De l’oxydation se produit dans les huiles moteurs lorsque les molécules d’oxygène se combinent chimiquement avec les molécules d’huile. Cela entraîne l’épaississement de l’huile, la formation d’acides et la perte des qualités que l’huile possédait à l’état neuf. L’huile oxydée peut causer des dépôts sur les pistons et les soupapes, ce qui peut diminuer la durée de vie du moteur.

Comme c’est le cas de la plupart des réactions chimiques, l’oxydation de l’huile est accélérée par la chaleur et la pression. Par conséquent, l’oxydation est un problème pour les moteurs à gaz fixes – à la fois les types de moteurs plus anciens et les nouveaux moteurs à mélange pauvre utilisés dans les opérations à haute température et à haute pression.

La chaleur en particulier accélère le processus d’oxydation. De plus, les charges du moteur influent sur les niveaux d'oxygène et la pression à l'intérieur du moteur, ce qui peut accélérer :

• la formation d’acides;
• la corrosion;
• l'augmentation de la viscosité (épaississement de l'huile);
• la formation de dépôts; et, en définitive,
• l'usure.

Des niveaux élevés d'oxydation nuisent à la performance optimale du moteur, car ils ont les conséquences suivantes :

• davantage de dépôts et de vernis qui accélèrent les taux d'usure des surfaces de contact;
• ·viscosité accrue et accumulation de boue;
• attaque corrosive;
• intervalles de vidange réduits.

Pour cette raison, la majorité des nouveaux moteurs de nos jours nécessitent une huile ayant une plus grande résistance à l’oxydation (la capacité de l’huile de résister à la dégradation). Comme on peut le voir à la Figure 1, dans des essais en laboratoire, SENTRON LD 8000 démontre une résistance élevée à l’oxydation (grâce à des antioxydants et à des huiles de base de grande qualité) et par conséquent, une durée de service potentielle exceptionnelle de l’huile.

Figure 1. Oxydation − essai de vieillissement de l’huile

Dans cet essai de vieillissement de l’huile, l’échantillon est exposé à de la chaleur, comme dans un essai IP48, mais au lieu de faire circuler des bulles d’oxygène, on utilise un mélange NOx / O₂ / air qui simule le contenu typique des gaz d’échappement d’un moteur à gaz naturel.

Le concept d’oxydation est étroitement relié aux acides qui se forment par suite du processus de combustion. L’oxydation réduit la durée de l’huile et sa capacité de neutraliser les acides. S’ils ne sont pas neutralisés, les acides peuvent attaquer les pièces métalliques des moteurs et leur durée de service ainsi que leur durabilité peuvent en souffrir.

Par conséquent, les HMGF nécessitent :

• une bonne capacité de neutralisation des acides (indice d’acidité ou TAN); et
• un bon maintien de l’alcalinité (indice de basicité ou TBN).

En ce qui concerne la durabilité des moteurs, un contrôle accru des acides contribue à des intervalles de vidange plus longs et réduit l’usure.

SENTRON LD 8000 va plus loin que SENTRON LD 5000 en matière de résistance à l’oxydation et de neutralisation des acides, offrant une capacité améliorée de prévenir les effets de la formation d’acides.

Dans des essais sur le terrain en situation réelle, SENTRON LD 8000 offre un meilleur contrôle de l’indice d’acidité dans un moteur CAT G3500TALE (voir la Figure 2) comparativement au principal concurrent classique mondial avec du gaz de pipeline, sous des charges élevées (> 90 %) en service de compression de gaz. Un meilleur contrôle de l’indice d’acidité peut améliorer la prévention de la corrosion.

Le maintien de l’indice de basicité (TBN) est une autre mesure qui aide à définir les propriétés de neutralisation d’acide d’une huile. En termes simples, plus le maintien de l’indice de basicité est élevé, plus la capacité de l’huile de neutraliser l’acide est grande. En neutralisant une plus grande quantité d’acide susceptible d’attaquer le métal, l’huile peut réduire au minimum la formation de dépôts, les piqûres et la corrosion.

SENTRON LD 8000 offre aussi un meilleur maintien de l’indice de basicité (TBN) avec du gaz de pipeline, sous des charges élevées (> 90 %) en service de compression de gaz dans un moteur Caterpillar G3500TALE comparativement aux principaux concurrents classiques (voir la Figure 3).

