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07/11/2018 - SAMMY SOETAERT

CAPTEURS, MEGADONNEES ET ANALYSE D’HUILE OPTIMISENT LE PARC DE MACHINES

Combinaison: une des armes dans la lutte pour 100% de temps de disponibilité

Ces dernières années, assez bien de technologies intéressantes sont arrivées, pouvant – à condition d’être appliquées correctement – représenter une certaine plus-value pour votre parc de machines. Un temps de disponibilité plus long et une limitation des coûts d’entretien sont les deux principaux avantages. Le suivi de la qualité de l’huile constitue un excellent outil dans cette évolution. Ici, mesures simples, analyses en laboratoire et données sont combinées en un système de maintenance intégral.

HIER ET AUJOURD’HUI

olieanalyseLa lubrification aide non seulement à maintenir le fonctionnement de nos processus mais une analyse de la qualité nous renseigne également sur l’état des composants. Assez bien de facteurs peuvent être mesurés grâce à une analyse de votre huile de lubrification.

Une simple mesure de la température peut déjà vous en dire beaucoup sur le frottement dans votre installation mais une analyse approfondie de votre huile de lubrification dans un laboratoire peut donner des indications détaillées sur des problèmes possibles se remarquant moins rapidement. Une surveillance poussée de la qualité de l’huile de lubrification exige une approche intégrale car mesurer la qualité de l’huile ne se limite pas seulement à placer un capteur, loin s’en faut. Les facteurs pouvant être testés sont très divers:

Viscosité

La viscosité indique l’épaisseur ou la sirupisité d’un liquide, c.-à-d. la mesure dans laquelle le liquide offre une résistance à la déformation par cisaillement.

Acidité

L’acidité (taux d’acidité AN) est une mesure du taux d’acidité. Un taux d’acidité élevé entraînera une oxydation plus rapide de l’huile et un effet altéré des additifs. Un contrôle de l’acidité permet donc d’agir préventivement.

Vernis

Les tests de vernis MPC (dépôt brun) et Millipore Filtration Varnish concernent souvent les machines à rotation rapide comme les compresseurs. Le vernis se présente comme un dépôt brun sur des composants dans le système de lubrification. Le vernis commence souvent via les ‘soft contaminants’ apparaissant au niveau des paliers, des pompes et des filtres. Une fois ces soft contaminants transformés en vernis, ils peuvent bloquer les vannes et obstruer les filtres. La qualité de l’huile est aussi fortement altérée. Un test de vernis permettra de l’éviter.

Stabilité à l’oxydation

La stabilité à l’oxydation indique dans quelle mesure l’huile résiste à l’oxydation. Dans le cadre de ce processus, les hydrocarbures réagissent avec l’oxygène de l’environnement. Les propriétés positives de l’huile sont, de ce fait, annulées par l’acidification et l’épaississement. Des températures élevées, la pollution, les métaux (d’usure) et l’eau dans l’huile accélèrent considérablement le processus d’oxydation. Des anti-oxydants ralentissent les réactions chimiques du processus de vieillissement et évitent l’effet de catalyseur des métaux sur le processus d’oxydation

gas motorTest de mousse

Cela peut être gênant si une huile mousse trop dans des systèmes hydrauliques ou dans des outils et moteurs. Les pollutions dans l’huile et le vieillissement de l’huile ont une influence négative sur la formation de mousse, qui a à son tour des conséquences néfastes pour la capacité de lubrification, la compressibilité, la capacité de refroidissement, la vitesse de réponse et la stabilité à l’oxydation de l’huile.

Capacité de désaération

La capacité de désaération est le temps nécessaire pour que les petites bulles d’air présentes dans l’huile atteignent la surface. Plus ce temps est court, plus le comportement huile-air de l’huile de lubrification est bon.

Capacité de séparation d’eau

La capacité de séparation d’eau est la mesure dans laquelle de l’eau peut être extraite de l’huile. L’huile absorbant beaucoup d’eau est sensible à la formation d’oxydation.

Teneur en métaux et en additifs

La teneur en métaux et en additifs est la mesure déterminant le nombre de ppm de ces matières. Les particules de métal par usure entravent le fonctionnement et stimulent la formation de corrosion. Trop peu d’additifs ont une influence négative sur la qualité de la lubrification.

Spectrométrie infrarouge

La spectrométrie infrarouge peut détecter une multitude de facteurs dans l’huile de lubrification: oxydation, nitrates, sulfates, eau, glycérine, concentration d’additifs.

ANALYSE EN INTERNE?

hydraulische monitorUne analyse poussée de l’huile va plus loin qu’un vague contrôle de qualité. Exécutée correctement, elle constitue un outil complet et efficace pour suivre l’état de votre parc de machines mais pour les installations vraiment critiques, elle est idéalement exécutée par un laboratoire équipé pour cela. Vu le coût, on se demande parfois si les analyses de ce type ne pourraient pas être exécutées en interne, par le propre personnel. Cette question est bien sûr posée pour des raisons financières mais les obstacles sont hélas nombreux. Les techniciens ne sont tout d’abord pas des laborantins. Les compétences nécessaires pour une analyse correcte sont complexes et impliquent une solide formation en laboratoire. L’investissement dans un laboratoire pouvant exécuter les analyses est, deuxièmement, important. Les machines d’analyse spécifiques peuvent entamer le budget, les laborantins spécialisés sont rares (et donc chers), sans oublier les coûts opérationnels constants pour le matériel et la maintenance.

