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L’analyse de l’huile pour surveiller l’appauvrissement des additifs anti-mousse.

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L’agent antimousse (également appelé anti-mousse et inhibiteurs de mousse) est un additif courant dans de nombreux types d’huiles lubrifiantes et de fluides hydrauliques. Comme son nom l’indique, le but de l’antimousse est de retarder la formation de mousse stable à la surface de l’huile dans le puisard, la boîte de vitesses ou le réservoir. Les silicones, ou les composés contenant de la silicone, et les copolymères acryliques sont populaires dans les formulations de lubrifiants à base de minéraux. Les huiles de turbine à plus légère et les fluides hydrauliques sont généralement formulés avec des additifs acryliques anti-mousse, tandis que les huiles d’engins plus lourdes, les huiles pour machines à papier et les lubrifiants pour carters peuvent utiliser du silicone.

Lorsque la mousse stable est autorisée à se former, il existe un risque considérable qu’une lubrification efficace ne soit pas atteinte. Dans de nombreux cas, la mousse n’est qu’une préoccupation cosmétique. Dans d’autres cas, il est très grave et peut entraîner une défaillance prématurée de l’huile et de la machine. La mousse est considérée comme un problème et doit être traitée si l’une des situations suivantes se produit: 1. Le niveau d’huile dans le carter ou le réservoir devient impossible à contrôler 2. L’huile se déverse sur le sol en créant un risque de sécurité 3. La mousse conduit à des serrures à air comprimé Et l’incapacité à fournir efficacement des composants huile à lubrifiés 4. La mousse inhibe le transfert de chaleur et favorise l’oxydation et la défaillance thermique de l’huile 5. L’équipement est lubrifié avec de la mousse au lieu de l’huile

Il existe de nombreuses causes possibles de niveaux inacceptables de mousse. Certains se rapportent aux conditions du pétrole et d’autres sont de nature mécanique (voir tableau). Un problème mécanique peut être associé à une agitation excessive due à des flux de retour / drain élevés ou à un faible niveau d’huile. Si la mousse s’effondre rapidement lorsqu’une machine est en repos, il faut soupçonner un problème mécanique.

Les problèmes liés à l’huile peuvent être dus à des propriétés de rejet d’air dégradées (provoquées parfois par une trop grande quantité de fluide antimousse ou de lixiviation au silicone dans l’huile à partir du joint d’étanchéité / matériau d’étanchéité) ou par défoamant inefficace ou appauvri. Pour que l’anti-mousse réussisse à inhiber la formation de mousse, elle doit posséder chacune de ces propriétés lorsqu’il est suspendu dans l’huile: 1. Il doit avoir une tension de surface inférieure à celle du fluide 2. Elle ne doit pas être dissoute dans l’huile 3. Il doit être dispersé en petites gouttelettes à l’intérieur du fluide (mieux environ 10 microns)

Souvent, ces trois conditions ne sont pas satisfaites, soit initialement avec l’huile nouvelle, soit plus tard à mesure que l’huile vieillit. Bien qu’il existe un test commun utilisé pour évaluer la tendance à l’épaississement d’un huile (ASTM D 892), il est souvent trop coûteux pour l’analyse d’huile usée de routine. Par conséquent, d’autres méthodes doivent être utilisées pour estimer le risque de tendance à la mousse. Cela peut se faire en évaluant simplement la probabilité de ne pas satisfaire aux trois propriétés énumérées ci-dessus. Il est intéressant de noter que, dans de nombreuses applications, un antimoussant appauvri ou inefficace peut ne pas entraîner, en soi, des problèmes liés à la mousse ou à la libération d’air.

