une faible volatilité et un faible indice de viscosité ; les esters de polyol peuvent également avoir plus d'effet sur les peintures et provoquer un gonflement plus important des élastomères. Pour profiter de leur miscibilité avec les réfrigérants hydrofluorocarbonés (HFC), les esters de polyol sont utilisés dans les systèmes de réfrigération.

Perfluoré Polyéthers (PFPE) avec une densité presque deux fois supérieure à celle des hydrocarbures, ils sont non miscibles avec la plupart des autres huiles de base et ininflammables dans toutes les conditions pratiques. Très bonne dépendance viscosité-température et viscosité-pression, haute stabilité à l'oxydation et à l'eau, chimiquement inerte et stable aux radiations ; ces propriétés s'ajoutent à leur stabilité au cisaillement. Ils conviennent comme fluides hydrauliques dans les engins spatiaux et comme diélectriques dans les transformateurs et les générateurs.

Polyphényle Les éthers ont d'excellentes propriétés à haute température et une excellente résistance à l'oxydation, mais ils ont de bonnes propriétés viscosité-température, ils sont utilisés comme fluide hydraulique pour la résistance aux températures élevées et aux radiations.

Polysiloxanes ouSilicones have high viscosity index, over 300, low pour point, high-temperature stability and oxidation stability so they run well in a wide range of temperatures; they are chemically inert, non-toxic, fire-resistant, and water repellent, they have low volatility and are compatible with seals and plastics.

Leur inconvénient est la formation d'oxydes de silicium abrasifs en cas d'oxydation, des films lubrifiants adhérents efficaces ne se forment pas en raison de leur faible tension superficielle et ils présentent également une mauvaise réponse aux additifs. Ils sont utilisés comme liquides de frein et comme agents antimousse dans les lubrifiants. Le tableau compare les propriétés des différentes huiles de base synthétiques à celles de l’huile minérale. Comparaison entre les huiles de base.

 Huiles Bio-bases

Ils sont principalement produits à partir de soja, de colza, de palmier, de tournesol et de carthame. Leurs avantages sont une biodégradabilité élevée, un pouvoir lubrifiant supérieur, un point d'éclair et un indice de viscosité plus élevés ; mais leur point d'écoulement est élevé et leur stabilité à l'oxydation est mauvaise, et leur recyclage est également difficile.

Les principales applications sont les fluides hydrauliques, les fluides de transmission, les huiles pour engrenages, les huiles et les graisses pour compresseurs. Mieux lorsque l'application est une perte totale, à l'intérieur ou lorsque le faible point d'écoulement n'est pas un problème, dans l'industrie alimentaire ou dans les zones écologiquement sensibles.

Additifs

Les lubrifiants nécessitent des ingrédients supplémentaires au-delà d’une huile de base pour assurer leur fonctionnalité. Ce qui suit est une liste des matériaux couramment utilisés. Additifs 5% à 30% d'une formule d'huile avec de l'huile moteur utilisant la concentration la plus élevée.

L'huile moteur typique d'une voiture de tourisme contient des détergents, des dispersants, des inhibiteurs de rouille, des additifs anti-usure, des dépresseurs de coulée, des antioxydants, des additifs anti-mousse et des modificateurs de friction. Les additifs anti-usure aident à réduire l'usure entre les pièces du moteur fortement chargées ; les détergents et les dispersants aident à prévenir l'accumulation de contaminants, de boues, de suie et de vernis ; et les inhibiteurs d'oxydation aident à prévenir la dégradation du lubrifiant à des températures de fonctionnement élevées.

Agents Extrême Pression (EP) – un additif à base de phosphore, de soufre ou de chlore généralement utilisé dans les huiles pour engrenages qui empêche les surfaces métalliques coulissantes de se gripper dans des conditions de pression extrême. À des températures locales élevées, il se combine chimiquement avec le métal pour former un film superficiel. Les additifs EP à base de soufre, de phosphore ou de chlore. Ils deviennent réactifs à haute température (160+F) et attaqueront les surfaces jaunes et peuvent être légèrement corrosifs pour certains métaux, en particulier à des températures élevées.

