Présentation des graisses

Les graisses sont conçues pour lubrifier les paliers et les engrenages lorsqu’une alimentation continue en huile est impossible. La graisse est une substance de consistance solide à semi-solide produite par la dispersion d’un agent épaississant dans un lubrifiant liquide. Dans de nombreux cas, des additifs spéciaux sont aussi utilisés pour améliorer la performance du produit. Au moment de sélectionner une graisse pour une application, il est important de considérer les caractéristiques comme la plage de températures de fonctionnement, la résistance à l’eau, la stabilité à l’oxydation, etc. D’autres caractéristiques comme la viscosité et la consistance sont aussi des facteurs clés à prendre en compte.

Les facteurs les plus importants qui influent sur les propriétés et les caractéristiques d’une graisse sont :

  • La quantité et le type d’épaississant
  • La viscosité et les caractéristiques physiques de l’huile

Une graisse a pour fonction de :

  • Réduire le frottement et l’usure
  • Protéger contre la corrosion
  • Sceller les paliers pour empêcher l’eau et les contaminants d’y pénétrer
  • Résister aux fuites, aux égouttures et à la projection
  • Résister au changement de structure ou de consistance en service
  • Maintenir une mobilité dans certaines conditions d’utilisation
  • Être compatible avec les joints d’étanchéité
  • Tolérer ou repousser l’humidité

Le procédé de fabrication typique des graisses ordinaires (ou simples) consiste à faire réagir un hydroxyde de métal avec un acide gras. L’hydroxyde de métal est généralement composé de lithium ou de calcium.

Les graisses simples au lithium s’utilisent dans des plages de températures étendues et ont une bonne résistance à l’eau. Les graisses simples au calcium offrent une bonne résistance à l’eau, mais offrent une piètre performance à haute température.

 

Comme les graisses ordinaires, les graisses complexes sont fabriquées au moyen d’acides gras, mais elles utilisent un acide carboxylique, qui est l’agent complexant. Cela donne au produit fini de bonnes caractéristiques à haute température ainsi que les caractéristiques de l’hydroxyde de métal de base. Les graisses complexes courantes comprennent les graisses au complexe de lithium, d’aluminium et de calcium.

La graisse complexe au sulfonate de calcium est composée d’une structure de savon micellulaire unique. Elle fournit les propriétés épaississantes de la graisse et est à l’origine de ses performances, notamment l’excellente protection anticorrosion et anti-usure.

 

Les graisses contiennent un pourcentage d’huile se situant entre 75 et 95 %, laquelle doit être d’une haute qualité et d’un grade de viscosité approprié selon l’application prévue. Les huiles de faible viscosité ou synthétiques conviennent généralement à des applications à basse température. Les huiles de faible viscosité sont utilisées dans des applications aux charges faibles ou aux vitesses élevées. En revanche, les huiles de viscosité élevées ou synthétiques sont utilisées généralement dans des applications à haute température. Les huiles de viscosité élevées sont aussi utilisées dans des applications aux charges élevées ou aux vitesses faibles.

Les additifs qui entrent le plus souvent dans la composition d’une graisse sont les suivants :


Agents d’adhésivité

Contribue à maintenir la graisse en place

Inhibiteurs d’oxydation

Prolongent la durée de vie de la graisse

Agents extrême-pression (EP)

Protègent contre la soudure et le grippage sous des charges élevées

Additifs anticorrosion

Protègent le métal contre l’eau

Agents antiusure

Préviennent l’abrasion et le contact métal contre métal

  • Consistance : il s’agit du degré de dureté de la graisse; qui peut varier considérablement selon la température. Voici les grades de graisses selon la classification du National Lubricating Grease Institute (NLGI) :

GRADE NLGI

PÉNÉTRATION À 25 °C (1/10 mm)

000

445 - 475

00

400 - 430

0

355 - 385

1

310 - 340

2

265 - 295

3

220 - 250

4

175 - 205

5

130 - 160

6

85 - 115

  • Stabilité du cisaillement : capacité d’une graisse à résister à des changements de consistance sous l’effet du travail mécanique. À des taux de cisaillement élevés, la consistance d’une graisse tend à changer (elle se ramollit généralement).
  • Séparation de l’huile : pourcentage d’huile qui se dissocie de la graisse dans des conditions statiques (p. ex. durant l’entreposage). Cette caractéristique ne permet pas de prévoir la tendance de l’huile à se séparer dans des conditions dynamiques.
  • Stabilité à haute température : capacité d’une graisse à conserver sa consistance, sa structure et ses caractéristiques de performance à des températures supérieures à 125 °C/260 °F.