Tension superficielle. Les lubrifiants nouvellement formulés auront généralement une tension superficielle originale élevée (30-35 dynes / cm). Les globules microscopiques d’antimousse ont typiquement une tension superficielle dans l’intervalle de 20-24 dynes / cm. Ce différentiel est essentiel pour s’assurer qu’un point faible sur les bulles de mousse forme leur permettant de se casser. À mesure que l’âge de l’huile augmente, sa tension superficielle diminue constamment. Une variété de choses contribuent à cela, y compris la contamination de l’humidité, les impuretés solides, l’oxydation, la contamination par la graisse / STP, les savons au sol et la contamination par le détergent et d’autres suspensions polaires communes. Cela entraîne une tension superficielle globale dans la gamme de l’antimousse qui réduit ou élimine son efficacité. Bien que la tension de surface ne soit pas généralement évaluée par les laboratoires d’analyse d’huile, les nombreuses impuretés mentionnées précédemment peuvent être. Des essais tels que le nombre de particules, les insolubles totaux, l’ultracentrifugeuse, le test de patch, le FTIR pour l’oxydation / l’eau, le TAN et la couleur peuvent être utilisés pour arriver à une conclusion quant à la perte sensible de tension superficielle.

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Antifamant non dissous. Souvent, les nouvelles huiles auront des niveaux de silicone dans la gamme de 10 à 25 ppm en provenance de la présence d’antimousse. Bien que la concentration soit faible, la silicone est sursaturée dans l’huile dans des globules microscopiques. Si le taux de silicium tombe trop bas, disons en dessous de 5 ppm, il existe un risque d’être en état dissous par opposition à l’état non saturé (sursaturatif) requis. Une cause connue de l’épuisement de la silicone est son élimination par filtration. Une étude de Chevron a montré que plus le filtre est grand, plus cette tendance est importante. Et, les gouttelettes d’antimousse peuvent également se combiner au fil du temps, ce qui entraîne une décantation plus rapide dans les zones fluides quiescentes. La façon la plus simple de surveiller le silicone est par une analyse élémentaire commune. Comparez le niveau de silicium de l’huile nouvelle à celle de l’huile usée. Si elle baisse en dessous de 5 ppm, considérer la tendance de la mousse comme un risque.

Taille des gouttelettes. Ceci est difficile à évaluer dans l’huile usée. Un test possible est de mettre une quantité d’échantillon de l’huile dans un bécher en verre. Ensuite, versez lentement l’huile sur la jante du bécher. Si des globules bosselés de silicone semblent s’écouler sur la jante (appelés yeux de poisson), cela indique bien que la silicone s’est coagulée ou a été initialement suspendue de manière incorrecte dans l’huile. C’est un problème commun lorsque l’agent anti-mousse est adapté à une huile usée (appelée édulcorant).

Une autre façon d’évaluer grossièrement la tendance à la mousse de l’huile usée est de placer une quantité d’échantillon de l’huile dans un mélangeur. Si une mousse stable se forme après agitation, il est prudent de conclure une perte de performance anti-mousse due à l’une ou l’autre des raisons ci-dessus. C’est généralement une bonne idée de pratiquer avec de l’huile nouvelle pour fournir une comparaison. Il est également intéressant de noter que la viscosité a un impact sur le moussage. La plus grande tendance à la mousse semble atteindre un sommet d’environ 280 cSt. Par conséquent, l’influence de la température peut être évaluée avec des huiles d’engrenage ayant des viscosités dans cette gamme aux conditions de fonctionnement.

Le contrôle et la gestion de l’air et de la mousse dans les réservoirs et les sommiers sont essentiels à une lubrification appropriée. Dans une large mesure, l’analyse de l’huile peut être utilisée pour aider à identifier les changements dans la tendance à la mousse et l’épuisement des additifs anti-parasites critiques. Au fil du temps, avec la pratique et l’expérience, des méthodes fiables telles que celles décrites ci-dessus devraient être employées de façon routinière. ( machinerylubrication )

 

References:

Summers-Smith, J.D., “A Tribology Casebook,” Antony Rowe Ltd, Chippenham, Wiltshire, 1997
Awe, R.W., “Silicone Antifoams for Lubricating Oils,” National Fuels and Lubricants Meeting, Tulsa, OK, 1963
Friesen, T.V., “Transmission-Hydraulic Fluid Foaming,” International Off-Highway & Powerplant Congress & Exposition, Milwaukee, WI, 1987
Duncanson, Marianne, Exxon Company USA, “Sources of Air-in-Oil Problems in Circulating Systems,” Exxon Maintenance Conference, 1998

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