Antimousse ou inhibiteur de mousse – des additifs à base de silicone utilisés dans les systèmes turbulents, ils permettent de combiner les petites bulles d'air en grosses bulles qui remontent à la surface et éclatent. Il diminue la tension superficielle de la bulle pour l'amincir et l'affaiblir pour qu'elle éclate. La plupart des huiles contiennent des inhibiteurs de mousse qui agissent en modifiant la tension superficielle de l'huile. Cela permet aux bulles de se combiner et de se briser. Les inhibiteurs de mousse sont soit à base de silicone, soit sont des agents antimousse organiques.

Inhibiteurs de rouille et de corrosion – carbon-based molecules designed to absorb onto metal surfaces to prevent attack by air and water. Rusting and corrosion work by slowing the deterioration of a component surface due to a chemical attack by acidic products of oil oxidation. Rusting refers to the process of a ferrous surface oxidizing due to the presence of water in oil. Oils that contain rust and oxidation inhibitors are known as R&O oils in the US, and HL oils overseas.

Inhibiteurs d'oxydation – les antioxydants aminés et phénoliques agissent en interrompant la réaction en chaîne des radicaux libres qui aboutit à l’oxydation. Essentiellement, lorsque l’huile commence à se décomposer en présence d’oxygène, ces inhibiteurs interrompent la réaction. Ils empêchent également le métal d’accélérer la réaction d’oxydation en le désactivant. Des inhibiteurs d'oxydation sont ajoutés pour prolonger la durée de vie de l'huile. L'oxygène réagit avec l'huile pour produire des acides faibles qui peuvent piquer les surfaces. Les inhibiteurs d'oxydation ralentissent le taux d'oxydation.

La stabilité à l'oxydation est importante dans la plupart des applications de compresseurs en raison de la chaleur générée. L'huile oxydée peut créer des dépôts qui s'accumulent sur les vannes de décharge, leur permettant de rester ouvertes. Cela provoque l’aspiration de l’air chaud dans la chambre de compression où il est recomprimé. L'air peut générer suffisamment de chaleur pour enflammer les dépôts et provoquer un incendie ou une explosion. L'utilisation de matières synthétiques peut minimiser cette possibilité.

Additif Anti-usure – Le dialkyldithiophosphate de zinc (ZDDP) est l'additif anti-usure le plus courant, bien qu'il existe de nombreux additifs sans zinc à base de soufre et de phosphore qui confèrent également des propriétés anti-usure. L'extrémité zinc-soufre-phosphore de la molécule est attirée vers la surface métallique, permettant aux longues chaînes de carbones et d'hydrogène à l'autre extrémité de la molécule de former un tapis glissant qui empêche l'usure.

Il ne s’agit pas d’une réaction chimique, mais plutôt d’une attraction extrêmement forte. Il existe d'autres additifs anti-usure qui ne contiennent pas de zinc. Certains sont à base de soufre, d’autres à base de matières grasses. En règle générale, les additifs anti-usure ne sont pas aussi agressifs que les additifs extrême pression. Les huiles contenant des additifs anti-usure sont souvent appelées huiles AW aux États-Unis ou portent la désignation HLP en Europe. Les huiles anti-usure contenant du zinc ne sont généralement pas recommandées pour les compresseurs d'air car l'ensemble anti-usure peut compromettre la stabilité à l'oxydation de l'huile.

Désémulsifiant – les polymères à base de carbone affectent la tension interfaciale des contaminants, de sorte qu’ils se séparent rapidement du pétrole. La stabilité hydrolytique est la capacité de l’huile à résister à la dégradation en présence d’eau. Ceci est important car tout système ouvert à l’atmosphère sera exposé à une certaine humidité due à l’humidité et à la condensation. Certains fluides à base d'esters ont une stabilité hydrolytique relativement faible et deviennent rapidement acides en présence d'eau.

