SURVEILLANCE SUR SITE DE L’HUILE LUBRIFIANTE

Des capteurs aux unités mobiles et minilabs complets

A une époque où tous les développements et processus semblent s’accélérer sans cesse, le besoin de possibilités de surveillance de l’huile lubrifiante sur le terrain – on site – s’intensifie. Ceci permet grosso modo de déterminer si une huile lubrifiante ‘peut encore agir’ ou s’il est nécessaire de prendre des mesures telles que l’ajout, voire le changement, de l’huile lubrifiante. Des capteurs spéciaux et des unités mobiles, jusqu’à des minilabs complets, offrent ces possibilités.

LABORATOIRE OU TERRAINS?

L’huile aux bonnes propriétés contribue au fonctionnement efficace et fiable

Pour surveiller la qualité d’une huile lubrifiante, il est judicieux d’envoyer régulièrement un échantillon vers un laboratoire où sont analysées diverses propriétés. Notamment la viscosité, le taux d’acidité, les particules de saleté et bien entendu la composition chimique avec laquelle on montre si, par exemple, les additifs requis sont encore suffisamment présents. Ceci est certainement conseillé pour une huile hydraulique, mais l’analyse d’une huile lubrifiante apporte aussi une valeur ajoutée. Une huile lubrifiante aux bonnes propriétés pour une application spécifique fournit, en effet, une contribution importante au fonctionnement efficace et fiable d’une machine ou installation.

Les résultats de test se font attendre

L’analyse d’un échantillon dans un laboratoire est éloquente – moyennant la bonne interprétation – mais a aussi un inconvénient important: l’attente des résultats est relativement longue. Quand il s’agit d’une vérification de routine, c’est moins important et le service d’entretien peut compenser ce délai sans problème. Mais quand des installations montrent des manquements ou que des perturbations surgissent en relation avec une dégradation de l’huile lubrifiante, il est plus agréable de pouvoir effectuer une mesure directe sur site dont le résultat est aussi connu directement. Par ailleurs, l’exécution régulière de mesures sur site donnent une idée du fonctionnement de l’installation et des prochaines perturbations éventuelles.

L’intérêt pour l’analyse sur site est notamment croissant dans la navigation, pour des raisons logiques. Ici, les techniciens de maintenance sont en grande partie livrés à eux-mêmes et doivent éviter autant que possible la nécessité de grandes réparations. En effet, celles-ci s’effectuent exclusivement à terre, ce qui est relativement coûteux et entraîne une grande tracasserie logistique. En résumé: éviter les problèmes est encore plus important ici que dans l’environnement industriel lambda.

Un entretien préventif accroît le TCO

Ceci peut être évité d’une part par l’exécution d’un entretien préventif qui renouvelle bien à l’avance l’huile lubrifiante, mais également les filtres ou pièces d’usure. Une approche acceptée et relativement bonne avec toutefois deux inconvénients importants: lorsque des calamités se produisent, pour quelque raison que ce soit, le remplacement d’éléments sur la base de statistiques n’est pas une garantie d’un bon fonctionnement. Par ailleurs, ceci induit un Total Cost of Ownership inutilement élevé; en effet, le remplacement préventif signifie ‘trop tôt’. Et bien que ces frais n’équivalent pas l’arrêt soudain d’un navire, cela vaut certainement la peine de minimiser ces coûts.

Ceci est notamment possible par la surveillance de la qualité de l’huile lubrifiante sur site. L’un des principaux paramètres est la pureté de l’huile lubrifiante, exprimée en NAS ou code ISO. Pour compter ces particules, des capteurs spéciaux qui agissent avec des bobines magnétiques (metal aware debris sensor), sont disponibles; ils comptent les particules de plus de 70 µm. De plus, ces capteurs peuvent différencier les particules ferreuses et non-ferreuses. Dans l’observation de la qualité de l‘huile, il est également important de surcroît de détecter les plus petites particules solides (jusqu’à environ 4 µm) à l’aide du laser.

Eau

Outre les particules solides, la présence d’eau dans l’huile lubrifiante est un paramètre important pour décrire la condition. L’eau favorise l’oxydation dans l’huile lubrifiante, augmente la conductibilité électrique et favorise la croissance des micro-organismes. En résumé, l’huile vieillit plus rapidement et peut obstruer et dérégler des systèmes à cause de produits corrosifs et de micro-organismes. L’eau dans l’huile lubrifiante se décèle par l’utilisation d’un capteur d’eau qui détermine l‘humidité relative. Cette valeur associée à la température et à la valeur de saturation induit en définitive la quantité d’eau en ppm.

Pour terminer, la qualité de l’huile sur les navires est surveillée par la mesure régulière de la viscosité et de la conductibilité. Dans ces mesures, il ne s’agit pas de valeur absolue, mais de changements relatifs dans le temps. Quand la valeur reste stable, c’est bon; quand une valeur augmente ou baisse, ceci signifie que quelque chose a changé, et il est alors important de vérifier quelle est l’influence de ce changement, et si celui est positif ou négatif.

En marge de ce qui précède, l’utilisation d’un capteur seul n’est pas suffisante le plus souvent. Les valeurs doivent, en effet, être interprétées de façon correcte pour pouvoir tirer des conclusions. Ceci n’est pas nécessaire dans l’utilisation d’unités spéciales incluant les différents capteurs (pour l’eau, les particules métalliques, les petites particules solides et la qualité de l’huile) et un contrôleur. Ce contrôleur reçoit l’output des capteurs, le traite sur la base d’algorithmes spécifiques et interprète les valeurs pour l’utilisateur final afin que celui-ci puisse entreprendre une éventuelle action. Bien entendu, ce système (à voir sur la page précédente) peut aussi générer des alarmes et les données sauvegardées peuvent être utilisées à un stade ultérieur pour l’analyse des tendances.

