L’analyse ferrographique est l’un des outils d’analyse les plus efficaces et polyvalents pour détecter les grosses particules d’usure (supérieures à 10 microns). Ce test peut être effectué sur les graisses dissoutes et permet de déterminer visuellement les types et les quantités de particules. Il informe également sur le mécanisme, le lieu et l’étendue de l’usure ainsi que de tous les contaminants.
Pour informations complémentaires, voir Infolettre Mars 2015.
La teneur en cendres est le pourcentage en masse du résidu incombustible recueilli après la calcination complète de l'échantillon. On appelle cendres sulfatées le résidu calciné et traité à l'acide sulfurique (destruction des additifs organométalliques) puis chauffé à 775 degrés Celsius jusqu'à évaporation totale. Le total des solides résiduels représente le total des solides métalliques présents dans l'huile. Dans le cas des moteurs diesel, la suie provenant de carburant est habituellement la composante principale mesurée. Dans le cas des non-diesels, ce sont les débris et les produits d'oxydation d'huile qui sont mesurés. La méthode utilisée est la méthode ASTM D 4055 pour la détermination des particules insolubles de taille supérieure à 0.80 μm. Le grade SAE est la classification de la viscosité de l'huile suivant la charte de la Société mondiale de l'ingénierie automobile (Society of Automotive Engineers - SAE).
Pour informations complémentaires, voir Infolettre Mars 2011.
Le point d'ébullition dépend de la concentration d'antigel dans un liquide de refroidissement. La température de fonctionnement maximum du système réfrigérant devrait être inférieure au point d'ébullition. Ce point d'ébullition d'équilibre indique la température à laquelle l'échantillon commencera à bouillir dans un système de réfrigération sous des conditions d'équilibre à la pression atmosphérique.
L'analyse de copeaux identifie l'alliage des copeaux récupérés par les capteurs magnétiques dans les composants aéronautiques. Ce test facilite la localisation du bris (i.e. engrenage, roulement, etc.) lorsque les alliages de ces composants sont connus. La composition des copeaux récupérés sur les capteurs magnétiques ou par analyse de filtre est identifiée par la méthode ICP (inductively coupled plasma) et décrite par le numéro AMS (Aerospace Material Specification). L'analyse des copeaux Tribologik® est certifiée parPratt & Whitney Canada pour les moteurs fabriqués par cette entreprise.
Le point de trouble d'un liquide correspond à la température à laquelle des cristaux de paraffine se forment pour obstruer les systèmes de filtration.
La couleur, l’odeur, la clarté, le précipité et le moussage sont une indication du degré d’usure du liquide. Le précipité est un solide formé dans le liquide par contamination. Le moussage peut résulter d’une agitation excessive, de niveaux impropres de liquide, de fuites d’air, de la contamination ou de la cavitation.
Pour plus d’information, voir Infolettre Février 2015.
Le test de conductivité d'un liquide de refroidissement analyse la capacité de ce liquide à résister au transport de courant électrique entre deux métaux différents. Un niveau élevé de conductivité peut conduire à la corrosion. Le degré de conductivité est déterminé par la concentration de glycol et d'additifs dans le liquide. Les inhibiteurs, les silicates, les contaminants et les composants lourds de l'eau peuvent conduire au bris de la pompe à eau.
Pour plus d’information, voir Infolettres Avril 2011 et Février 2014
Le liquide de refroidissement est un fluide circulant à travers un système mécanique afin d'en prévenir la surchauffe (ex : un moteur) en dissipant ou en transférant la chaleur produite par ce système vers un autre système. Les liquides de refroidissement sont généralement composés d'eau, de glycol et de différents additifs anti-corrosion. Les tests de conductivité et de pourcentage en glycol indiquent la capacité du liquide à refroidir l'équipement alors que l'analyse spectrométrique permet la détection des particules d'usure métalliques présentes dans le liquide à cause de l'usure mécanique, de la contamination par le lubrifiant ou de la dégradation des additifs.
Pour plus d’information, voir InfolettreAvril 2011
Le test de corrosion du cuivre utilise une bande de cuivre pour détecter la corrosion des métaux jaunes par les produits pétroliers. La corrosion du cuivre indique le degré relatif de corrosivité d'un produit pétrolier causé par ses composants actifs de soufre. On évalue les résultats en comparant les taches sur la bande de cuivre avec une échelle de couleurs comprise entre 1a et 4c. Ce test est largement utilisé sur les huiles pour les turbines, les systèmes hydrauliques et les boîtes d’engrenages.