Point d'écoulement Depressants – des produits chimiques conçus pour réduire la solidification de l’huile à la température la plus basse à laquelle elle se déversera selon un test de laboratoire ASTM. Il s’agit généralement de molécules de méthacrylate qui inhiberont la cristallisation des molécules de cire.

Viscosité Index Improvers – des produits chimiques destinés à réduire la fluidité d’une huile lorsque la température augmente. Ces produits chimiques sont généralement des molécules de méthacrylate et inhiberont la fluidité de l'huile en élargissant leur empreinte moléculaire, réduisant ainsi la fluidité à mesure que la température augmente.

Détergents – généralement utilisés dans les formules d’huile moteur, ils sont conçus pour maintenir le système exempt de dépôts. Souvent, ils sont alcalins par nature et contribuent donc à augmenter le TBN de l’huile. Les huiles lubrifiantes pour moteurs diesel sont composées d’additifs alcalins pour aider à neutraliser les acides issus de la combustion. Ils confèrent également des propriétés antioxydantes. Les composés typiques contiennent du calcium ou du magnésium.

Détergents have their disadvantages. Détergents move deposits downstream where they may build up on heat transfer surfaces in coolers. Detergent oils absorb water. If water can build up in the oil, it will cause rust and will accelerate oxidation. Compressors generate water because the humidity from the air condenses as the air is compressed. It is generally removed in a coalescer or knockout drum, but some water gets into the oil. For this reason, detergent oils are only used in limited applications.

Dispersants – conçu pour capter les particules telles que la suie pour former une micelle et les maintenir en suspension. Ces composés peuvent faire partie de la chimie des détergents ou être sans métaux afin de pouvoir être utilisés dans des formulations sans cendres. Certains additifs peuvent effectivement contribuer à l’usure. Trop de détergent/dispersant métallique peut laisser des dépôts de type cendre qui peuvent être abrasifs. Il existe un test pour mesurer la quantité de cendres laissées lorsqu’une huile est brûlée. Il est communément appelé test de cendres sulfatées. Certains constructeurs de moteurs limitent la quantité de cendres contenues dans une huile. Une huile « sans cendres » requise pour certains moteurs d'aviation contient moins de 0,1 % de cendres, tandis qu'une huile à haute teneur en cendres utilisée dans certains moteurs marins avec un carburant à haute teneur en soufre peut contenir plus de 1,5 % de cendres.

Additifs can be depleted in service. There is a quick field test used to measure the level of detergency and dispersant of used oils. It is commonly known as the Oil spot (or patch) test. A simple test is when oil is filtered through a patch and treated with a solvent. If particles are concentrated in the center of the patch, it indicates that water or anti-freeze may be impairing dispersancy. The oil spot test can also pick up fuel soot, which are particles formed from fuel that is not completely burned. The filter patch can show evidence of dirt contamination, too.

Compatibilité

additifs lubrifiants ont été développés pour améliorer les caractéristiques existantes des huiles de base avec lesquelles un lubrifiant est formulé, pour réduire les carences des huiles de base ou pour conférer de nouvelles caractéristiques de performance. Les huiles moteur ont été les premiers lubrifiants à être formulés avec des additifs. Ils ont été et sont toujours le segment de marché le plus important pour la lubrification. Il n’est donc pas surprenant que la plupart des efforts de recherche et développement aient été consacrés à l’amélioration de l’huile moteur.

En 1911, l’American Society of Automotive Engineers (SAE) a établi le système de classification des huiles. Cela était lié uniquement à la viscosité de l'huile et non à ses performances. Jusque dans les années 1930, les huiles moteur ne contenaient aucun additif. Ce n'étaient que des huiles de base. Avant l’introduction de la chimie additive, les intervalles de vidange d’huile étaient de 750 milles. En raison de la demande croissante des consommateurs et des pressions économiques, les moteurs à combustion interne sont devenus plus sophistiqués. Les huiles moteur étaient de plus en plus sollicitées et la remise en question de leurs réserves de performance a donné lieu à un besoin d'additifs.