Figure 2. Essai sur le terrain Caterpillar G3500TALE

Figure 3. Essai sur le terrain Caterpillar G3500TALE

La nitration est un autre facteur qui influe sur la durée de l'huile et l'intervalle de vidange. Ce processus intervient naturellement lorsque l’huile est exposée à de la chaleur, à de l’oxygène et à des oxydes d’azote (NOx). Dans les moteurs à gaz, la nitration se produit lorsque l’huile entre en contact avec des composés d’oxyde d’azote. Elle a comme résultat la formation de boue, de vernis et de dépôts, qui peuvent causer de l'usure et réduire le rendement du moteur. Ces dépôts occasionnent aussi le gommage des segments racleurs, accroissent la consommation d'huile et diminuent la durée de vie des composants du moteur.

À l'instar des effets de l'oxydation, des niveaux de nitration élevés nuisent à une performance optimale du moteur en raison des facteurs suivants :

• viscosité accrue;
• changement de l'indice d'acidité, menant à une usure corrosive;
• formation de vernis et de dépôts dommageables sur les pièces du moteur;
• intervalles de vidange réduits.

Étant donné que le type d'huile peut définir la résistance à la nitration, il est important de sélectionner une huile de grande qualité qui est capable de résister à la dégradation causée par la température, les oxydes d'azote et les autres contaminants.

Dans certains modèles de moteurs, les NOx créés durant la combustion sont beaucoup plus importants, car il y a un contrôle plus strict du ratio air/carburant (conditions stœchiométriques). Cela entraîne une production accrue de NOx et donc de nitrates (moins d’oxygène libre). Il y a par conséquent de plus grandes chances que les limites critiques pour la nitration ou la formation d’acide nitrique soient atteintes. Ainsi, SENTRON LD 8000 est conçue pour contrôler efficacement la nitration dans ces environnements particuliers, réduisant son impact sur l’huile (voir la Figure 4).

Figure 4. Nitration – Essai de vieillissement de l’huile

Dans cet essai de vieillissement de l’huile, l’échantillon est exposé à de la chaleur, comme dans un essai IP48, mais au lieu de faire circuler des bulles d’oxygène, on utilise un mélange NOx / O₂ / air qui simule le contenu typique des gaz d’échappement d’un moteur à gaz naturel.

Métaux à l'état de traces et autres contaminants dans l'huile usagée

Les métaux à l’état de traces, les fuites de liquide de refroidissement, la poussière, la saleté et les contaminants dans le carburant que l’on trouve dans l’huile usagée influent aussi sur l’intervalle de vidange. Les métaux comme le fer, le plomb et le cuivre proviennent du contact métal contre métal ou de l’attaque corrosive ou érosive du moteur.

Un lubrifiant haute performance comme SENTRON LD 8000 protège le moteur contre ces contaminants dommageables, ce qui peut accroître les intervalles de vidange et réduire les temps d’arrêt au minimum. Lorsqu’un niveau de contamination excessif est observé, des mesures doivent être prises dès que possible pour contrôler, réduire ou potentiellement éliminer cette contamination de façon à assurer la longévité du moteur.

Intervalles de vidange exceptionnels favorisant la fiabilité du moteur

En résumé, les intervalles de vidange prolongés contribuent à la fiabilité du moteur. Un produit comme SENTRON LD 8000 qui offre un excellent contrôle des acides, de même qu’une résistance à l’oxydation et à la nitration, peut aider une installation à diminuer ses temps d’arrêt et à réduire ses coûts d’entretien et ainsi à accroître sa productivité et sa rentabilité

Comment le contrôle des dépôts et la propreté du moteur influent-ils sur la fiabilité d'un moteur?

Comme il a été discuté précédemment, la formation de dépôts (notamment de boue et de vernis) entraîne une perte de rendement et une usure accrue du moteur. Ces dépôts peuvent aussi accroître la consommation d'huile et raccourcir la durée de vie des composants du moteur.

Une HMGF offrant une performance de pointe peut jouer un rôle important en réduisant les dépôts et l'usure sur les soupapes, orifices, pistons, chemises et segments. Elle peut aussi aider à contrôle le renfoncement des soupapes. Cela peut signifier :

• une durée prolongée des moteurs, d'où des cycles d'entretien réduits et des économies de coûts;
• des moteurs propres offrant un rendement optimal et une consommation d'huile réduite;
• une réduction du déclassement (limitation de puissance) des moteurs de façon à maximiser la productivité et le potentiel de profits.

Comment les dépôts se forment-ils?