Les cinq (5) catégories ci-dessous relatives aux graisses pour service automobile ont été élaborées par le NLGI. Cette classification (ASTM D 4950) couvre les graisses conçues pour la lubrification des composantes du châssis de même que des roulements de roue des automobiles, des camions et des autres types de véhicules. Le NLGI classe les graisses pour service automobile en deux (2) principaux groupes : les graisses pour châssis sont désignées par le préfixe L et les graisses pour roulements de roue sont désignées par le préfixe G.

Le tableau suivant décrit les cinq (5) catégories :


NLGI, CATÉGORIES RELATIVES AUX GRAISSES POUR SERVICE AUTOMOBILE

Catégorie

Entretien

Performance

Châssis LA

Intervalles de graissage fréquents (<3 200 km). Service léger (applications non critiques).

Résistance à l’oxydation, stabilité au cisaillement et protection contre la corrosion et l’usure améliorées.

Châssis LB

Intervalles de graissage prolongés (>3 200 km). Service léger à intensif (charges élevées, vibrations, exposition à l’eau).

Résistance à l’oxydation, stabilité au cisaillement et protection contre la corrosion et l’usure même dans des conditions de charge élevées et en présence de contaminants aqueux.

Plage de températures de -40 °C à 120 °C.

Roulements de roue GA

Intervalles de graissage fréquents. Service léger (applications non critiques).

Plage de températures de -20 °C à 70 °C.

Roulements de roue GB

Service léger à intensif (voitures, camions en milieu urbain et autoroutier).

Résistance à l’oxydation et à l’évaporation, stabilité au cisaillement et protection contre la corrosion et l’usure. Plage de températures de -40 °C à 120 °C avec pointes occasionnelles jusqu’à 160 °C.

Roulements de roue GC

Service léger à rigoureux (véhicules effectuant des arrêts fréquents, tractage de remorque, conduite en terrain montagneux, etc.).

Résistance à l’oxydation et à l’évaporation, stabilité au cisaillement et protection contre la corrosion et l’usure. Plage de températures de -40 °C à 120 °C avec pointes fréquentes jusqu’à 160 °C et occasionnelles jusqu’à 200 °C.

La majorité des graisses certifiées en vertu de cette classification répondent aux exigences LB et GC; et sont donc, de fait, certifiées NLGI GC-LB.

NLGI HPM
En janvier 2021, le NLGI a introduit une nouvelle norme pour les graisses industrielles appelée HPM (High Performance Multiuse Grease). Les exigences de la norme HPM sont quelque peu différentes de celles de la norme GC-LB, cette dernière étant destinée aux applications automobiles plutôt qu’industrielles. La norme HPM définit un nouveau niveau de performance pour les graisses industrielles. En plus de la spécification HPM de base, il existe des sous-catégories supplémentaires de performances améliorées dans des domaines spécifiques qui peuvent y être ajoutées. Ces sous-catégories sont :

+Résistance à l’eau
+Capacité de charge élevée
+Résistance à la corrosion occasionnée par l’eau salée
+Performance à basse température

Une ou plusieurs de ces sous-catégories peuvent être associées à la certification HPM qui caractérise les graisses haute performance multi-usages. La liste des tests à effectuer et le degré de performance exigé pour répondre aux exigences de la norme HPM et de ses sous-catégories sont indiqués sur le site web du National Lubricating Grease Institute (NLGI).

Les agents épaississants des graisses, les huiles de base et les additifs ne sont pas tous compatibles et des précautions s’imposent avant de changer de graisse. Si l’un des composants de graisse est incompatible, les propriétés du mélange seront inférieures à celles des graisses individuelles qui le composent.

Il est fortement recommandé, dans tous les cas, de purger l’ancienne graisse du système avant d’en appliquer une nouvelle, notamment toutes les canalisations d’alimentation, les vannes et les boîtiers. La compatibilité entre les graisses dépend de la température. À mesure que la température s’élève, les problèmes de compatibilité augmentent. Le tableau ci-dessous indique la compatibilité entre les principales graisses des Lubrifiants Petro-Canada. Les produits concurrents doivent être considérés comme incompatibles avec les graisses des Lubrifiants Petro-Canada sauf si la compatibilité a été démontrée.


