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Contrôle, surveillance et analyse des huiles /9 1 Lubrification et Graissage Na

Contrôle, surveillance et analyse des huiles /9 1 Lubrification et Graissage Nader BEN SALEM I. Contrôle, surveillance des niveaux et des consommations : - La surveillance des huiles en fonctionnement a deux buts essentiels : • surveiller l’huile pour vérifier son état conforme. • surveiller, à travers l’huile, l’état de l’installation. - Un des moyens les plus simples consiste à noter la consommation d’huile de l’installation par unités de production (temps, nombre de pièces ou de kilomètres). - L’évolution de cette courbe de consommation indiquera les dérives de fonctionnement et permettra de prévenir les défaillances (maintenance préventive conditionnelle, fig.1). II. Analyse d’huile : II.1. L’analyse d’huile : A quoi ca sert ? - L'analyse des lubrifiants en service contribue à optimiser les coûts de maintenance (directs et indirects) par une meilleure connaissance de l'état des machines et de l'évolution du lubrifiant. Cette technique s'applique à l'ensemble du parc des machines lubrifiées. Cette méthode est complémentaire des suivis par analyses vibratoire et thermographique. - L'analyse d'huile, pratiquée dans le cadre d'une maintenance préventive conditionnelle, va permettre, par exemple, de détecter et de suivre les dysfonctionnements potentiels suivants : Objectifs - Citer les différents types de contrôle et d’analyse des lubrifiants. Fig 1 Fig 2 Contrôle, surveillance et analyse des huiles /9 2 Lubrification et Graissage Nader BEN SALEM Sur moteur thermique Problèmes d'étanchéité de la filtration d'air. Infiltration de liquide de refroidissement. Déréglage du système d'injection. Etat mécanique du moteur (usure). Conduite ou contrainte d'exploitation plus ou moins sévère. Sur multiplicateurs, réducteurs et engrenages Mauvais état d'un roulement ou d'un palier. Transmission défectueuse (engrenages endommagés). Performance des additives extrêmes pressions. Appréciation des caractéristiques résiduelles du lubrifiant. Pollution externe (eau, poussières...). Sur compresseurs (pistons, à vis et centrifuges) Etat mécanique. Pollution externe (eau, silice...). Evolution du lubrifiant en service (dépôts, oxydation...). Sur systèmes hydrauliques Pollution du circuit (matières solides, eau...). Usure des composants (pompes, moteurs, distributeurs...). Efficacité de la filtration (niveau de pollution...). Caractéristiques résiduelles du lubrifiant. II.2. Rappel technologique : - D’une manière générale, tous les mécanismes lubrifiés, à la condition que le graissage ne se fasse à fond perdu, sont susceptibles d’être surveillés dans leur fonctionnement par analyse de leur lubrifiant en service. Les résultats permettent de déceler des anomalies caractéristiques telles que : • La contamination par des particules internes à l’équipement. • L’évolution par comparaison des résultats obtenus entre chaque analyse. • Le type d’usure. • La pollution par des agents extérieurs entraînant une détérioration du lubrifiant et/ou une usure par abrasion (poussière atmosphérique). II.3. Approche sélective : II.3.1. Sélection des équipements concernés par l’analyse d’huile : • Les transports des personnes, des marchandises et ferroviaire • Les industries : moteurs, réducteurs, les compresseurs, les systèmes hydrauliques... • Les matériels agricoles • La marine, l’aviation… II.3.2. Sélection des composants et des défaillances détectées : • Sur moteur thermique : problèmes d'étanchéité de la filtration d'air, infiltration de liquide de refroidissement... • Sur multiplicateurs, réducteurs et engrenages : mauvais état d'un roulement ou d'un palier, transmission défectueuse (engrenages endommagés)... • Sur les systèmes hydrauliques : pollution interne telle que la cavitation, défaut d’étanchéité, défaut de filtration... Contrôle, surveillance et analyse des huiles /9 3 Lubrification et Graissage Nader BEN SALEM II.3.3. Identification des symptômes de dégradation et de contamination des lubrifiants : - Annonçant l’altération des caractéristiques physiques des huiles (performances en tant que lubrifiant). II.3.4. Choix de la méthode de surveillance : a. Sur site industriel : • Par prélèvement d’échantillons et examens visuels (transparence, couleur, dépôts) des lubrifiants en service. • Par un suivi continu de l’évolution des paramètres techniques (température, débit, pression de fonctionnement...), des historiques des vidanges et appoints d’huile, des opérations en maintenance corrective et des anomalies de fonctionnement pour chaque machine. b. En laboratoire : - Par analyses physico-chimiques évaluant la qualité lubrifiante de l’huile, par la détermination de la teneur en produits d’usure, par examen microscopique et comptage de particules en suspension dans l‘huile. L’interprétation de certains résultats de mesure est souvent délicate notamment parce que l’évolution, jugée anormale, d’un élément de l’analyse peut avoir plusieurs causes, mais, grâce à une meilleure connaissance des phénomènes d’usure et de dégradation des matériaux ainsi qu’au développement de nouvelles technologies assistées par l’informatique, la