Les moteurs alimentés au gaz  sont conçus pour fonctionner à 100 % de leur puissance à des pressions et à des températures optimales. À mesure qu'ils fournissent un travail, cependant, des dépôts se forment inévitablement dans le moteur. Ces dépôts sont dus à de nombreux facteurs, y compris les processus d'oxydation et de nitration mentionnés précédemment. Le fait que les moteurs fonctionnent à régime constant et à température constante les rend aussi sujets à la formation de dépôts. Le type de cycle de service du moteur et l'environnement dans lequel il fonctionne jouent aussi un rôle dans la formation de dépôts.

Pourquoi est-il important de réduire les dépôts et de garder les moteurs propres?

Il est essentiel de réduire la formation de dépôts excessifs pour optimiser le rendement des opérations, diminuer les temps d'arrêt et maximiser les profits. Lorsque les moteurs sont chargés de dépôts, leur rendement peut en souffrir, ce qui risque d'entraîner :

• des températures encore plus élevées;
• des pertes d'énergie qui aurait pu autrement servir à créer de l'électricité ou à comprimer du gaz;
• des problèmes de préallumage; et
• des dommages aux moteurs.

En raison de ces dommages potentiels aux moteurs, les installations procèdent au déclassement des moteurs et réduisent les charges. Cette diminution des charges réduit la puissance des moteurs et peut se répercuter sur le résultat net.

Les dépôts peuvent aussi entraîner une usure accrue lorsqu'ils se forment dans les gorges de segment et empêchent les segments de se mouvoir.

Consommation d'énergie

Les dépôts peuvent entraîner un préallumage, ce qui créé de l’instabilité dans le moteur. Le rendement du moteur peut alors en souffrir.

Par exemple, si les pistons ne peuvent monter et descendre librement, davantage d'énergie est utilisée. Le moteur doit donc travailler plus fort pour atteindre le même résultat, consommant par le fait même plus d'énergie, ce qui peut faire augmenter les coûts d'exploitation.

Déclassement des moteurs

Lorsqu’un moteur est déclassé, c’est parce qu’il ne fonctionne pas à des niveaux optimaux. Cela est souvent dû à la présence de dépôts qui soumettent le moteur à un stress additionnel jusqu'au point où il devient nécessaire de réduire sa puissance. Un moteur déclassé fonctionne à une température plus basse, ce qui occasionne une combustion incomplète et fait en sorte que davantage de dépôts se forment sur les surfaces métalliques et s'accumulent dans le moteur.

Une HMGF qui contribue à la propreté du moteur peut aussi aider à réduire le déclassement des moteurs et à maximiser leur performance.

Est-ce qu'une certaine quantité de dépôts (cendre) est nécessaire?

Ce ne sont pas tous les dépôts qui sont indésirables et dommageables.

Certains dépôts, sous la forme de cendre, sont nécessaires pour protéger les soupapes et prévenir le renfoncement des soupapes (la compression et l'usure prématurée du siège et de la tige de soupape dans la culasse).

Le résidu de cendre, qui persiste après que l'huile est brûlée durant l'opération, aide à prévenir le renfoncement prématuré des soupapes en formant une couche protectrice sacrificielle sur le siège de soupape et la tige de soupape, afin d'absorber l'impact entre les deux pièces lorsque celles-ci entrent en contact.

Qu'est-ce que les essais sur le terrain démontrent?

SENTRON LD 8000 aide à prévenir les dépôts excessifs - qui autrement entraîneraient une consommation d'huile élevée - et à réduire l'usure et le contact des pièces métalliques.

Dans des essais sur le terrain en situation réelle, SENTRON LD 8000 a démontré un contrôle exceptionnel des dépôts, avec une protection antiusure qui améliore la fiabilité et réduit les temps d'arrêt. Ces résultats démontrent une excellente propreté des pistons, ce qui peut contribuer à une consommation d'huile réduite et à une durée de vie accrue du matériel entretenu selon un programme d'intervalles de vidange prolongés (voir les tableaux 3 et 4).

Tableau 3. Essai sur le terrain de SENTRON LD 8000 – moteur Waukesha F3521 GSI – sommaire des conditions de fonctionnement du moteur

SENTRON LD 8000 démontre une faible cote de démérite pour les dépôts totaux sur les pistons dans un essai sur moteur Waukesha F3521 GSI, dans une application de cogénération à chaleur élevée.

Dans des essais sur le terrain, SENTRON LD 8000 a aussi démontré une propreté et un contrôle des dépôts exceptionnels dans un moteur à gaz fixe Caterpillar G3500TALE, dans une application de compression de gaz avec du gaz de pipeline et sous des charges élevées (>90 %) (voir le Tableau 4).

