Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

© 2012 - IFP Training PP AUT - 00035_A_F - Rév. 3 23/01/2012 Raffinage-Pétrochi

© 2012 - IFP Training PP AUT - 00035_A_F - Rév. 3 23/01/2012 Raffinage-Pétrochimie-Chimie-Ingénierie ——— CONSTITUTION DES LUBRIFIANTS COMMERCIAUX I - FONCTIONS DES LUBRIFIANTS..............................................................................................2 II - CLASSEMENT DES LUBRIFIANTS SELON LEUR ÉTAT PHYSIQUE.....................................2 III - CONSTITUTION DES LUBRIFIANTS........................................................................................5 1 - Les lubrifiants de synthèse ...........................................................................................................7 2 - Les additifs..................................................................................................................................12 IV - EXEMPLE DE FORMULATION D’UN LUBRIFIANT : CONSTITUTION DES HUILES MOTEURS.........................................................................................................16 1 - Huiles de base............................................................................................................................16 2 - Amélioration d’indice de viscosité ou additif de viscosité ...........................................................17 3 - Le paquet d’additifs multifonctionnel...........................................................................................17 4 - Additifs antirouille........................................................................................................................18 5 - Additifs anticorrosifs....................................................................................................................18 6 - Additifs abaisseurs de point de congélation ...............................................................................18 7 - Additifs antimousse.....................................................................................................................18 8 - Additifs réducteurs de frottement................................................................................................18 V - CLASSIFICATION ISO DES LUBRIFIANTS............................................................................19 VI - PRINCIPALES CATÉGORIES COMMERCIALES DE LUBRIFIANTS - DONNÉES ÉCONOMIQUES ET STATISTIQUES...................................................................23 VII - LUBRIFIANTS ET SPÉCIALITÉS POUR VÉHICULES AUTOMOBILES.................................26 VIII - LUBRIFIANTS ET SPÉCIALITÉS POUR L’INDUSTRIE..........................................................28 00035_A_F © 2012 - IFP Training 1 Le lubrifiant, du latin “lubricus” signifiant glissant, est un produit interposé entre les surfaces frottantes d’un mécanisme, dans le but d’un faciliter son fonctionnement en réduisant le frottement et par voie de conséquence l’échauffement, tout en combattant l’usure des organes en mouvement. Historiquement, l’usage des lubrifiants remonte à la plus haute antiquité. Les produits utilisés furent, jusqu’au 19e siècle, essentiellement des huiles et corps gras d’origine animale (suif, huile de lard, huile de pied de bœuf, huile de baleine, ...) ou végétale (huile d’olive, de colza, de ricin, de palme, ...). La seconde moitié du 19e siècle et le début du 20e siècle connurent avec le développement industriel et, surtout, avec l’avènement du pétrole, des initiatives intéressantes, bien qu’isolées, en matière de formulation de lubrifiants. Ce n’est qu’à partir de 1930, et surtout 1940 et 1950, que les grandes découvertes en matière d’additifs et de lubrifiants de synthèse ont été faites. Puis, les progrès furent continus dans tous les domaines avec, cependant, dans les années 60, un véritable foisonnement de recherches, sous l’impulsion de la course à l’espace, dans le domaine des lubrifiants non conventionnels : lubrifiants solides nouveaux, matériaux autolubrifiants composites, graisses spéciales et fluides thermostables. 