ECHANTILLONNAGE AUTOMATIQUE

Une solution intermédiaire peut consister à travailler avec un système automatisé. Celui assurant lui-même le prélèvement d’échantillons admettra que cette méthode n’est pas sans dangers. Des échantillons incomplets ou pollués sont des problèmes courants, souvent parce qu’ils ne sont pas traités correctement. Les intervalles de temps entre 2 prélèvements ne sont pas non plus toujours corrects. Un échantillonnage automatique peut apporter la solution. Un appareil d’échantillonnage est alors fixé à la machine et prélèvera à chaque fois automatiquement un échantillon exactement à des moments pré-définis et le préparera pour l’analyse. Un message automatique est ensuite généré pour le service de maintenance, qui peut envoyer l’échantillon au laboratoire, ou l’analyser lui-même. Il est évidemment aussi toujours possible de prélever un échantillon soi-même en dehors des moments pré-définis si cela est nécessaire, p.ex. parce qu’une alarme a été déclenchée.

MONITORING INLINE/ONLINE

Pour des applications moins critiques, certaines analyses peuvent toutefois bel et bien être exécutées soi-même sans trop de risques. Une analyse périodique simple de la propreté de l’huile en combinaison avec la détermination de la teneur en humidité via la méthode de Karl Fisher peut déjà fournir énormément d’informations intéressantes et permettre de réagir préventivement. La propreté de l’huile peut aussi être contrôlée relativement simplement, via un compteur de particules optique en ligne. Il compte et donne la quantité de particules de tous les composants, conformément à la norme. Cela donne une idée du degré de pollution de votre huile avec des particules de saleté. Si des anomalies sont détectées, un examen en laboratoire plus approfondi peut ensuite être exécuté. Les résultats de la mesure peuvent être affichés de diverses manières: via un écran LCD sur place mais via une liaison de données, cela est également possible sur un PC ou un ordinateur portable externe. Bon nombre de ces appareils disposent d’un logiciel pour l’affichage visuel clair des résultats de mesure. Il est aussi important que ces appareils puissent être installés ‘inline’. Ils donnent autrement dit les résultats de la situation actuelle. Un avantage par rapport aux analyses externes. On trouve, par ailleurs, également sur le marché des appareils contrôlant uniquement la teneur en eau, exprimée en % (niveau de saturation d’eau) et/ou en ppm.

LE ROLE DES DONNEES PLUS IMPORTANT

olie monitoringEn parlant de la qualité de l’huile, nous parlions jusqu’ici surtout de nouvelles évolutions dans ce groupe de capteurs, comme dans le paragraphe précédent. Il se pourrait cependant que l’innovation ultime ne vienne pas de l’intérieur mais d’en haut.

Avant d’examiner ce point, nous allons encore nous attarder un peu sur les facteurs déclenchant cette évolution. Ces dernières années, la technologie de capteurs a fortement évolué, de capteurs mécaniques switch/trip à des capteurs numériques commandés par micropuce. Ces capteurs sont non seulement plus intelligents grâce à leur construction interne mais aujourd’hui, la communication a également tellement évolué qu’envoyer de grandes quantités de données rapidement et correctement vers des systèmes d’analyse de données supérieurs n’est plus un problème. Une troisième évolution est la miniaturisation des capteurs. Plusieurs grandeurs peuvent de cette manière être mesurées avec un seul appareil. Un exemple: des analyseurs mesurant à la fois le niveau, la température et la composition d’un réservoir d’huile.

SYSTEME INTEGRAL

Ces évolutions culminent aujourd’hui en un système pouvant être complet. Ici, l’analyse de l’huile n’est pas un moyen en soi mais un des éléments garantissant une production sans couacs. La qualité de l’huile est une chose mais cela ne vous avance pas si votre production se retrouve à l’arrêt pour d’autres raisons. Un exemple de cette méthode est la mesure de la température de l’huile. Une hausse de température peut avoir plusieurs causes potentielles: des fuites d’huile faisant baisser le niveau d’huile, des conduites obstruées, le vieillissement de l’huile, une surcharge,… En couplant ces informations à d’autres capteurs, la cause exacte peut être trouvée plus rapidement. Si une hausse de la température de l’huile se produit à chaque fois juste après qu’une mesure de courant sur le moteur indique une pointe, une surcharge du moteur peut p.ex. être désignée comme étant le coupable. Jusqu’il y a peu, cela était difficile à vérifier car les deux capteurs ne partageaient pas leurs informations. Grâce aux évolutions évoquées, cela est aujourd’hui possible. Des logiciels peuvent, en outre, veiller à ce que ces choses soient détectées réellement. Mesurer, ce n’est donc plus savoir car simplement mesurer ne suffit pas en soi. Analyser diverses données de mesure et y réagir constituent l’étape suivante. On peut ainsi obtenir un système s’auto-dirigeant. Via une série d’algorithmes – traitant toutes les informations des capteurs, une cause exacte peut de cette manière être définie avec précision, avec la solution la plus adéquate.

Si le moteur tire soudain beaucoup de courant, ses paliers peuvent p.ex. être lubrifiés automatiquement, et donc chauffer moins rapidement. Si les données sont également comparées avec des inspections infrarouges, des données historiques et des mesures de vibrations, le système peut encore être adapté.