Compression d'air : Choisir les lubrifiants optimaux pour longévité et efficacité

Par Steve Gahbauer

Les compresseurs d'air et de gaz de précision dépendent d'une maintenance méticuleuse et d'une lubrification appropriée pour atteindre une performance optimale.

La lubrification remplit trois fonctions essentielles : réduire le frottement, étancher les composants critiques et dissiper la chaleur. Les huiles de compresseur sont constamment exposées à des températures élevées, la compression de gaz réactifs, la dilution, la condensation et les contaminants abrasifs, donc le fluide doit avoir la composition et les additifs corrects pour assurer longue vie et fonctionnement fluide.

L'utilisation d'hydrocarbures synthétiques, de silicones ou d'huiles polyglycol peut significativement prolonger la durée de vie du compresseur. Leurs avantages incluent une haute résistance à l'oxydation, un indice de viscosité naturel élevé, un point d'écoulement bas, une résistance de film accrue, une volatilité réduite et une tendance diminuée à former du carbone.

De bons lubrifiants de compresseur dépendent du choix d'une base appropriée et d'additifs, d'une application correcte et d'une surveillance diligente, a expliqué Inga Kuksis, spécialiste produits et fluides chez Petro‑Canada Lubrifiants Inc. lors d'une réunion de la Society of Tribologists and Lubrication Engineers (STLE) à Toronto.

La durée de vie est influencée par la composition, températures d'exploitation, épaisseur de film, viscosité, volatilité et capacité de cisaillement. Les huiles minérales répondant à ces exigences incluent des huiles de base comme les polyalphaoléfines (PAO), polyalkylène glycol (PAG), esters de compression de gaz industriels, polyol esters et diesters de silicone. Les esters de phosphate sont souvent ajoutés pour la résistance au feu. La demande de stabilité à l'oxydation augmente avec l'expansion des opérations d'usine, avec des températures de refoulement plus chaudes et des besoins de refroidissement accrus, tandis que les températures ambiantes élevées réduisent la capacité de refroidissement de l'huile.

Le contrôle de la corrosion et la séparation de l'eau sont aussi critiques, et la compatibilité des huiles est une considération clé. De nombreux fluides de compresseur sont compatibles, a dit Roy Hoppe, conseiller technique pour carburants et lubrification chez Shell Canada Products. Les huiles minérales sont compatibles avec les fluides synthétiques PAO et diester, mais l'ajout d'huile minérale peut dégrader la performance des fluides synthétiques. Les huiles minérales et fluides synthétiques PAO ne sont pas compatibles avec les fluides PAG et à base de silicone. Un nettoyage approfondi avant le changement d'huile ou l'ajout de nouveau lubrifiant est essentiel.

Additifs — chimiquement actifs ou inertes — confèrent ou renforcent des propriétés désirables dans le lubrifiant. Comme ils influencent la performance, une sélection soignée est essentielle.

Dans une récente présentation à la STLE à Hamilton, Don Johnston, gestionnaire régional pour Lubrizol Canada, a décrit les fonctions des neuf additifs d'huile les plus courants : détergents, dispersants, agents anti-usure, agents extrême-pression, inhibiteurs de mousse, modificateurs de frottement, inhibiteurs d'oxydation, inhibiteurs de corrosion et modificateurs de viscosité.

Les détergents nettoient les pièces internes du moteur, neutralisent les acides de combustion et inhibent la corrosion et l'oxydation. Ils contiennent des métaux qui produisent des cendres et sont basés sur divers substrats. Certains détergents réagissent avec l'eau ou contaminants acides, causant l'épaississement de l'huile et éventuellement son gélification.

Garder les pièces propres

Les dispersants stabilisent les dispersions colloïdales, les empêchant d'agglomérer et de quitter l'huile sous forme de saleté. Ils aident aussi à garder les pièces propres à basses températures et protègent contre la croissance de particules contaminantes. Cependant, les dispersants interagissent avec d'autres additifs et peuvent affecter la viscosimétrie de l'huile, rendant difficile le respect de critères spécifiques à basse température.

Les additifs anti-usure et extrême-pression sont efficaces sous conditions de film mixte et de lubrification limite. Ils créent un film limite cisaillé sur les surfaces métalliques pour prévenir les grippages sous haute température, charge lourde ou opération prolongée. Comme ils contiennent généralement phosphore, soufre, chlore ou bore, ils peuvent corroder les métaux tendres comme le cuivre ou le plomb.

Les inhibiteurs d'oxydation améliorent la performance en prévenant la dégradation oxydative, tandis que les inhibiteurs de corrosion atténuent la corrosion ferreuse, des métaux jaunes et du plomb, protégeant composants comme roulements et joints.

Les inhibiteurs de mousse sont peu solubles dans l'huile. Ils brisent les bulles de mousse en s'adsorbant sur la surface de la bulle et en modifiant la tension superficielle.

Les modificateurs de frottement réduisent la chaleur et la consommation de puissance élevée. Ils n'éliminent pas le frottement entièrement mais le réduisent en s'adsorbant sur les surfaces métalliques plutôt qu'en réagissant chimiquement, maintenant ainsi un fort film anti-compressif et éliminant la chaleur des zones de contact métal-métal.

Les modificateurs de viscosité épaississent l'huile à haute température et la fluidifient à basse température, permettant la formulation d'huiles multigrades.

Choisir le bon fluide de compresseur est une décision complexe. Un fonctionnement fluide des compresseurs d'air de votre usine requiert des choix éclairés sur lubrifiants et additifs.

Steve Gahbauer est ingénieur et rédacteur pigiste basé à Toronto, ancien rédacteur en chef ingénierie de PLANT et contributeur régulier. Courriel gahbauer@rogers.com.

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