00035_A_F © 2012 - IFP Training 2 I - FONCTIONS DES LUBRIFIANTS (Tableau n°1) Dans tous les cas, les lubrifiants ont essentiellement pour but de : – réduire les pertes par frottement en vue d’économiser l’énergie et de réduire l’échauffement des pièces induit par frottement. Cette diminution du frottement est obtenue par la viscosité des bases et par l’addition d’agents d’onctuosité et d’additifs réducteurs de frottement – combattre l’usure et la corrosion des surfaces frottantes en vue d’augmenter la longévité et la fiabilité des machines. Les moyens de lutte sont le choix des huiles de bases et l’optimisation de leur viscosité à chaud et surtout l’incorporation d’additifs antiusure, extrême-pression et anticorrosifs. Dans le cas particulier des moteurs thermiques, surtout des moteurs Diesel fonctionnant avec un combustible renfermant du soufre comme impureté, on combat l’usure corrosive des surfaces en neutralisant les composés acides formés par combustion avec des additifs détergents alcalins. Les lubrifiants peuvent aussi avoir d’autre fonctions importantes, en particulier : – évacuer les calories - Cette fonction réfrigérante est importante, pour les moteurs thermiques et les mécanismes rapides comme les turbines et les réducteurs fonctionnant à grande vitesse et elle est primordiale pour certains fluides de travail des métaux, pour les huiles de trempe et les huiles pour transformateurs électriques. La recherche d’un excellent pouvoir réfrigérant peut conduire à l’utilisation de fluides aqueux (huiles “solubles”, émulsions, dispersions et solutions “chimiques” pour les opérations de travail des métaux à grandes vitesses (coupe, rectification, laminage, ...) – contribuer à parfaire l’étanchéité tant interne, au niveau de la segmentation d’un moteur ou d’un compresseur par exemple, qu’externe, en réduisant les fuites de lubrifiant vers l’extérieur ou, au niveau des joints, en s’opposant à l’introduction des contaminants (poussières, humidité, ...) à l’intérieur des mécanismes – neutraliser ou évacuer les impuretés telles que les suies de combustion des moteurs, les résidus organiques d’altération thermique et d’oxydation du lubrifiant (gommes, vernis, ...), les débris d’usure de petite dimension, l’eau, etc. Cette fonction est assurée, d’une part, par les propriétés dispersantes (mise en suspension stable des contaminants) et, d’autre part, par les propriétés détergentes (nettoyage des surfaces). Par ailleurs, les impuretés les plus grosses sont retenues par des filtres, ce qui implique que le lubrifiant possède une bonne filtrabilité – dans certains cas, le lubrifiant doit transmettre une énergie mécanique (fluide hydraulique, liquide de freinage) et éventuellement absorber les chocs (amortisseur, outillage pneumatique). Des propriétés spécifiques telles que l’incompressibilité, la résistance à l’aération et au moussage ou la résistance au feu, sont alors recherchées. II - CLASSEMENT DES LUBRIFIANTS SELON LEUR ÉTAT PHYSIQUE Selon leur état physique (tableau n°2), les lubrifiants peuvent être classés en quatre groupes : les lubrifiants liquides (huiles minérales, fluides synthétiques, fluides aqueux), les graisses, les lubrifiants solides et les lubrifiants gazeux (en général l’air) dont l’utilisation très limitée, ne concerne que les paliers à gaz. 00035_A_F © 2012 - IFP Training 3 Tableau n°1 FONCTIONS DES LUBRIFIANTS 1 ➪ Réduire les pertes par frottement 2 ➪ Combattre l’usure des surfaces frottantes 3 ➪ Protéger les organes contre la corrosion 4 ➪ Refroidir les machines et évacuer les calories 5 ➪ Participer à l’étanchéité aux gaz, aux liquides, aux contaminants solides, etc. 6 ➪ Garder propres les surfaces et les circuits en neutralisant ou évacuant les produits indésirables. 7 ➪ Transmettre l’énergie dans les systèmes hydrauliques 8 ➪ Absorber les chocs, réduire le bruit, etc. 9 ➪ Fonctions passives diverses résister au feu, au moussage, à l’aération, aux bactéries, ne pas attaquer les élastomères, plastiques, peintures. 