Le premier additif pour huile développé était le dépresseur du point d'écoulement. Ces polymères d'acrylate ont été développés au milieu des années 1930. Des additifs anti-usure tels que le dithiophosphate de zinc ont été introduits au début des années 1940, suivis par des inhibiteurs de corrosion puis des détergents sulfonates. Les détergents sulfonates se sont avérés fournir une neutralisation des acides ainsi qu'une oxydation ainsi qu'une oxydation et une corrosion.

En 1932, l’American Petroleum Institute (API) a établi un système de spécifications pour la classification des performances des huiles moteur. Il s'agit d'une considération importante car c'est le seul système par lequel un lubrifiant peut être jugé compatible avec un autre lubrifiant d'un fabricant différent sans qu'il soit nécessaire de tester la compatibilité. Tant que les huiles sont du même grade de viscosité et ont la même classification API et la même viscosité SAE, les huiles sont compatibles ; l'utilisateur peut mélanger les huiles si besoin est. Ce n'est pas le cas des autres lubrifiants.

Lors du mélange de différents lubrifiants, une réaction indésirable peut se produire entre deux huiles dans certaines conditions de travail dans un système. Ceci est considéré comme une « incompatibilité de lubrifiant ». Le plus souvent, la cause de l'incompatibilité est la neutralisation d'un additif acide dans une huile par un additif alcalin dans l'autre huile. Le résultat est que les additifs réagissent entre eux plutôt qu’avec la surface métallique, les particules ou les radicaux libres présents dans l’huile.

Le composé nouvellement formé devient inefficace et précipite (abandonne). La plupart des additifs sont polaires, c’est ce qui provoque cette réaction. C'est par conception. La polarité permet des réactions de surface ainsi que des réactions de contamination qui profitent à l'actif. Lors de la réaction d'incompatibilité, un savon se forme souvent qui peut précipiter un gel semblable à de la graisse qui interfère avec la lubrification et l'écoulement de l'huile.

Cependant, les mélanges d’huiles ne conduisent pas toujours à des problèmes d’incompatibilité. Ils peuvent exister sans précipitation ni réaction dans un système en exploitation pendant une période indéfinie jusqu'à l'introduction de l'eau. L'eau peut rapidement provoquer une réaction entre les additifs polaires. Le fer et le cuivre présents au niveau moléculaire peuvent agir comme catalyseurs dans ces réactions. Les réactions d'incompatibilité ne sont pas réversibles. Retirer l'eau en séchant le système et l'huile n'enlève pas le gel formé ni n'élimine le savon.

En règle générale, des additifs acides peuvent être trouvés dans les huiles pour engrenages, hydrauliques et certaines huiles de circulation. Des additifs à base alcaline sont utilisés dans les huiles moteur. Il existe certains additifs qui ne sont ni acides ni basiques mais neutres. Ces types d'additifs sont utilisés dans les compresseurs et les huiles de réfrigération. Les additifs acides sont identifiés comme étant des acides forts et réagiront plus rapidement que les acides formés au cours de la phase d'initiation de l'oxydation, qui sont généralement des acides carboxyliques ou des acides nitriques, et sont des acides faibles en raison du nombre limité de protons donnés.

Les acides faibles réagissent plus lentement que les acides forts. C’est la raison pour laquelle les huiles dont les additifs chimiques sont incompatibles réagissent si rapidement. Les additifs ne sont pas les seuls responsables. Les huiles de base des propylène glycols, des polyglycols, des esters de phosphate et des esters de polyol ont une compatibilité moyenne à mauvaise avec les lubrifiants à base d'huile minérale. Bien que ces huiles ne contiennent pas de substances solides, elles peuvent former une boue. Beaucoup ne se mélangent pas aux lubrifiants à base minérale.

La gestion de la lubrification est à la base de la fiabilité des machines. Sans bonnes pratiques de lubrification, vous courez le risque de pannes, de réparations coûteuses, de gaspillage de lubrifiant et d’autres incidents. Cela dit, le développement et la gestion d’un programme de lubrification efficace nécessitent une grande attention aux détails et la volonté d’y consacrer du temps et des ressources. Cet article décrit les principales considérations pour l'élaboration de votre programme de lubrification et les meilleures pratiques pour une gestion efficace de la lubrification.

