Comment optimiser la sélection de lubrifiants pour une fiabilité supérieure.

Les différences entre les lubrifiants de performance standard, de haute performance et de spécialité ne sont pas toujours claires. Le fait que ces trois catégories de produits soient toutes commercialisées dans un éventail de conditions mécaniques et opératoires complique le processus de sélection.

Quelles sont les différences entre chacun de ces trois niveaux de qualité ou types de produits ? Y a-t-il une place pour les produits performants et spécialisés dans l’environnement industriel typique ? Existe-t-il une raison de ne pas sélectionner un produit qui fonctionne sans doute à un niveau supérieur à l’application donnée ? Considérons les arguments.

Qu’est-ce qu’il y a dans un nom?

Tout d’abord, définissons plus précisément les catégories de produits.

Les produits aux performances standard sont vendus en vrac et remplissent la fonction minimale requise pour un fonctionnement efficace. Ceux-ci sont en grande partie achetés pour une large utilisation dans le cadre d’accords axés sur les prix. Les sélections de produits, quel que soit le nom de la marque, peuvent être qualifiées de produits à performances minimales car leur construction est destinée à répondre aux exigences de fonctionnement minimales. Environ 80 % des composants mécaniques peuvent être efficacement lubrifiés avec ces produits courants de qualité combat.

Des produits performants sont fabriqués avec des matières premières spécialisées. Les matériaux offrent une plus grande capacité de performance (caractéristiques de support de charge, résistance à l’usure plus élevée, cycles de vie prolongés) au lubrifiant fini. Des exemples courants pourraient être des graisses enrichies avec des agents à film solide (molybdène et graphite), des huiles hydrauliques à VI élevé fabriquées avec des huiles de base sévèrement hydrotraitées et des agents anti-usure sans cendres, ou des huiles pour engrenages enrichies avec des agents à film solide pour améliorer la résistance au frottement par glissement. Environ 20 % des applications en usine seraient bien servies avec des lubrifiants hautes performances.

Les produits de performance spécialisée sont destinés à être utilisés en service extraordinaire. Les composants lubrifiés utilisés dans un environnement radioactif, le vide spatial, ou pour comprimer l’oxygène et/ou pomper des fluides corrosifs sont des candidats appropriés pour un lubrifiant de spécialité. Ce type de lubrifiant est considéré comme chimiquement et physiquement stable (non réactif) pour l’environnement choisi.

Ces matériaux fonctionnent à des températures allant jusqu’à 600°C, sous vide, sous exposition à des contaminants qui détruiraient rapidement d’autres lubrifiants. Les inconvénients d’une stabilité supplémentaire incluent que dans de nombreux cas, ces produits ne protègent pas bien les surfaces en raison de leur compressibilité, de leur incapacité à supporter des additifs utiles ou de leur incapacité à réagir avec une surface métallique dans des conditions limites. Un à deux pour cent des applications en usine seraient bien servies avec un lubrifiant spécialisé.

L’intervalle de prix entre le produit spécialisé et le produit de base est d’environ 200 à 400:1. Le prix seul peut limiter l’intérêt pour l’utilisation de ces technologies, littéralement, de l’ère spatiale, il est donc moins probable que celles-ci s’emmêlent dans les débats sur la sélection des lubrifiants.

Optimiser les décisions de sélection de lubrifiants

Les lubrifiants de chacune de ces catégories de produits peuvent être choisis pour une variété de types de composants, y compris les engrenages ouverts et fermés, les paliers à éléments, les paliers lisses, les paliers linéaires, les chaînes, les vis, les compresseurs, les systèmes hydrauliques, les puisards statiques et les puisards dynamiques (à circulation). Indépendamment de l’interaction des composants mécaniques, la plupart des marques fabriquent un produit de qualité combat et un produit performant ou haut de gamme. Peu de grandes marques conçoivent, fabriquent et commercialisent des lubrifiants « de spécialité ».