00035_A_F © 2012 - IFP Training 4 Tableau n°2 CLASSEMENT DES LUBRIFIANTS SELON LEUR ÉTAT PHYSIQUE 1 ➪ LUBRIFIANTS GAZEUX (air, azote, argon, ...) 2 ➪ LUBRIFIANTS LIQUIDES • Huiles d’origine végétale ou animale (huiles “grasses”) • Huiles minérales (huiles de pétrole) • Fluides synthétiques • Fluides aqueux (émulsions directes ou inverses, solutions) 3 ➪ LUBRIFIANTS SEMI-SOLIDES (ou PLASTIQUES) • Graisses • Pâtes lubrifiantes • Enduits plastiques (cires, vaselines, pétrolatums, lubrifiants asphaltiques dilués ou non) 4 ➪ LUBRIFIANTS SOLIDES • Solides lamellaires (graphite, MoS2, BN, CFx ...) • Solides polymériques (PTFE ...) • Métaux mous, sels, oxydes, silicates, ... • Savons “secs” 00035_A_F © 2012 - IFP Training 5 III - CONSTITUTION DES LUBRIFIANTS Les lubrifiants sont constitués d’une ou de plusieurs huiles de base minérale ou synthétique auxquels on ajoute des additifs en quantité et en nombre variable suivant le type d’huile formulé. Exemple : moins de 1 % de 2 à 3 additifs pour les huiles turbines de 15 à 30 % d’une douzaine d’additifs pour les huiles moteurs actuelles Le schéma de fabrication et de distribution du lubrifiants est montré dans le tableau n°3. L’ensemble des huiles de base est présenté sur le tableau n°4. Tableau n°3 Mélange en ligne ou par "batch" 1, 2 ou plusieurs huiles de base n additifs ou "packages" Distributions et commercialisation Concessions et agents auto grandes surfaces Garages indépendants, stations services Centres de montage : coopératives,… Ou livraisons directes chez l'utilisateur : transporteurs, entreprises (TP,…) industries, exploitations agricoles FORMULATION FABRICATION ET DISTRIBUTION DES LUBRIFIANTS Conditionnement en bidons, boîtes, bombes, tonnelets fûts ou livraison en vrac par camions ou wagons citernes. D LUB 1037 A 00035_A_F © 2012 - IFP Training 6 Tableau n°4 LES HUILES DE BASE ➀ ➪ – D’ORIGINE VEGETALE ET ANIMALE ② ➪ – D’ORIGINE MINERALE (huiles de pétrole) - Obtenues par raffinage classique : • bases à tendance paraffinique (quasi-totalité) • bases à tendance naphténique (pour mémoire) - Obtenues par hydroraffinage (considérées par certains comme “semi- synthétiques”. - Obtenues par raffinage poussé • huiles blanches (Codex, vaselines techniques, ...) • huiles super-raffinées - huiles ultradéparaffinées - Obtenues par reraffinage des huiles usagées ➂ ➪ – D’ORIGINE SYNTHÉTIQUE : nombreuses structures existantes mais 3 ou 4 familles seulement utilisées dans les huiles moteurs (PAO - esters - PIB - PAG) 00035_A_F © 2012 - IFP Training 7 1 - LES LUBRIFIANTS DE SYNTHÈSE (Tableau n°5) De nombreux composés chimiques peuvent être utilisés comme lubrifiants pour résoudre des problèmes d’applications difficiles (aviation, fluides caloporteurs, fluides résistant au feu, huiles compresseurs, ...). Ces produits sont fabriqués par réactions organiques telles que alkylation, condensation, estérification, polymérisation, etc. La ou les matière(s) première(s) peuvent être un ou des composé(s) organique(s) pur(s), généralement de composition simple et, le plus souvent, dérivés du pétrole et/ou de corps gras d’origine végétales ou animales. Les principales familles chimiques utilisées sont : a - Les hydrocarbures synthétiques : parmi ceux-ci, les plus répandus (huiles moteurs) sont des hydrocarbures aliphatiques, les polyalphaoléfines (P.A.O.). Les hydrocarbures alcoylaromatiques (alkylbenzènes) sont parfois utilisés à cause de leur stabilité thermique et leur bas point d’écoulement ainsi que certains hydrocarbures polycycliques très stables thermiquement. b - Les esters, obtenus par estérification d’un acide organique et d’un alcool en présence d’un catalyseur. Les esters de diacides (sébacates, adipates, dimérates), ou esters aliphatiques, quelquefois appelés “esters dibasiques” furent les premiers lubrifiants de synthèse utilisés pour lubrifier les turboréacteurs d’aviation (esters de 1ère génération). Puis, uploads/Industriel/ 01-constituants-lubrifiants-commerciaux 1 .pdf