La surveillance sur site est aussi de plus en plus appliquée dans l’industrie pour constater une éventuelle dégradation de l’huile lubrifiante à un stade précoce. A cette fin, des ‘minilabs’ complets sont souvent disponibles, comme restitués ci-dessus.

Compteurs de particules

Ici aussi, s’effectuent des tests de détection des particules de saleté, avec souvent des possibilités de montrer de quelles particules de saleté il s’agit. C‘est important, parce que la source des particules de saleté est une indication de l’usure (prématurée) d’un élément; un problème qui doit en tout cas être résolu via cette analyse. Pour les applications (d’huile lubrifiante), on utilise des compteurs de particules aussi bien en ligne que portables (mobiles). Les compteurs de particules en ligne sont fixés – éventuellement en by-pass – sur un point de mesure pour mesurer en continu et surveiller la tendance de contamination. Cette forme de surveillance offre des avantages sur les installations de graissage critiques.

Les compteurs de particules portables ou mobiles s’utilisent souvent en ligne, mais sont surtout développés pour se déplacer d’un point de mesure à un autre, voire mesurer dans une éprouvette. Naturellement, le comptage des particules sur place est un ‘enregistrement instantané’, mais peut offrir la carté quand des changements se produisent par rapport au son et à la consommation d’énergie, par exemple. Par ailleurs, les valeurs sont utilisables pour l’analyse de tendances. Dans la surveillance de condition de l’huile lubrifiante, il est du reste de plus en plus fréquent de ne plus regarder surtout les trois canaux de taille de particules ISO (4, 6 et 14 µ m(c), selon l’ISO 4406(c), mais de surcroît la présence des particules plus grandes (21, 38 et 70 µm(c), selon SAE AS4059). Parfois, cela fait gagner beaucoup de temps de recevoir une alarme résultant de la présence de grandes particules, avant que celles-ci soient éliminées par le filtre ou broyées fines en grands volumes de petites particules.

D’autres tests dans les ‘minilabs’ visent la viscosité, la présence d’eau et le taux d’acidité. Le ‘minilab’ dispose d’un matériel de test connu comme le ‘blotter test’. On verse une goutte d’huile sur un papier buvard.

Puis, la réaction avec le papier est une indication de la qualité de l’huile. Ce test est surtout destiné aux moteurs et exige quelque expérience.

Un autre test montre la capacité de séparation de l’eau de l’huile. Ce n’est pas un test journalier, mais il est si simple qu’il peut se faire aisément sur site. Le résultat est une indication de la présence suffisante d’additifs.

Outre des tests libres et un logiciel éventuel pour simplifier les tests et générer des rapports, les minilabs fournissent aussi de plus en plus souvent des capteurs multifonctionnels. Le capteur Solinas OQS donne, par exemple, une idée (en ligne) de la qualité de l’huile hydraulique ou lubrifiante sur la base de l’observation de la composition chimique. Ce capteur de qualité mesure le courant et la capacité; une mesure combinée qui est aussi connue comme la mesure de la permissivité d’un liquide (déterminer la constante diélectrique). La pratique nous apprend que cette mesure combinée est jusqu’à soixante fois plus sensible pour la constatation de changements dans la qualité de l’huile qu’un capteur diélectrique standard.

Le capteur s’utilise au choix sur site ou est inclus de façon permanente dans un système pour surveiller la qualité en continu et en ligne. Le capteur enregistre notamment les changements dans le chiffre TAN/TBN (Total Acid Number ou Total Base Number; une indication pour l’acidification de l’huile), ainsi que du changement dans la viscosité, les particules de saleté, la température et la contamination de l’huile par l’eau, le glycol ou un combustible. Cette valeur – sans unité – spécifique est comparée à la valeur correspondante pour la même huile quand celle-ci a le degré de pureté souhaité et qui se règle au préalable. Sur la base de la différence dans les valeurs, le capteur donne un résultat spécifique dans le code du feu stop (vert OK, orange attention, rouge arrêt).

En dan zijn er ook nog complete systemen die on site monitoring combineren met andere conditionmonitoringtechnieken.

Et il existe encore des systèmes complets qui combinent la surveillance sur site avec d’autres techniques de condition monitoring. Le LubeMaster3 par exemple, est capable de surveiller un grand nombre de paramètres qui déterminent la qualité de l’huile, mais traite de surcroît d’autres paramètres d’analyse comme les vibrations dans un système. Dans la lubrification des paliers, les vibrations sont surtout causées par une usure marquée qui est la conséquence directe de particules de saleté résultant d’imperfections dans le film lubrifiant.

Cette unité spécifique offre également un grand nombre de possibilités de branchement pour une diversité de capteurs avec lesquels le propriétaire d’une machine ou d’un système peut tout mesurer en principe, ce qui est important pour lui. Dans le cadre de la qualité de l’air, on peut mesurer, par exemple, aussi bien la température de l’huile, la saturation en eau et les particules d’usure que le RUL (Remaining Useful Lifetime) et en option la viscosité. Les capteurs multifonctionnels précités qui sont aussi utilisés ici, mesurent notamment l’humidité relative, la perméabilité et la conductivité. Ce sont des paramètres qui donnent une indication de la composition chimique de l’huile et ainsi d’éventuels produits de dégradation; par exemple à cause de l’eau ou de particules de saleté dans l’huile. Pour terminer, le système peut être accouplé directement aux systèmes de filtration Kinematic développés en interne.