Existe-t-il une réelle différence de performance entre les lubrifiants de base achetés par le biais de décisions soucieuses des prix et les lubrifiants haut de gamme qui fluctuent au-dessus et en dessous de 1 500 $ par baril ? Oui, et les différences de performances peuvent être clairement mesurables. Les différences courantes incluent :

• Huile plus épaisse à des températures de fonctionnement élevées (+- 200°F)
• Huile plus fluide à basse température de fonctionnement (+- -20°F)
• Meilleure séparation de l’humidité, ce qui améliore la protection de surface et prolonge les cycles de vie
• Réduction de la formation de dépôts de carbone dur sur les surfaces sans contact
• Meilleure résistance au vieillissement (oxydation), ce qui favorise des cycles de vie de l’huile plus longs
• Capacité de charge améliorée, ce qui favorise une usure réduite des composants

Deuxièmement, y a-t-il une justification pour sélectionner les matériaux les plus chers à trois à cinq fois le prix des autres produits génériques ? Oui, mais seulement après un résultat positif d’une analyse de valeur commerciale raisonnable qui inclut des améliorations d’efficacité et de fiabilité pour les intérêts de production et de maintenance. Voici quelques critères de maintenance à prendre en compte :

• Différentiel de coût total des matériaux lubrifiants par an
• Différentiel de coût annuel de la main-d’œuvre de relubrification
• Différentiel de remplacements annuels des composants lubrifiés de la machine, de préférence mesuré sur une base de référence pluriannuelle
• Différentiel dans les remplacements annuels de composants par les dommages collatéraux résultant d’événements de défaillance, de préférence mesurés sur une base de référence pluriannuelle
• Différentiel de main-d’œuvre annuelle pour remplacer les composants pendant les périodes de temps données
• Différentiel des taux d’usure apparente démontré par une analyse d’huile correctement exécutée

Les coûts de production pourraient inclure les éléments suivants :

• Différentiel d’opportunité de production annuelle perdue
• Différence entre les temps d’arrêt programmés et non programmés pour réparation mécanique
• Différentiel de consommation énergétique annuelle
• Différentiel d’heures ou d’unités annuelles de production de ferraille

N’importe lequel de ces facteurs pourrait représenter une opportunité majeure de réduction des coûts en soi, offrant une estimation de la valeur de rachat actualisée (retour sur investissement) plusieurs fois supérieure au différentiel de coût réel pour le matériau le plus coûteux.

Une fois que les facteurs de coût de l’état actuel sont déterminés, un ingénieur en fiabilité peut projeter un plan d’amélioration basé sur l’expérience, des mesures agréables ou une comparaison avec un système d’exploitation identique (le cas échéant). En réalité, une petite quantité d’amélioration démontrée des conditions de fonctionnement mécaniques conduit à la création d’une nouvelle valeur significative pour l’organisation, en particulier si l’usine est en position de rupture de stock.

Perte de valeur

L’application mal conçue de produits alternatifs à haute performance peut également diminuer la valeur. Malheureusement, les personnes ayant de bonnes intentions ont tendance à sur-appliquer des matériaux hautes performances sur des machines où l’avantage tribo-mécanique attendu ne peut pas être réalisé.

Lorsque cette condition existe, il doit y avoir un effort concerté pour modifier le volume et/ou la fréquence de réapprovisionnement, afin de minimiser le différentiel de coût d’achat des matériaux. Le fait de doubler l’intervalle de changement de puisard traditionnel peut être suffisant pour compenser l’augmentation du coût des matériaux. Heureusement, les intervalles de changement de carter peuvent être prolongés de quatre à cinq fois l’intervalle traditionnel avec une analyse minutieuse de l’état du lubrifiant.

Bien que l’impact réel sur la rentabilité de l’usine (de l’utilisation inutile d’un matériau performant) soit faible, il n’y a aucune raison de gaspiller des ressources.

Achats de lubrifiants : moins qu’une erreur d’arrondi

L’impact relatif des achats de lubrifiants sur la rentabilité nette d’une entreprise au cours d’une année – quel que soit le coût du lubrifiant par gallon – n’est pas pertinent. Les dollars d’achat cumulés de lubrifiants représentent environ un à trois pour cent des achats d’entretien annuels dans la plupart des usines. Bien qu’il n’y ait pas de norme pour les dépenses d’entretien en tant que part des coûts d’exploitation totaux, huit à dix pour cent ne sont pas rares. En supposant que la part de maintenance est de 10 %, cela signifie que pour chaque dollar de biens produits, l’entreprise dépensera 1/10e de centime en achats de lubrifiants.

Des lubrifiants hautes performances correctement sélectionnés peuvent entraîner des réductions de coûts plusieurs fois supérieures à la différence de prix entre les types de produits. La sélection d’une option de performance doit être basée sur l’effet dérivé d’un changement soigneusement conçu, avec les résultats attendus calculés en termes financiers communément acceptés.

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Source : machinerylubrication