maintenance conditionnelle par l’analyse des huiles représentera un outil de progrès pour les responsables de maintenance. II.3.5. Sélection des moyens de mesure qui permettent d’analyser l’échantillon prélevé : • Moyens d’échantillonnage : - Le pistolet vampire (pompe), la seringue, la vidange... • Instrumentation associée : - Le viscosimètre de type Houillon, l’Aquatest, la chromatographie en phase gazeuse, la méthode Karl Fisher, la mesure du point éclair en vase clos, l’analyseur photométrique de la tache, le spectromètre à absorption infrarouge ou d’émission à torche à plasma, le magnétiseur de particules, le compteur de particules... II.3.6. Sélection des moyens de traitement associés aux outils d'acquisition : - Plusieurs modes opératoire peuvent être appliqués à un même échantillon, d'une part pour analyser différents paramètres caractéristiques de l'huile, d'autre part pour établir un diagnostic objectif de plusieurs techniques concordant sur la même analyse. Aussi, cette sélection dépend de la requête émise par le service qui fait appel à l'analyse des huiles (politique de maintenance liée à l'équipement concerné). Une forte expérience, un travail de participation, sont des atouts qui permettent de définir les actions à entreprendre. Des plans d'analyses sont préétablis par les laboratoires (plan d'analyse moteur, engrenages sous carters, etc.). II.4. Contenu de l'étude : II.4.1. Limites actuelles : - Elles concernent tout d’abord l’investissement important que représente le matériel nécessaire à la réalisation des analyses. En effet, les prestataires qui s’intéressent à ces techniques et qui distribuent ces outils sont encore aujourd’hui peu nombreux. Les laboratoires spécialisés, de par leur expérience, contribuent alors à la bonne exploitation des résultats obtenus. Contrôle, surveillance et analyse des huiles /9 4 Lubrification et Graissage Nader BEN SALEM II.4.2. Description des différents types d’analyse a. Analyses physico-chimiques : a.1. La viscosité : - La viscosité est essentielle puisque la comparaison avec celle du lubrifiant usagé permet de vérifier ses propriétés d’écoulement mais aussi son éventuelle dilution, par du carburant par exemple. Selon la norme NF T 60-100, il faut mesurer le temps d’écoulement d’une quantité de lubrifiant à travers un capillaire pourvu de deux repères déterminant une constante à une température donnée.  Contrôle de la viscosité : - Le contrôle de cette viscosité peut se faire à l’aide de plusieurs moyens, quelques uns sont décrits ci-après : Viscosimètre à billes - On compare la vitesse de descente de deux billes dans deux tubes contenant respectivement, l’un l’huile à contrôler et l’autre une huile de référence. On lit directement la viscosité cinématique en face de la bille restée en retard. Rhéomètre - Cet appareil mesure la viscosité dynamique de tous les fluides (newtoniens ou non). Cet appareil de grande précision est peu employé pour les huiles dans l’industrie, car son utilisation est plus délicate et son prix important. De la valeur du couple mesuré on déduit la viscosité dynamique . (fig.4). - Le bol peut également être chauffé pour des essais à température. Viscosimètre Engler - Un des appareils courants en Europe est le viscosimètre Engler. La viscosité en degrés Engler était le quotient du temps d'écoulement de 20 cm3 d'huile à la température fixée, par le temps d'écoulement, déterminé une fois pour toutes, de 200 cm3 d'eau à 20 °C. - Le temps était pris directement comme mesure dans le viscosimètre anglais Redwood et dans le viscosimètre américain Saybolt, tous deux de même type que le viscosimètre Engler. Un abaque permet la conversion des degrés Engler, ou des secondes Redwood, ou des secondes Saybolt, en [mm2/s]. Tirette à piston pour le prélèvement. Orifice de prélèvement. La température des deux tubes doit être la même. Tube contenant l’huile de référence. Bille en retard, c’est en face d’elle qu’on lit la valeur de la viscosité cinématique. Tube contenant l’huile à contrôler. Fig 3 w e d L C . . 4 . . . 3    Moteur d’entraînement du plongeur Plongeur Bol fixe Fluide à contrôler Mesure du couple C Fig 4 Contrôle, surveillance et analyse des huiles /9 5 Lubrification et Graissage Nader BEN SALEM Viscosimètre absolus - Les viscosimètres modernes, dits viscosimètres « absolus », sont par exemple constitués d'un tube capillaire parfaitement calibré, dans lequel on fait couler l'huile à une certaine température, sous une dépression constante ou par gravité, un étalonnage étant réalisé à l'aide de fluides de référence de viscosité connue. - Dans le premier cas, on mesure la durée de remplissage d'une capacité de faible volume surmontant le capillaire que l'huile traverse de bas en haut, ce qui permet d'accéder directement à la viscosité dynamique. - Dans le second cas, la même capacité étant remplie par aspiration, on la laisse se vider à travers le capillaire, ce qui est plus simple et plus rapide, mais ne donne que la viscosité cinématique. Viscosimètre empirique - Les viscosimètres empiriques, plus ou moins abandonnés, étaient des réservoirs percés d'un trou de petit diamètre. uploads/Management/ chapitre-4-controle-des-huiles-pdf.pdf