Pour plus d’information, voir Infolettre Avril 2013
Le test de crépitement détecte la présence d'eau libre ou émulsifiée dans l'huile. À l'aide d'une plaque chauffante, cette méthode simple a la capacité de détecter jusqu'à 1000 ppm (0.1%) d'eau dans l'huile. Les résultats sont soit positifs, soit négatifs. La présence d'eau dans un liquide non aqueux indique une contamination provenant d'une source extérieure ou de la condensation. Des niveaux excessifs d'eau peuvent causer la dégradation du lubrifiant ou la corrosion du composant.
Pour plus d’information, voir InfolettreJuin 2011
The Density of fuel or coolant helps determine the fluid's composition and describes the ratio of mass and volume of a liquid, usually in the units of Kg/L. Fuel density is determined by the choice of crude oils in the blending and refining process where a higher fuel density results in more power and fuel economy.
Pour plus d’information, voir Infolettres September, October, November and December 2013.
La lecture directe mesure la quantité de particules d'usure ferreuses dans un échantillon afin d'indiquer tout changement dans le taux et la sévérité de l'usure dans les composants de la machine. Le DR indique la quantité de particules dont la taille est plus grosse et plus petite que 5 microns dans un échantillon d'huile de 1 ml. Il indique la concentration totale de particules d'usure (WPC) et le pourcentage de grosses particules (PLP).
La distillation est un procédé de séparation des mélanges de produits pétroliers dont les températures d'ébullition sont différentes. Cette technique de détermination de la température d'ébullition permet d'évaluer l'indice de cétane du carburant diesel et par conséquent ses caractéristiquesd’auto inflammation (qualité d'allumage). On détermine la température d’ébullition à laquelle 95 % du carburant diesel est distillée par la méthode ASTM D 86. Réduire cette température diminue légèrement les émissions d’oxydes d’azote(NOx) mais augmente les émissions d’hydrocarbures et de monoxyde de carbone(CO).
Pour plus d’information, voir InfolettreNovembre 2013.
La distillation sert à déterminer le pourcentage d'eau dans les produits pétroliers, le goudron et les matériaux bitumineux.
Le test de point de feu en vase ouvert détermine la température en degrés Celsius à laquelle l'huile s'enflamme et continue à brûler lorsqu'elle est exposée à une flamme ouverte. Il détecte la contamination des matières volatiles par des produits relativement non volatiles.
Ce test détermine la température en degrés Celsius à laquelle le lubrifiant produit une étincelle en présence d'une flamme. Il détecte la contamination des matières relativement non volatiles par des produits volatiles. Une baisse du point d'éclair par rapport à celui de l'huile neuve augmente le risque d'incendie. Le point d'éclair est utilisé pour classer les matières inflammables et combustibles selon les réglementations du transport et de la sécurité.
Pour plus d’information, voir InfolettreSeptembre 2011
Cette méthode couvre la détermination gravimétrique par filtration de contaminant particulaire dans un échantillon de carburant de turbine d'aviation. L’objectif est de minimiser ces contaminants afin d’éviter l’obstruction des filtres et d’autres problèmes opérationnels.
La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) est une technique d’analyse statistique employée pour extraire de l’information sur les liens chimiques ou la structure moléculaire des matériaux. L’analyse infrarouge détecte rapidement la dégradation et la contamination du lubrifiant. La présence de produits chimiques de dégradation causés par l'oxydation, la nitration, la formation de sulfates, la décomposition du lubrifiant et l'épuisement des additifs anti-usure, ainsi que celle de contaminants tels que la suie, l’eau, l’éthylène glycol et le carburant non brûlé est utilisée pour mesurer le degré de dégradation de l’huile.
L’huile exposée à l’oxygène dans l’air à température élevée s’oxydera et formera une variété de composés dont une majorité de composés carbonylés, incluant des acides carboxyliques. Ces substances contribuent à l’acidité de l’huile, ce qui épuisera les additifs basiques de l'huile et contribuera à la corrosion.
Les oxydes d’azote (NOx)sont produits par l’oxydation de l’azote atmosphérique durant le processus de combustion. La nitration augmente la viscosité de l’huile et constitue la principale cause de l’accumulation de vernis ou de laque.
Les oxydes de soufre sont produits par la combustion de composés de soufre présents dans le carburant et peuvent réagir avec l’eau pour former de l’acide sulfurique. L’acide sulfurique est neutralisé par les additifs basiques de l’huile, formant des sulfates inorganiques.
