LES PROPRIETES DE L’HUILE COMME DE L’EPAISSISSEUR DETERMINENT LE CHOIX

Utilisation de graisses dans l’industrie

La lubrification est cruciale pour garder machines et applications opérationnelles. A condition de choisir la bonne graisse pour la tâche et l’environnement en question. Pour avoir une idée claire, il faut en revenir à la base. Les propriétés physiques des composants dans une graisse détermineront, en effet, dans quelle mesure votre application est bien huilée.

18 décembre 2018

IMPORTANCE DU CHOIX DU BON LUBRIFIANT

En examinant la défaillance de roulements à la loupe, les principales causes s’avèrent liées au lubrifiant. Un lubrifiant non adapté (20%), le vieillissement du lubrifiant (20%) et un lubrifiant insuffisant (15%) représentent ensemble plus de la moitié des défaillances.

Des problèmes de contamination (liquides 5%, matières solides 20%) peuvent aussi gâcher les choses ou des problèmes peuvent survenir au niveau du roulement même en raison d’un mauvais type de roulement (10%), de dommages de deuxième ligne (5%), d’un mauvais montage (5%) ou de défauts de production (1%). Il est donc évident qu’une attention suffisante pour une lubrification correcte et suffisante est cruciale pour éviter les coûts et les arrêts de machine inutiles. Les lubrifiants garantiront, autrement dit, une meilleure disponibilité de vos installations. Et celui parvenant à adapter parfaitement son lubrifiant à son application verra sa consommation diminuer et pourra optimiser son stock de lubrifiants.

QUE SONT LES GRAISSES ET COMMENT FONCTIONNENT-ELLES?

Une graisse consiste en un réseau de fibres. Les espaces libres dans ce réseau sont remplis d’huile. Une éponge est un exemple idéal pour illustrer le fonctionnement d’une graisse. En exerçant de la pression sur la graisse, de l’huile s’en dégagera en effet. C’est cette huile qui assurera la lubrification, même si l’épaississeur peut aussi jouer un rôle dans la lubrification proprement dite. Les principaux composants d’une graisse sont l’épaississeur (5 à 20%), les additifs (0 à 10%) et l’huile de base (80 à 95%). Ils sont réunis dans un bassin de réaction pour en faire ensuite une graisse. C’est l’épaississeur qui demande un processus de réaction avec l’huile, où se trouvent les additifs. Cela explique le temps de production plus long (jusqu’à douze heures) et aussi le coût plus élevé des graisses par rapport à l’huile. Les graisses sont généralement classifiées sur la base de l’épaississeur utilisé. Il induira, en effet, des différences de structure, pouvant être observées au microscope. Quelques possibilités sont: lithium, complexe de sulfonate de calcium, polyurée, complexe de lithium, complexe d’aluminium, …

DETERMINER LA COMPOSITION DE LA GRAISSE

Les lubrifiants servent à limiter ou même supprimer complètement le frottement entre deux surfaces. Avant de pouvoir choisir le bon lubrifiant, il faut d’abord analyser suffisamment l’application. Ici, les facteurs charge, vitesse et température sont particulièrement importants. En les prenant en compte, on sait quel film d’huile sera nécessaire pour une lubrification suffisante et on peut choisir la viscosité adaptée de l’huile de base. Plus l’huile est épaisse, moins il faudra de vitesse pour avoir un bon film d’huile. L’analogie avec un skieur nautique permet de clarifier les choses. Il doit également disposer de la bonne vitesse pour fendre l’eau sur ses skis avec la bonne pression. La composition de graisse qui sera la meilleure pour votre application, dépendra en grande partie des propriétés des différents composants.“

PROPRIETES DE L’HUILE

L’huile de base et les additifs conféreront à la graisse stabilité à l’oxydation, protection contre la corrosion, viscosité et propriétés EP et anti-usure. La compatibilité avec les étanchéités est aussi principalement liée à la nature de l’huile de base.

Stabilité à l’oxydation

On entend par là la faculté de lutter contre le vieillissement et le dépôt de la graisse.

Protection contre la corrosion

Il existe des tests spécifiques pouvant donner une idée des propriétés antirouille de l’huile et donc de la graisse.

Viscosité

Pour contrôler la viscosité, une quantité de graisse sera appliquée sur une plaque. On regarde ensuite quelle quantité est éliminée et quelle quantité reste quand on applique de l’eau à une certaine pression. Pour améliorer la viscosité, des polymères peuvent p.ex. être ajoutés. Une viscosité élevée peut être intéressante pour lubrifier des câbles, afin que la graisse reste au bon endroit.

Propriétés EP et anti-usure

EP signifie extreme pressure (ou pression extrême). Cette valeur donnera avec les propriétés anti-usure surtout des additifs utilisés une indication de la mesure dans laquelle la graisse supportera certaines charges.On utilise ici le test à quatre billes. La première version est le test EP à quatre billes. Sous l’effet de la chaleur dégagée pendant ce test en augmentant systématiquement la charge, les billes seront pour ainsi dire soudées entre elles par la chaleur de frottement. Lors du test d’usure à quatre billes, on peut également regarder après une heure l’empreinte de l’usure sur les billes. Cela constitue p.ex. une propriété importante dans les engrenages ouverts où la charge peut être très conséquente. Dans ces applications, une graisse devra atteindre un bon résultat dans ce domaine.