Les six étapes du cycle de vie des lubrifiants

La première étape pour optimiser votre programme de lubrification consiste à comprendre l’ensemble du cycle de vie du lubrifiant. La méthodologie ASCEND™ de Noria propose une approche structurée de la gestion de la lubrification, divisant le cycle de vie en six étapes distinctes, de la réception à l'élimination. Chaque étape implique un ensemble de bonnes pratiques qui contribuent à l’excellence globale de la lubrification et à la fiabilité de la machine.

1. Sélection

Choisir le bon lubrifiant est la première et l’une des étapes les plus cruciales du cycle de vie du lubrifiant. Le lubrifiant sélectionné doit répondre aux exigences de performances spécifiques de la machine et de son environnement opérationnel. Cela implique de comprendre les conditions de fonctionnement de la machine, telles que la température, la charge, la vitesse et l’environnement, et de les faire correspondre aux propriétés du lubrifiant.

Considérations clés :

• Compatibilité with equipment materials and seals
• Résistance aux températures extrêmes et à l'oxydation
• Capacité à minimiser la friction et l’usure
• Impact environnemental et respect de la réglementation

2. Reception & Storage

Une fois sélectionné, le lubrifiant doit être reçu dans le bon état. Cette étape implique des tests pour confirmer que le lubrifiant n'est pas contaminé pendant le transport et arrive dans son état prévu. À partir de là, il doit être stocké dans un environnement qui le maintient propre, frais et sec.

Considérations clés :

• Utilisation de contenants scellés et étiquetage approprié
• Stockage dans des endroits frais, secs et propres, à l'abri de la lumière directe du soleil
• Inspection régulière des conditions de stockage et des réservoirs de lubrifiant
• Utilisation d’équipements de transfert appropriés pour minimiser les risques de contamination

3. Handling & Application

Appliquer correctement le lubrifiant est essentiel pour maximiser son efficacité. Cette étape comprend l’application du lubrifiant au bon endroit, en utilisant les bons outils, et son transfert du stockage vers l’équipement avec des conteneurs propres. La précision de l'application (bonne quantité, bonne fréquence) est essentielle pour éviter une sous-lubrification ou une surlubrification, qui peuvent toutes deux causer des problèmes importants.

Considérations clés :

• Former le personnel aux méthodes et outils d’application corrects
• Configuration des machines basée sur un état de référence optimal
• Itinéraires de lubrification conçus pour optimiser les charges de travail, les ressources et le personnel
• Utilisation de systèmes de lubrification automatisés, le cas échéant

4. Contamination Control & Reconditioning

Le contrôle de la contamination est essentiel pour maintenir l’intégrité du lubrifiant tout au long de son cycle de vie. Cette étape consiste à protéger le lubrifiant des contaminants tels que la saleté, l'humidité et d'autres matières étrangères pendant le stockage, la manipulation et l'application. La mise en œuvre de systèmes de filtration, l'utilisation de conteneurs de stockage appropriés et le respect des meilleures pratiques de manipulation peuvent réduire considérablement le risque de contamination.

Considérations clés :

• Utilisation de reniflards déshydratants pour éliminer les particules et l'humidité de l'huile
• Utilisation d’équipements de stockage et de transfert propres pour éviter l’exposition aux contaminants.
• Utilisation de la filtration, de la centrifugation et de la déshydratation pour éliminer les contaminants et restaurer les propriétés du lubrifiant.
• Maintenir des environnements propres et contrôlés dans les zones de stockage et de manutention.

5. Monitoring, Analysis, & Troubleshooting

L'analyse des lubrifiants est un outil puissant pour surveiller l'état du lubrifiant et des machines. Une analyse régulière permet de détecter la contamination, la dégradation ou tout autre problème susceptible d'avoir un impact sur les performances de la machine. En suivant l'état du lubrifiant au fil du temps, les professionnels de la fiabilité peuvent prendre des décisions éclairées quant au moment de changer ou de reconditionner le lubrifiant.