Pour détecter la dégradation de l’huile de base dans un lubrifiant synthétique, il faut surveiller deux régions : la région I indique que les produits de décomposition sont surtout composés d’alcools ou de groupes acides à faible liaison d'hydrogène; la région II indique les nombreux sous-produits à liaison d'hydrogène formés par le lubrifiant de polyester
Avec l’analyse spectrométrique et le test de viscosité, l’analyse infrarouge FTIR est l’un des trois tests de base effectués sur tous les échantillons pour diagnostiquer la condition du lubrifiant.
Le point de congélation mesure la température à laquelle un liquide de refroidissement se solidifie. Il varie selon la concentration d'antigel dans le liquide de refroidissement.
Pour plus d’information, voir Infolettres Avril 2011 et Février 2014
L’indice de cétane mesure la qualité d’ignition du diesel. La formule de calcul de l’indice de cétane estime directement l’indice ASTM de cétane des carburants distillés à partir de la densité et du point d’ébullition médians de l’API (American Petroleum Institute). Pour plus d’information, voir Infolettres September, October, November and December 2013.
Pour plus d’information, voir Infolettres Septembre, Octobre, Novembre and Décembre 2013
La méthode de Chromatographie en phase gazeuse mesure la concentration de carburant dilué dans l’huile ou la concentration de glycol dans les huiles à transmission.
La Chromatographie en phase gazeuse peut déterminer quantitativement la concentration de glycol dans l’huile à transmission. On peut en déduire des tendances qui peuvent alerter sur les problèmes potentiels tels l’augmentation de l’usure de l’équipement, la corrosion et une lubrification déficiente.
Pour plus d’information, voir InfolettreOctobre 2011.
L'analyse élémentaire par ICP (inductively coupled plasma) détecte jusqu'à 23 éléments dont le soufre, susceptible de contaminer le carburant suite à l'usure mécanique, la contamination ou la déplétion des additifs. La méthode SP est efficace pour détecter les petites particules mais elle ne détecte pas correctement les grosses particules d'usure sévère de plus de 6 microns.
Avec l’analyse infrarouge (FTIR) et la viscosité, la spectroscopie ICP est l’un des trois tests de base effectués sur tous les échantillons de lubrifiant. La spectroscopie permet en effet de détecter non seulement la condition du lubrifiant mais aussi la condition de l’équipement et de ses composants.
Les métaux d'usure comprennent le fer, le cuivre, le plomb, l'étain, le chrome, l'aluminium, l'argent, le nickel, le magnésium, le vanadium, le titane, le cadmium, le molybdène et le manganèse. Les contaminants du lubrifiant sont la silicone, le bore, l'aluminium, le sodium et le potassium. Les additifs incluent le lithium, le phosphore, le zinc, le calcium, le baryum, le bore, le sodium, le molybdène, le magnésium, le silicone et l'aluminium.
Le test de glycol détermine la présence d'éthylène glycol dans les huiles lubrifiantes minérales. Un résultat positif peut indiquer une fuite du système de refroidissement favorisant ainsi l'apparition d'usure, de corrosion, d'écoulement et la dégradation du lubrifiant. Si l'analyse détermine qu'il y a présence d'eau ou d'antigel, des tests plus poussés sont effectués à l’aide de pastilles de réactif afin de confirmer s'il y a contamination par l'éthylène glycol.
Pour plus d’information, voir InfolettreOctobre 2011.
L'analyse gravimétrique filtre les contaminants insolubles qui se forment à la suite de la dégradation du lubrifiant, et indique leur valeur en poids. Ces sous-produits de l'huile usée forment un vernis qui se dépose à la surface des équipements, ce qui réduit la performance du lubrifiant et entraînera un bris mécanique.
Pour plus d’information, voir la description du Vernis et Infolettre Février 2011
La graisse est un lubrifiant semi-solide de viscosité élevée, composée d'huile lubrifiante, d'une matière épaississante (savon ou acide gras) et de différents additifs (notamment le lithium) pour en améliorer la viscosité, la durabilité ou la résistance. Les graisses sont soit utilisées comme scellants, pour lubrifier des pièces ne pouvant être lubrifiées souvent ou pour réduire le frottement entre deux pièces là où l'huile ne peut adhérer. La détection des métaux d'usure (spectroscopie ICP) et l'indice de quantification des particules (PQ Index) sont les deux tests habituellement prescrits pour les graisses.
Le test de titration d’eau de Karl Fischer est utilisépour les composants et les applications où la contamination par l’eau peut causer une dégradation grave du lubrifiant et doit donc être maintenue très basse. La méthode de titration de Karl Fischer mesure et rapporte le contenu en eau en pourcentage (e.g. 0.005% = 50 ppm).
Pour plus d’information, voir InfolettreJuin 2011.
