Viscosité des lubrifiants acceptables sur le plan environnemental

Problématique / Besoin :

La viscosité cinématique et l'indice de viscosité sont des paramètres importants dans la spécification et la surveillance des EAL. La série de viscosimètres SVM x001 d'Anton Paar offre la solution parfaite pour des tests de viscosité fiables et conformes aux normes. 

Méthode utilisée / Réponse apportée :

1. Introduction

Les lubrifiants écologiquement acceptables (abréviation : EAL) sont essentiellement des lubrifiants biodégradables, peu toxiques et non bioaccumulables. Ils peuvent être biosourcés (par exemple huiles végétales) ou synthétiques (par exemple Esters, PAG ou PAO). Dans l'UE, les lubrifiants classés comme EAL reçoivent le label écologique de l'UE (EEL). Pour aider les clients à trouver ces lubrifiants, l'UE a publié une liste de classification des substances lubrifiantes (LuSC) qui répertorie les fluides de base et les additifs. Cette liste est continuellement élargie à mesure que de nouveaux produits et fabricants entrent sur le marché. La demande en EAL augmente à mesure que les utilisateurs de machines (industrie maritime ou minière, forestière ou construction) doivent minimiser l'impact environnemental de leurs équipements. Mais il y a aussi une pression de la législation. Par exemple, le US Vessel General Permit (VGP) et le US Small Vessel General Permit (sVGP) stipulent l'utilisation des EAL pour plusieurs tailles de navires pour toutes les applications avec une interface huile-eau, comme les tubes de poupe, les gouvernails ou les hélices. 

2. Pourquoi mesurer la viscosité

Beaucoup de ces huiles sont des lubrifiants industriels, de sorte que la viscosité cinématique de ces EAL est classée selon les grades de viscosité ISO 3448 (ISO VG). Comme pour les lubrifiants à base d'huile minérale, la viscosité est un paramètre important pour le contrôle qualité et la certification des fluides de base ainsi que du "mélange EAL" final. Les fabricants doivent s'assurer que le produit répond aux spécifications pertinentes. Les paramètres de spécification importants sont :

• Viscosité cinématique à 40° C et 100° C, pour certains types également d'autres températures, comme 0° ou -20° C
• Indice de viscosité (VI)
• Densité à 15° C

La viscosité est également un paramètre clé pour la surveillance de l'état de l'huile (OCM). Un bon OCM est essentiel pour éviter les dommages et les temps d'arrêt coûteux de l'équipement. 

3. Echantillons testés pour ce rapport

• Plantosyn 3268 ECO : huile hydraulique multi-grade HVI à base d'ester synthétique à usage général; ISO VG 46.
• Plantohyd 32 S : huile hydraulique et lubrifiant haute performance à base d'ester synthétique; ISO VG 32
• Plantogear 220 S : huile lubrifiante et huile pour engrenages industriels EP à base d'esters saturés synthétiques; ISO VG 220
• Naturelle Fluid HF-E46 : fluide hydraulique ignifuge de type HFDU destiné à être utilisé dans les équipements industriels à base d'esters synthétiques; ISO VG 46
• BRSO 750 : huile lubrifiante industrielle à base d'huile de colza soufflée
• BISOL : agent de démoulage à faible viscosité pour la construction et la production d'asphalte à base d'huile de colza
• BIPOL 150 : lubrifiant universel pour la sylviculture, l'agriculture et plus, à base d'huile de colza pressée à froid
• Ecogear Synt 150 : huile pour engrenages haute performance entièrement synthétique

4. Mesure

Toutes les huiles n'ont pas besoin d'être testées à toutes les températures ci-dessus, de sorte que des instruments différents peuvent être nécessaires. Par conséquent, deux configurations différentes ont été utilisées pour mesurer ces échantillons : 

• SVM 4001 avec Xsample 340 pour mesures à 40° C et 100° C ainsi que détermination VI (selon ASTM D2270). Cette configuration ne peut pas être utilisée pour les tests à basse température.
• SVM 3001 pour les mesures à 0° C et -20° C. Cet instrument peut également déterminer l'indice de viscosité selon ASTM D2270.

Configuration de l'instrument 

Jusqu'à une température de cellule de -20° C, aucun contre-refroidissement externe pour SVM 3001 n'est nécessaire. Pour nettoyer et sécher les cellules à basse température et pour garder l'intérieur sec, le point de rosée réglé pour la préparation de l'air à -40° C a été utilisé. 

