Contamination du lubrifiant.

La principale cause de défaillance des machines mécaniques

Il est vrai que près de 80 % des pannes de machines sont liées à la lubrification. Parmi celles-ci, plus d’un tiers sont dues à un 

lubrifiant contaminé . Ces faits soulignent la nécessité de veiller à ce que tous les systèmes de lubrification restent purs et exempts de contaminants. Cet article clarifie les idées reçues sur le sujet, identifie les principales causes et recommande des méthodes de prévention adaptées. Il met également en avant les méthodes d’analyse modernes en laboratoire, qui pointent directement vers les contaminants détectés, et souligne la nécessité de techniques d’échantillonnage précises. Enfin, des études de cas de défaillances mécaniques dues à des systèmes de lubrification contaminés sont présentées, ainsi que les mesures prises pour les éviter.

Idées fausses sur les lubrifiants

On oublie souvent que la plupart des lubrifiants liquides arrivant dans une baie de réception d’entreprise sont déjà contaminés. Cela n’est pas dû au fabricant de lubrifiants, mais principalement au fait que le tambour ou la cartouche ne répond pas aux normes ISO de propreté interne. Dans certains cas, le niveau de propreté et la présence de particules dépassent cette norme cinq à dix fois. Une méthode simple pour s’assurer que ce lubrifiant ne pose pas de problèmes consiste à fournir un 

chariot filtrant avec des filtres bêta sélectionnés de manière appropriée en fonction de l’application la plus stricte et la plus critique.  La deuxième idée fausse est que la graisse lubrifiante est également pure, mais encore une fois, c’est une erreur. Il existe plusieurs méthodes de purification, la plus simple étant 

la filtration .

Les causes de la contamination des lubrifiants

Les systèmes de lubrification industriels peuvent être confrontés à divers contaminants qui dégradent leurs performances et leur fiabilité. Parmi les contaminants courants, on trouve : 

Contaminants pénétrés : 

• Poussière, saleté et particules en suspension dans l’air provenant de sources externes 
• L’humidité et la rouille, la corrosion, la suie, les micro-organismes et autres contaminations qui en découlent résultent de la contamination de l’eau
• Contaminants de processus

Contaminants générés : 

• Débris d’usure 
• Produits  d’épuisement additifs

Ces contaminants peuvent entraîner divers problèmes tels qu’une augmentation des frottements, l’usure des composants des machines, une réduction de l’efficacité des lubrifiants, une accélération de la corrosion et une diminution globale de la fiabilité et de la durée de vie des équipements. Par conséquent, une filtration efficace, une surveillance régulière et des pratiques de maintenance sont essentielles pour atténuer ces risques dans les systèmes de lubrification industriels. 

Comment l’huile et la graisse de lubrification sont-elles contaminées ?

L’huile et la graisse de lubrification peuvent être contaminées par divers mécanismes et sources. 

La contamination peut se produire pendant la fabrication, le stockage, le transport ou l’utilisation dans des machines et des équipements. Voici quelques façons courantes de contaminer les lubrifiants : 

• Pénétration externe : La poussière, la saleté, le sable et d’autres particules peuvent pénétrer dans les systèmes de lubrification par les évents, les joints ou les ouvertures de l’équipement pendant les activités d’exploitation ou de maintenance. 
• Pénétration d’eau : L’eau peut pénétrer dans les systèmes de lubrification par condensation, fuites ou processus de lavage. La contamination par l’eau peut accélérer l’oxydation, réduire l’efficacité du lubrifiant et entraîner la corrosion. (Assurez-vous toujours que l’élément est doté d’un « reniflard » correctement sélectionné qui empêche l’air humide de pénétrer lorsque le système refroidit et qu’une inhalation se produit.) 
• Contaminants chimiques : Les contaminants chimiques tels que le carburant, le liquide de refroidissement, les solvants et les agents de nettoyage peuvent se mélanger aux lubrifiants lors des procédures de maintenance ou en raison d’un dysfonctionnement de l’équipement. 
• Débris d’usure : les particules générées par l’usure de composants tels que les engrenages, les roulements et les joints peuvent contaminer les lubrifiants. Selon les matériaux et les conditions de fonctionnement, ces particules peuvent varier en taille et en composition. 
• Épuisement des additifs : Au fil du temps, les additifs lubrifiants peuvent s’épuiser en raison de l’oxydation, de la dégradation thermique ou de réactions chimiques, altérant les propriétés du lubrifiant et provoquant potentiellement une usure accrue. 
• Croissance microbienne : Dans les environnements contaminés par l’eau et dans des conditions appropriées, les micro-organismes peuvent se développer dans les lubrifiants, entraînant une contamination microbiologique qui affecte les performances et la stabilité du lubrifiant. 
• Manipulation inappropriée : De mauvaises pratiques de manipulation pendant le stockage, le transfert ou le réapprovisionnement du lubrifiant peuvent introduire des contaminants provenant de conteneurs sales, d’une filtration inappropriée ou d’une étanchéité inadéquate. 
• Contamination croisée : les lubrifiants peuvent se mélanger par inadvertance avec des huiles ou des graisses incompatibles lors des activités de remplissage ou de maintenance, compromettant ainsi leurs performances et endommageant potentiellement l’équipement. 
• Facteurs environnementaux : Les facteurs environnementaux tels que les températures extrêmes , l’humidité et l’exposition aux polluants atmosphériques peuvent contribuer à la dégradation et à la contamination du lubrifiant au fil du temps.
• Conditions de fonctionnement : Des conditions de fonctionnement difficiles telles que des températures élevées, des charges lourdes ou des intervalles d’entretien prolongés peuvent accélérer la dégradation du lubrifiant et augmenter la sensibilité à la contamination. 