Le Comptage de particules compte les particules de dimensions supérieures à 4, 6, 14, 25, 50, et 100 microns et sont rapportées selon le Code de propreté ISO 4406. Si l’eau est présente en quantité supérieure à 300 p.p.m., il n’est pas possible de procéder au comptage de particules n’est pasparticle counting is unachievable.
L'indice de quantification des particules mesure la masse de débris d'usure ferreux dans un échantillon et les présente comme indice par effet Hall peu importe leurs dimensions. L'indice PQ est un nombre sans unité capable de suivre des tendances avec une linéarité acceptable sur un large éventail de débris ferreux et de dimensions. Plus l'indice est grand, plus l'usure ferreuse est importante.
Pour plus d’information, voir InfolettreOctobre 2014.
La mesure du pH révèle le niveau d’acidit ou d’alcalinité du liquid de refroidissement. Un pH acide conduira à la corrosion des composants ferreux, alors qu’un pH basique occasionnera plutôt la corrosion des composants en cuivre et en aluminium.
Pour plus d’information, voir InfolettreAvril 2011.
Les matières insolubles dans le pentane sont des contaminants d’usure métalliques provenant de l’oxydation de résines, de poussières, de la suie et d’autres matières similaires. Les insolubles dans le pentane coagulés peuvent obstruer les filtres à l’huile. En circulant dans le moteur,l’huile non filtrée causera des dépôts sur les pistons, l’usure des roulement et ultimement le bris du moteur.
Le point d'écoulement d'un liquide correspond à la température à laquelle le carburant (ou l'huile) fige lorsqu'on l'incline à 90°. Il indique la fluidité à basse température. Le point d'écoulement est un facteur important pour faciliter les démarrages et le pompage de l'huile ou du carburant par temps froid.
Le test de Patch détermine par filtration le niveau de particules solides (métalliques et non métalliques) présentes dans le filtre d’un moteur d'aéronef. La présence de contaminants accélèrera l’usure de l’équipement.
L'analyse spectrophotométrique quantitative extrait et mesure les contaminants insolubles formés à la suite de la dégradation du lubrifiant. Ces sous-produits de l'huile usée forment un vernis qui s'accumule à la surface des équipements, ce qui réduit la performance et conduit au bris mécanique. Le test QSA analyse les particules au moyen d'un spectrophotomètre, mesure la couleur ainsi que l'intensité des matières insolubles et les rapporte en valeur CIE dE.
Pour plus d’information, voir InfolettreFévrier 2011.
Le test RPVOT, précédemment appelé RBOT mesure la résistance du lubrifiant à l’oxydation et à la formation de boue en soumettant l’échantillon à des conditions de stress élevé telles la haute température, la haute pression, l’eau, l’oxygène et une bobine de fil de cuivre comme catalyseur. L’évaluation du niveau actuel d’oxydation de l’huile en service permet d’évaluer le temps qu’il lui faudra pour s’oxyder complètement en comparaison avec l’huile neuve.
Le test RULER® (Remaining Useful Life Evaluation Routine) mesure la résistance à l'oxydation des huiles de turbines et autres lubrifiants (graisses). Ce test peut déterminer la durée de vie d'une l'huile en service en comparant ses concentrations anti-oxydantes (inhibiteurs anti-oxydation) par rapport à son état neuf. On peut utiliser le RULER® pour déterminer de manière proactive les intervalles entre les vidanges d'huile et pour allonger ces intervalles en remplaçant les additifs antioxydants au bon moment. Le RULER® peut aussi servir à quantifier les niveaux d'antioxydants de l’huile neuve au moment de sa réception ou dans les réservoirs. Il sert aussi à déceler les conditions anormales de fonctionnement, par exemple un épuisement soudain des antioxydants, afin de prévenir les bris d'équipements.
Pour plus d’information, voir InfolettreFévrier 2013.
Le test de point d'éclair Seta en vase clos utilise un petit vase fermé afin de déterminer la température du point d'éclair d'un échantillon. Le point d'éclair peut indiquer la présence possible de matériaux très volatiles et inflammables. Le point d'éclair est utilisé pour classer les matières inflammables et les combustibles selon les réglementations de sécurité et du transport.
Le TAN indique la quantité de matière acide présente dans le lubrifiant. Une augmentation du TAN par rapport au produit neuf indique qu'il y a oxydation ou contamination par un produit acide. Le résultat est exprimé en milligrammes d’hydroxyde de potassium (KOH) nécessaires pour neutraliser l'acide dans un gramme du produit testé.