Calibrage

Utilisez uniquement un instrument étalonné. L'étalonnage doit être effectué périodiquement à l'aided'étalons de références certifiés. Selon ASTM D7042, les normes de référence doivent être certifiées par un laboratoire qui répond aux exigences de la norme ISO / CEI 17025 ou à une norme nationale correspondante. Les étalons de viscosité doivent être traçables aux procédures de viscosimètre de référence. L'incertitude des étalons de densité ne doit pas dépasser 0,0001 g/cm3 pour chaque valeur certifiée. L'incertitude doit être indiquée (k=2; niveau de confiance de 95%). Utilisez un ou plusieurs étalons dans la plage de viscosité de vos échantillons. Si nécessaire, appliquez une correction d'étalonnage pour améliorer la reproductibilité. 

Préparation des échantillons

Si l'échantillon n'est pas fraichement prélevée d'une ligne de production ou d'un autre réservoir, l'homogénéisation de l'éprouvette peut améliorer la répétabilité de la mesure.

Remplissage

Avant d'effectuer des mesures, assurez-vous que l'ensemble du système est étanche, propre et sec. Pour le SVM 4001 avec Xsample 340 mais aussi pour le remplissage manuel, des seringues en plastiques à usage unique de 10 ml sont recommandées. N'utilisez jamais de seringues avec des joints en caoutchouc, car ces seringues ont tendance à aspirer des bulles. Pour le SVM 3001, utilisez des seringues en plastiques à usage unique de 5 ml. Injectez environ 1,5 ml comme premier remplissage. Après le pré-mouillage, remplissez au moins 1 ml ou jusqu'à ce que l'échantillon dans le tuyau d'évacuation soit exempt de bulles. La quantité d'échantillon typique est de 5 ml à 6 ml (y compris le pré-mouillage et les recharges). Le volume peut varier en fonction de l'échantillon.

Nettoyage

Solvants : 

SVM 4001 : pour les huiles testées, la benzine de pétrole (plage d'ébullition de 100° C à 140° C) en tant que solvant unique était suffisante. Pour un nettoyage efficace, en particulier de la cellule chaude supérieure, assurez-vous que la plage d'ébullition du solvant n'est pas inférieure à la température de la cellule. 

SVM 3001 (mesure basse température) : nettoyage avec deux solvants : benzine de pétrole pour le nettoyage et n-heptane pour améliorer le séchage.

Procédure de nettoyage manuel - basse température

• Appuyez sur le bouton de nettoyage pour ouvrir l'écran de nettoyage. Observez-le pendant la procédure de nettoyage pour obtenir des informations sur l'état de nettoyage du SVM
• Retirez l'échantillon des cellules (poussez à l'aide d'une seringue remplie d'air)
• Remplissez environ 2 ml de benzène de pétrole à l'aide d'une seringue et laissez la seringue connectée
• Déplacez le piston de la seringue plusieurs fois d'avant en arrière (moteur à  la vitesse de remplissage) pour améliorer les performances de nettoyage des cellules
• Pour les huiles collantes ou à haute viscosité, accélérez le moteur pendant quelques secondes en appuyant sur le bouton de vitesse du moteur et arrêtez-le à nouveau
• Soufflez de l'air pré-séché à travers les cellules pendant quelques secondes pour éliminer le mélange échantillon-solvant
• Répétez la procédure jusqu'à ce que le liquide atteigne approximativement la viscosité du solvant pendant que le moteur tourne à haute vitesse
• Effectuer un rinçage final avec du n-heptane pour éliminer les résidus
• Observez l'écran de nettoyage. Séchez les cellules de mesures avec de l'air pré-séché jusqu'à ce que la valeur de nettoyage devienne verte et reste constamment verte. 

5. Résultats

Ce rapport montre les résultats de mesure et les données de précision qui ont été obtenus sur huit échantillons EAL différents. Les résultats pour chaque échantillon sont basés sur les valeurs moyennes d'une série de n = 10 mesures répétées (nettoyage entre des résultats valides). Les échantillons ont été mesurés selon les normes ASTM D7042 et ASTM D4052. L'indice de viscosité est calculé selon ASTM D2270. Tous les résultats ont été obtenus en utilisant l'ajustement des travaux sans correction d'étalonnage. En particulier dans la plage de températures basses, les corrections d'étalonnage peuvent améliorer la reproductibilité des résultats. Aucune valeur de référence des lots testés n'étant disponible, les résultats sont comparés aux valeurs typiques (approximatives) des fiches d'information sur les produits. Ce sont généralement des valeurs arrondies de n'importe quel lot d'huile. Comme s'agit d'huiles industrielles, les grades de viscosité ISO (ISO VG) selon ISO 3448 sont utilisés. Pour la viscosité cinématique, l'ISO indique une plage de 10% par rapport à la valeur donnée.