Quels sont les indicateurs lorsque les lubrificateurs sont contaminés ?

La contamination de l’huile de lubrification (et parfois de la graisse) peut conduire à divers indicateurs qui peuvent être observés par inspection visuelle, surveillance des performances et tests analytiques. Ces indicateurs peuvent être un indicateur direct de contaminants (par exemple, inspection visuelle ou test de particules) ou observés par une conséquence des contaminants présents dans l’huile au fil du temps (par exemple, avec l’oxydation ou l’usure mécanique qui en résulte). En voici quelques exemples : 

• Changement de couleur et de transparence : L’huile de lubrification propre est généralement translucide et claire. La contamination peut rendre l’huile trouble, trouble ou changer de couleur (par exemple, en noircissant). Par exemple, la contamination du liquide de refroidissement peut donner à l’huile un aspect laiteux, tandis que l’oxydation peut noircir l’huile. 
• Odeurs inhabituelles : Les lubrifiants contaminés peuvent dégager des odeurs anormales qui indiquent la présence de produits chimiques, de carburant, de liquide de refroidissement ou de produits de dégradation. Ces odeurs peuvent aller de douces (contamination du liquide de refroidissement) à âcres ou brûlées (oxydation). 
• Modification de la viscosité : Des contaminants tels que la suie, les boues ou le vernis peuvent altérer la viscosité de l’huile de lubrification. Une augmentation de la viscosité peut indiquer une contamination par des solides, tandis qu’une dilution peut se produire en raison d’une dilution du carburant ou d’une dégradation thermique. 
• Moussage : Des contaminants comme l’eau ou l’air peuvent provoquer une formation excessive de mousse dans l’huile de lubrification. La mousse réduit la capacité de l’huile à lubrifier efficacement et peut entraîner un entraînement d’air dans le système. 
• Particules abrasives : La présence de particules ou de sédiments visibles dans l’huile peut indiquer une contamination par des débris d’usure, de la saleté ou d’autres contaminants solides. Cela peut être mieux observé sur un plus magnétique, comme dans un bol de sédiments et d’eau de fond (BS&W). Ces particules peuvent provoquer une usure abrasive et endommager les composants. 
• Augmentation des niveaux de métaux d’usure : Des tests analytiques tels que l’analyse élémentaire (spectroscopie d’émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES) ou spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS)) peuvent détecter des niveaux élevés de métaux d’usure (fer, cuivre, aluminium, etc.) dans l’huile de lubrification. Ces métaux indiquent l’usure des composants et une contamination potentielle par des particules abrasives. 
• Augmentation de l’indice d’acidité (AN) : une augmentation de l’indice d’acidité de l’huile lubrifiante indique une augmentation des concentrations d’acide, résultant souvent d’un épuisement des antioxydants, d’une huile de base oxydée et d’une contamination par des substances acides. Cela peut accélérer la dégradation et la corrosion des surfaces métalliques. 
• Diminution de l’efficacité des additifs : les contaminants peuvent réagir avec les additifs présents dans l’huile lubrifiante ou les épuiser. Cela peut réduire l’efficacité des additifs tels que les agents anti-usure, les détergents, les dispersants et les antioxydants. 
• Oxydation accrue : La contamination peut accélérer l’oxydation de l’huile lubrifiante, entraînant une augmentation de la viscosité, la formation de boues ou de dépôts de vernis et la dégradation des propriétés de l’huile. 
• Problèmes de performance de l’équipement : les lubrifiants contaminés peuvent réduire l’efficacité de l’équipement, augmenter la friction et l’usure, la surchauffe, le bruit anormal et la détérioration des performances globales.
• Le comptage des particules consiste à mesurer le nombre et la distribution des tailles de particules dans le lubrifiant. Il est souvent effectué à l’aide de compteurs de particules à laser capables de détecter des particules mesurant jusqu’à quelques micromètres . Le comptage des particules peut également être effectué à l’aide de techniques de blocage des pores.
• Densité ferreuse et ferrographie : Cette technique utilise un champ magnétique pour séparer et analyser les débris d’usure du lubrifiant. L’examen de la forme, de la taille et de la composition des particules permet d’identifier la source d’usure (comme les engrenages et les roulements).
• Analyse spectrométrique : Cela comprend des techniques telles que la spectroscopie infrarouge (IR), l’analyse élémentaire et la chromatographie (par exemple, la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) qui peut aider à identifier et à quantifier les contaminants, tels que le carburant, le liquide de refroidissement ou les sous-produits d’oxydation, ainsi que les métaux provenant des débris d’usure.
• Analyse de la teneur en eau : L’eau est un contaminant courant dans les systèmes de lubrification. Des techniques telles que le titrage Karl Fischer ou les analyseurs d’humidité infrarouge peuvent mesurer la teneur en eau du lubrifiant.
• Diminution de l’indice de base (BN) : il s’agit d’une mesure de l’alcalinité du lubrifiant apportée par les détergents surbasés dans l’huile moteur. Une diminution du BN peut indiquer une contamination par soufflage.
• Patch test : Des techniques telles que le patch test ou l’analyse gravimétrique peuvent évaluer le niveau de propreté du lubrifiant en mesurant la quantité de contaminants solides présents sur une membrane filtrante. 

Ces techniques sont souvent combinées pour fournir une analyse complète des contaminants présents dans les systèmes de lubrification. Cela permet aux équipes de maintenance d’évaluer l’état des machines et de prendre les mesures correctives appropriées pour éviter toute défaillance de l’équipement. 

(Origine : machinerylubrication )