Considérations clés :

• Établir un calendrier d'analyse de routine des lubrifiants.
• Surveillance d'indicateurs clés tels que la viscosité, les niveaux de contamination et l'épuisement des additifs.
• Utiliser les résultats d’analyse pour ajuster les programmes de lubrification ou sélectionner des lubrifiants alternatifs.

6. Energy Conservation, Health & The Environment

La dernière étape du cycle de vie de la lubrification est l'élimination, qui est essentielle pour le respect de l'environnement et la sécurité. Cette étape consiste à retirer et éliminer en toute sécurité les anciens lubrifiants conformément aux normes réglementaires, ainsi qu'à envisager des options de recyclage ou de reconditionnement lorsque cela est possible.

Considérations clés :

• Réglementations environnementales concernant l'élimination des lubrifiants
• Gérer correctement les fuites et les déversements de lubrifiant
• Réduire la consommation d'énergie en minimisant la friction grâce à une sélection et une application correctes du lubrifiant

Meilleures pratiques pour la gestion de la lubrification

Maintenant que vous connaissez les considérations à prendre en compte pour chaque étape du cycle de vie du lubrifiant, il est temps de donner des conseils pour une gestion efficace de la lubrification. Pour vraiment exceller dans ce domaine, les organisations doivent non seulement mettre en œuvre de bonnes pratiques de lubrification, mais également investir dans les outils et la formation appropriés. La valeur d’une formation complète en lubrification ne peut être surestimée : elle donne aux équipes de maintenance les compétences nécessaires pour appliquer les lubrifiants avec précision et les gérer efficacement. De plus, l'utilisation d'un logiciel de gestion de la lubrification permet de rationaliser les processus, d'automatiser la planification et de fournir des informations basées sur les données pour une amélioration continue. Il est tout aussi important de désigner un responsable de programme pour superviser et piloter la stratégie de lubrification et appliquer les meilleures pratiques dans toute l’organisation. Ensemble, ces éléments forment un cadre robuste pour optimiser la gestion de la lubrification et améliorer les performances opérationnelles globales.

Avoir un responsable de programme dédié

La nomination d'un responsable du programme de lubrification dédié est essentielle pour garantir que les meilleures pratiques sont appliquées et maintenues de manière cohérente dans toute l'organisation. Ce leader agit comme point central de responsabilité, supervisant le développement, la mise en œuvre et l’amélioration continue du programme de lubrification. Un responsable de programme joue également un rôle crucial en favorisant une culture de maintenance proactive, en coordonnant les efforts de formation et en intégrant de nouvelles technologies comme les logiciels de gestion de la lubrification.

Investissez dans la formation en lubrification

Investir dans la formation en lubrification est crucial pour un programme de lubrification réussi. Même si la lubrification peut sembler une tâche simple, les nuances liées à la sélection, à l'application et à la gestion des lubrifiants nécessitent une compréhension approfondie et un ensemble de compétences spécifiques. Une formation appropriée confère aux personnes impliquées dans les activités de lubrification les connaissances et l’expertise nécessaires pour exécuter ces tâches avec la précision nécessaire.

Pour ceux qui débutent dans la lubrification ou qui n'ont suivi aucune formation formelle préalable, il est recommandé de commencer par Lubrification des machines I, qui couvre les connaissances de base, notamment la sélection des lubrifiants, le contrôle de la contamination, les considérations de stockage et de manipulation, les inspections, etc. À partir de là, des cours avancés tels que Oil Analysis II, Machinery Lubrication II et Machinery Lubrication Engineer peuvent aider à élargir les connaissances en lubrification et à améliorer davantage le programme.

Implémenter un logiciel de gestion de la lubrification

En raison de l'abondance de procédures, d'inspections et de données associées à la lubrification, il est recommandé d'utiliser un logiciel dédié pour que tout reste organisé. Le logiciel de gestion de la lubrification (LMS) permet de rationaliser les processus de lubrification, de suivre le succès du programme et d'exécuter efficacement toutes les tâches.  