Tableau 4. Essai sur le terrain de SENTRON LD 8000 – moteur Caterpillar G3500TALE – sommaires des conditions de fonctionnement du moteur

Dans cet essai sur le terrain, SENTRON LD 8000 obtient un meilleur résultat que le principal concurrent intermédiaire mondial en ce qui concerne la cote de démérite pour les dépôts totaux sur le piston, ainsi que pour la formation de boue.

SENTRON LD 8000 a aussi été testée dans un moteur à gaz fixe Caterpillar G3516TALE neuf, dans une application de compression de gaz. Le moteur a été inspecté après 8 645 heures de service et son intervalle de vidange a été aussi long que la durée de l’essai sur moteur (voir les figures 5 à 11).

Figure 5. Piston

Très propre, sans aucune boue ni aucun vernis. Des dépôts minimes et du vernis sont visibles dans la zone des cordons de piston et des gorges de segment.

Figure 6. Tête de piston/face feu de la culasse

Dépôts minimaux de cendre excédentaire.

Figure 7. Chambre de combustion (sans soupape)

Très peu de résidu, appui complet des soupapes et dépôts excédentaires minimaux sur les sièges de soupape.

Figure 8. Soupapes

Vernis minimal sur les tiges de soupape, aucun dépôt de cendre excédentaire et motifs symétriques sur la tige indiquant la liberté de mouvement.

Figure 9. Bougies

Aucun dépôt excédentaire.

Figure 10. Face inférieure de la tête de piston

Immaculée.

Figure 11. Chemise de cylindre

Polissage négligeable de l'alésage et motif hachuré intact.

Après un essai sur le terrain de 6 500 heures dans un moteur à gaz fixe MAN E2842 LD322, d’une puissance de 420 kW à 1 500 tr/min avec du gaz de pipeline, SENTRON LD 8000 a laissé un dépôt de cendre très mince et bénéfique sur les culasses, les soupapes et les pistons. Les chemises de cylindre étaient en bon état avec le motif hachuré facilement visible.

Les dépôts excessifs peuvent se traduire par des coûts d’équipement et d’entretien accrus et avoir une incidence à la fois sur la fiabilité des moteurs et le résultat net de l’installation.

Propreté et durabilité exceptionnelles des moteurs

En résumé, les conditions de fonctionnement rigoureuses propres aux moteurs à gaz exigent une HMGF offrant à la fois une performance et une durée accrues de l’huile, tout en aidant à maintenir un excellent contrôle des dépôts dans le moteur.

Selon les essais sur le terrain, SENTRON LD 8000 peut faire en sorte que les moteurs soient parmi les plus propres qui soient en termes de dépôts. Sa technologie d’additifs perfectionnée et sa formulation au moyen d’huiles de base pures contribuent à la longévité des moteurs grâce à une durabilité et à une propreté améliorées.

Amélioration de la fiabilité des moteurs

À mesure que l’industrie conçoit de nouveaux moteurs, des lubrifiants novateurs sont aussi développés pour les protéger. Les HMGF SENTRON des Lubrifiants Petro-Canada sont des produits haute performance ayant fait leurs preuves en situation réelle dans un large éventail de conditions.

SENTRON LD 8000 a été mise au point pour repousser une fois de plus les limites de la performance, permettant aux Lubrifiant Petro-Canada de conserver leur position de chef de file sur le marché des HMGF en offrant une résistance accrue à l’oxydation et à la formation d’acides, des coûts d’entretien préventif réduits et un contrôle des dépôts amélioré.

Avantages clés

La technologie d’avant-garde de SENTRON LD 8000 fournit aux gestionnaires d’installation ou de service d’entretien et de réparation un lubrifiant SAE 40 à faible teneur en cendre révolutionnaire fabriqué à partir d’huiles de base pures à 99,9 % – parmi les plus pures du monde, offrant les avantages clés suivants :

• intervalles de vidange prolongés jusqu’à 300 % plus longs comparativement à la principale HMGN concurrente classique à l’échelle mondiale dans les applications de compression de gaz avec du gaz de pipeline, dans des conditions de charges élevées (> 90 %)^[1];
• combinaison d’additifs spéciaux fournissant un meilleur maintien de l’indice de basicité pour aider à neutraliser les acides, qui peuvent attaquer les surfaces métalliques; plus le maintien de l’indice de basicité est grand, plus grande est la capacité de l’huile de neutraliser les acides, de prolonger les intervalles de vidange et de réduire l’usure, la corrosion et les dépôts;
• prévention des dépôts grâce à un niveau de cendre optimisé pour diminuer l’usure des pièces métalliques du moteur, ce qui améliore la fiabilité et réduit les temps d’arrêt pour l’entretien.