Compatibilité avec l’étanchéité

Celle-ci sera principalement liée à l’huile de base utilisée et à sa base, synthétique ou minérale. La famille détermine pour quels matériaux d’étanchéité (NBR, FKM, EPDM, …) la graisse entre en ligne de compte. Les matériaux d’étanchéité sont donc choisis en fonction de la graisse.

PROPRIETES DE L’EPAISSISSEUR

Le choix de l’épaississeur déterminera la consistance, le point de goutte, la stabilité mécanique, la résistance à l’eau et la viscosité de la graisse.

Consistance

La graisse est-elle molle ou dure? Pour le savoir, on laisse un cône pénétrer dans une graisse avec la pointe vers le bas. Après cinq secondes, on mesure à quelle profondeur le cône s’est enfoncé dans la graisse pour déterminer la dureté de cette dernière. Les degrés de consistance NLGI vont de 000, ce qui correspond à une graisse coulante, à 6, le niveau de consistance le plus haut sur l’échelle NLGI, ce qui correspond à une graisse ressemblant à un bloc de savon. Les degrés NLGI 4, 5 et 6 sont peu utilisés. Cette propriété est importante pour le choix d’un système de lubrification, vu qu’elle détermine, avec la viscosité de l’huile de base, la pompabilité.

Point de goutte

A une certaine température, la graisse libérera l’huile. En fonction de la famille de l’épaississeur, la plage de température sera différente. Pour donner une idée des points de goutte: savon de calcium: 130 à 150 °C, savon de lithium: 190 °C, savon de soude: 150 à 200 °C, savon de complexe d’aluminium: 220 à 250 °C, complexe de sulfonate de calcium: 320 °C et bentonite aucune. La température d’utilisation maximale se situe à environ 2/3 du point de goutte.

Stabilité mécanique

Pendant l’utilisation, la graisse peut se ramollir. C’est pour cette raison spécifique que la consistance de la graisse est testée après 100.000 courses avec un cylindre perforé. En guise d’alternative, on peut aussi exécuter le test de rouleau. Les graisses dont les valeurs restent au même niveau avant et après les courses, peuvent être qualifiées de mécaniquement stables.

Résistance à l’eau

Ici, les graisses ayant un complexe de calcium comme base sont les graisses les plus performantes.

Viscosité

Elle est évaluée de la même manière que pour l’huile.

PROPRIETES DE L’HUILE ET DE L’EPAISSISSEUR ENSEMBLE

Les graisses sont donc des produits composés, dont les propriétés sont déterminées par l’huile comme par l’épaississeur. La combinaison de l’huile et de l’épaississeur ajoutera également encore certaines propriétés: la pompabilité et le comportement à basse température, ainsi que la séparation de l’huile.

Pompabilité

Elle est liée au caractère liquide ou épais de l’huile et à la consistance de l’épaississeur et son point de goutte.

Séparation de l’huile

Cela est souhaitable dans une certaine mesure, car c’est justement ce qui assurera la lubrification. Mais la séparation de l’huile ne doit pas non plus prendre des proportions exagérées. Sinon, l’intervalle de lubrification sera bien trop court. Le degré de séparation de l’huile est dicté d’une part par la température et d’autre part par le rapport entre l’épaississeur et l’huile. Moins il y a d’épaississeur, plus la séparation de l’huile se produira facilement.

COMPATIBILITE

Toutes les graisses n’interagissent pas aussi bien entre elles. Si deux applications entrant en contact utilisent chacune une autre graisse, il faut prêter attention à la compatibilité des deux graisses. Sinon, on observera une baisse notable des valeurs en matière de dureté, de point de goutte et de propriétés EP et anti-usure. Cela peut causer d’énormes dommages aux machines et installations. Un exemple de deux graisses non compatibles: un complexe d’aluminium et une graisse à base de lithium/calcium. Les producteurs de graisses disposent de tableaux clairs indiquant directement quelles combinaisons sont possibles ou exclues. En cas de mauvaise combinaison, il y a deux solutions spécifiques:

• Soit éliminer toute la graisse et la remplacer par de la nouvelle.
• Soit augmenter la fréquence de la lubrification afin d’introduire toute la nouvelle graisse ou les nouvelles graisses offrant bien une protection suffisante dans l’application.

COMMENT SELECTIONNER UNE GRAISSE?

Pour choisir la bonne graisse pour une application, il faut toujours se baser sur quatre paramètres: la température générée dans l’application, la charge et la vitesse auxquelles la graisse sera exposée et l’environnement dans lequel la graisse se retrouvera. Pour ce qui est des conditions ambiantes, la présence d’eau et de poussière peut avoir un impact sur le choix d’une graisse. Un environnement de transformation alimentaire, où la graisse peut entrer directement ou indirectement en contact avec des aliments, demandera des produits certifiés NSF spécifiques. Pour savoir quelle est la bonne graisse pour l’application, il faut laisser parler les paramètres de celle-ci. Ils détermineront les propriétés auxquelles la graisse doit répondre. Sur cette base, on peut choisir l’huile et l’épaississeur formant ensemble la meilleure graisse possible pour l’application.