Pourquoi ne pas gérer les tâches de lubrification dans une GMAO en parallèle d’autres tâches de maintenance ? Quelques raisons. Premièrement, plusieurs tâches de lubrification doivent généralement être effectuées quotidiennement (et parfois même plusieurs fois par jour). Une GMAO est spécialisée dans les MP qui sont effectuées régulièrement, mais généralement pas à cette fréquence. Cela entraîne un trop grand nombre de tâches, entraînant des tâches manquées de la part de la GMAO. Une autre raison est que les informations critiques nécessaires pour lubrifier avec précision un équipement sont rarement codifiées et associées à la liste ou à la hiérarchie des actifs de la GMAO. Ces informations peuvent inclure des points d'inspection détaillés, le volume de lubrifiant, le type de lubrifiant, la procédure appropriée pour lubrifier le composant et d'autres données pertinentes.

Jetons un coup d'œil aux principales fonctionnalités de LubePM, le principal logiciel de gestion de la lubrification :

Gestion centralisée des données

Le logiciel de gestion de la lubrification centralise toutes les données liées à la lubrification, y compris les spécifications des lubrifiants, les calendriers d'application et les données d'inspection. Cela permet un accès et un partage faciles des informations entre les membres de l’équipe.

Avec toutes les données centralisées, il devient plus facile de suivre le cycle de vie de chaque lubrifiant, de la sélection à l'élimination, et de s'assurer que le programme s'améliore constamment. Des systèmes comme celui-ci s’avèrent également utiles en cas de roulement de personnel dans une organisation. Au lieu que toutes les connaissances du programme soient perdues lorsqu'une personne démissionne ou prend sa retraite, elles restent dans le LMS.

Planification d'itinéraire automatisée et alertes

L'un des principaux avantages de l'utilisation de LubePM est la possibilité d'automatiser les programmes de lubrification. Les équipes de maintenance peuvent facilement générer des itinéraires de lubrification détaillés qui décrivent les tâches, fréquences et emplacements spécifiques pour chaque pièce d'équipement. Le logiciel permet de personnaliser ces itinéraires en fonction des besoins uniques de la machine en termes de type et de quantité de lubrifiant appropriés au bon moment.

De plus, le logiciel peut envoyer des alertes et des notifications pour les tâches de lubrification à venir, les activités en retard ou lorsqu'un lubrifiant doit être analysé ou remplacé. Cette approche proactive permet de maintenir des performances optimales des équipements et de prévenir les problèmes avant qu'ils ne surviennent.

Rapports et analyses détaillés

Le logiciel de gestion de la lubrification fournit de puissants outils de reporting et d'analyse qui permettent aux utilisateurs d'analyser le succès du programme de lubrification au fil du temps. Ces outils aident à identifier les tendances, à détecter les problèmes potentiels et à optimiser les intervalles de lubrification sur la base de données réelles. Les rapports générés par le logiciel peuvent inclure des informations sur l'utilisation des lubrifiants, des recommandations matérielles, des économies de coûts, etc. Cette approche basée sur les données permet une amélioration continue des pratiques de lubrification et soutient une prise de décision éclairée.

Conclusion

Une gestion efficace de la lubrification est un élément essentiel d’une stratégie de maintenance réussie, ayant un impact direct sur la fiabilité des équipements. En investissant dans une formation complète en lubrification, en utilisant un logiciel avancé de gestion de la lubrification et en nommant un responsable de programme dédié, les organisations peuvent créer une approche structurée et proactive de la lubrification. Ces bonnes pratiques aident non seulement à prévenir les pannes d'équipement coûteuses, mais également à optimiser l'utilisation des ressources, à réduire les temps d'arrêt et à prolonger la durée de vie des actifs critiques.

Vous souhaitez éliminer les incertitudes liées à la gestion de la lubrification ? Apprenez-en davantage sur le logiciel de gestion de la lubrification LubePM.