Possibilités d'utilisation

SENTRON LD 8000 est offerte pour les mêmes applications que SENTRON LD 5000 et d'autres encore.  Elle convient idéalement :

• aux moteurs à quatre temps alimentés au moyen de gaz de pipeline, de gaz d’égout/biogaz prétraité et de certains gaz de procédé prétraités sélectionnés
• aux environnements à nitration élevée et à nitration faible; (cela permet aux installations de regrouper leurs stocks d'HMGF, car elle élimine le besoin de stocker un produit distinct pour les moteurs à nitration élevée);
• aux températures et aux pressions accrues caractéristiques des modèles de moteur plus récents;
• aux moteurs ayant un carter d'huile de plus faible capacité ou aux moteurs ayant des taux de consommation d'huile très bas (< 0,2 g/kWh).

Approbations/vérifications

SENTRON LD 8000 est conforme et supérieure aux normes de nombreux constructeurs différents avec approbations ou vérifications de constructeurs sélectionnés, y compris :

• vérification dans le moteur Caterpillar G3300-G3600 TALE;
• approbation dans le moteur MAN Nutzfahrzeuge M 3271-2 dans les applications utilisant du gaz;
• pré-approbation dans le moteur MTU BR 4000 dans les applications utilisant du gaz de pipeline

Conditionnement

SENTRON LD 8000 est disponible dans les conditionnements et unités de gestion de stock suivantes (peut varier selon l'emplacement géographique) :

• vrac : STN8LDBLK;
• grand récipient pour vrac (GRV) 1 040 L : STN8LDIBC;
• fût de 205 L : STN8LDDRM et DRP;
• seau de 20 L : STN8LDP20 (disponible en format « euro jug » en Europe : STN8LDJ20).

En résumé, les intervalles de vidange des HMGF, qui sont notamment basés sur la résistance à l’oxydation et à la nitration, le contrôle des dépôts et la propreté du moteur, jouent un rôle essentiel sur le plan de la fiabilité des moteurs et du résultat net d’une installation. Spécifiquement :

1. des intervalles de vidange prolongés réduisent les temps d'arrêt et maximisent le rendement et la rentabilité;
2. un contrôle exceptionnel des dépôts et une propreté remarquable des moteurs assurent une excellente optimisation des moteurs;

Sélectionnez la meilleure HMGF pour maximiser la fiabilité des moteurs et le résultat net

Afin d’atteindre une fiabilité maximale des moteurs et un résultat net optimal, les gestionnaires responsables de l’exploitation ou du service d’entretien et de réparation doivent sélectionner une HMGF qui offre des intervalles de vidange prolongés et un contrôle exceptionnel des dépôts.

Des essais sur le terrain démontrent que SENTRON LD 8000 fracasse l’intervalle de vidange accepté. Ce que l’on croyait auparavant inatteignable – jusqu’à 8 000 heures entre les vidanges ^[2] – sera bientôt la nouvelle norme. SENTRON LD 8000 démontre aussi un contrôle des dépôts et une protection antiusure exceptionnels. Le résultat global est une amélioration de la fiabilité, de la durabilité et de la propreté. L’utilisation de SENTRON LD 8000 réduit l’usure au minimum, ce qui diminue les temps d’arrêt et les coûts d’entretien et aide à prolonger la durée de vie des moteurs.

Blogue de ComGen Power Solutions. 2 Engine Oil Killers, Revolutions Per Minute. 25 février 2010.

Extending Oil Drain Intervals – Addressing the Root Cause. Bulletin Lubetrak. 2004

Leugner, Lloyd. Natural Gas Engine Lubrication and Oil Analysis – A Primer in Predictive Maintenance and Condition Monitoring. Machinery Lubrication. 2004.

Scott, Robert. Stationary Natural Gas Engine Lubrication. Machinery Lubrication, 2004.

Documentation sur les essais sur le terrain de l'huile SENTRON LD 8000 (LUB3091)

• Essai 1 : CAT G3516TALE
• Essai 2 : CAT G3606TALE
• Essai 3 : MAN E2842LE322
• Essai 4 : Waukesha F3521 GSI