Le TBN mesure la réserve d'alcalinité d'un lubrifiant. Le résultat de ce test est exprimé en en équivalent d’hydroxyde de potassium (KOH) dans un gramme du lubrifiant testé. Un grand nombre d'additifs utilisés dans les huiles moteurs contiennent des matériaux alcalins destinés à neutraliser les produits acides provenant de la combustion. Un TBN élevé est associé à la protection des segments et des chemises de cylindres contre la corrosion. Une baisse anormale du TBN peut indiquer une diminution de la capacité de l'huile à neutraliser l'acidité ou un épuisement d'additifs.
Ce test examine le contenu combiné de toutes les substances organiques et inorganiques en suspension moléculaire, ionisée ou micro-granulaire dans un liquide. Il est affecté par la concentration du glycol/eau et la concentration des additifs dans le liquide réfrigérant. Les inhibiteurs chimiques, les silicates, les contaminants et la dureté de l'eau peuvent affecter les joints de pompes à eau.
Le vernis est un film mince et insoluble dans l'huile, qui se forme à partir de sous-produits et de dépôts de dégradation d'huile. Il se développe à la longue sur les surfaces internes des machines lubrifiées. La formation de vernis dans les systèmes hydrauliques peut causer des arrêts brusques et de graves problèmes de fonctionnement s'il n'est pas détecté à temps, par exemple l'usure excessive des pompes, l’augmentation du frottement dans les roulements et le colmatages des servovalves. Il agit comme un isolateur, réduit l'effet de refroidissement des échangeurs de chaleur, abaisse la résistance de l’huile à l'écoulement et obstrue les filtres. Le potentiel de formation de vernis est évalué par l’analyse spectrophotométrique quantitative (Quantitative Spectrophotometric Analysis, QSA), sur une échelle de 1 ~ 100 qui indique la tendance du lubrifiant à former du vernis. Plus le QSA est élevé, plus grande est la probabilité que l'huile produise du vernis. Une valeur mesurée de QSA supérieure à 40 indique un niveau élevé de vernis.
Pour plus d’information, voir InfolettreFévrier 2011.
L'indice de viscosité détermine la variation de la viscosité cinétique causée par les variations de température des produits pétroliers entre 40°C et 100°C. Un indice élevé indique une baisse moins importante de viscosité lorsque la température du lubrifiant augmente. L'indice de viscosité est un numéro unique indiquant l'effet du changement de température sur la viscosité cinétique de l'huile.
La viscosité, ou poids de l’huile, mesure l'épaisseur ou la minceur de l'échantillon d'huile. Ce test mesure le temps que prend un certain volume d'huile à s'écouler sous l'effet de la gravité, ce qui détermine ainsi sa viscosité cinétique à 40°C. Les fabricants d'équipements spécifient la viscosité du lubrifiant à utiliser tout en précisant les limites de la machine, la capacité de charge et le taux d'évacuation de la chaleur. Avec l’analyse infrarouge FTIR et la spectroscopie par ICP, la viscosité est un des trois tests de base effectués sur tous les échantillons d’huile analysés.
Le test de viscosité à 100°C mesure l'épaisseur de l'huile à haute température. Ce test mesure le temps que prend un certain volume d'huile à s'écouler sous l'effet de la gravité, déterminant ainsi sa viscosité cinétique à 100°C, soit la température opérationnelle de l’équipement. Avec l’analyse infrarouge FTIR et la spectroscopie par ICP, la viscosité est un des trois tests de base effectués sur tous les échantillons d’huile analysés.
Les sédiments sont les impuretés et les résidus insolubles, tels que la poussière, les écailles de rouille et l'eau libre, présents dans les produits pétroliers. La méthode la plus efficace pour déterminer la teneur en eau et en sédiments exprimée en pourcentage du volume (V/V) est la méthode par centrifugation. La méthode ASTM D 1796 est utilisée pour la détermination de l'eau et des sédiments dans les carburants dans un intervalle compris entre 0 et 30 % du volume. La méthode ASTM D96 est utilisée pour la détermination de l'eau et du sédiment dans le pétrole brut et les lubrifiants.
Le test de détection des débris ferreux utilise la magnétométrie pour mesurer la contamination de l’huile quelle que soit la grosseur des particules. Ses résultats étant indiqués en PPM, FDM est considéré comme un indice de quantification des particules (PQ) avancé pouvant indiquer des tendances en parties par million (PPM), ce qui n’est pas le cas pour le PQ, dont les résultats ne sont présentés qu’en tant qu’indice sans unités qualifiées. Le FDM peut être utilisé pour mesurer les débris d’usure ferreux non combinés dans l’huile ou la graisse et ce dans une grande variété de machineries industrielles et maritimes.