   

Complexe d’aluminium

Lithium

Polyurée

Complexe de lithium

Complexe de baryum

Silice

Argile

VULTREXMC MPG

PRECISIONMC à usage général EP2

Chevron SRI 2

PRECISIONMC XL EP2

Lithium

PRECISIONMC à usage général EP2

Oui 140

Polyurée

CHEVRON SRI 2

Oui 130

Oui 145

Complexe de lithium

PRECISIONMC XL EP2

Oui 150

Oui 170

Oui 158

Complexe de baryum

Oui 168

Oui 153

Oui 173

Oui 160

Silice

Oui 115

Non (*)

Non 80

Non (*)

Oui 173

Argile

Non 58

Non 95

Non (*)

Oui 183

Oui 173

Complexe de sulfonate de calcium

PEERLESSMC OG 2

Non 98

Oui 125

Non 95

Oui 125

Oui 140

Non (*)

Non 95

Remarques :
1. Le chiffre indique la température, en degrés Celsius, à partir de laquelle les graisses commencent à ne plus être compatibles.
2. (*) indique que le mélange est incompatible, peu importe la température.

 

Le tableau suivant indique les propriétés essentielles de tous les types d’épaississants des graisses.


GRAISSES ORDINAIRES COMPLEXES ORGANIQUES MINÉRALES
Propriétés Calcium Lithium Aluminium Calcium Baryum Lithium Calcium
sulfonate
Polyurée Argile
Point de goutte °C 80-100 175-205 260+ 260+ 200+ 260+ 260+ 250+ 260+
*Temp. max. °C 65 125 150 150 150 160 160 150 150
Caract. température élevée Très faibles Bon Excellente Excellente Bon Excellente Excellente Excellente Excellente
Mobilité basse temp. Moyenne Bon Bon Moyenne Faible Bon Moyenne Bon Bon
Stabilité Stabilité Moyenne Bon Excellente Bon Moyenne Excellente Excellente Bon Moyenne
Résistance à l’eau Excellente Bon Excellente Excellente Excellente Excellente Excellente Excellente Moyenne
Stabilité à l’oxydation Faible Bon Excellente Excellente Faible Bon Bon Excellente Bon
Texture Lisse Lisse Lisse Lisse Fibreuse Lisse Lisse Lisse Lisse

* Ces températures s’appliquent à une utilisation en service continu. Elles peuvent être dépassées temporairement dans le cas des graisses complexes et lorsqu’on observe des pratiques de graissage rigoureux.

Le graissage excessif est la cause la plus fréquente de la défaillance des paliers. Le surplus de graisse dans les cavités de paliers accroît le frottement interne, ce qui peut porter la température du palier au-delà du point de goutte de la graisse. Cela occasionne une séparation de l’huile et la graisse finit par perdre ses propriétés lubrifiantes.

INTERVALLES DE GRAISSAGE POUR LES PALIERS

La fréquence des graissages dépend des facteurs suivants :

  • Rigueur du service
  • Environnement
  • État des joints
  • Charges de choc
  • Configuration de montage

QUANTITÉS DE GRAISSE POUR LES PALIERS

Lorsqu’on graisse un palier ordinaire fendu, il faut s’assurer que la cavité de graissage n’est remplie qu’au tiers. Il faut remplir les paliers à éléments roulants entre le quart et la moitié de la capacité du corps de palier. Toutefois, les formules suivantes peuvent être utilisées pour déterminer la bonne quantité de graisse et l’intervalle de graissage.

Quantités de graisse en onces : G(oz) = 0,114* Larg. (largeur du palier en pouces)* Diam. ext. (diamètre extérieur du palier en pouces).

Équivalent métrique : G(gm) = 0,005 * Larg. (en cm) * Diam. ext. (en cm).

La bonne technique de graissage d’un palier à éléments roulants consiste à essuyer le raccord de graissage avec un chiffon propre et non pelucheux, puis à ajouter la bonne quantité de graisse dans le corps. S’il y a un bouchon de vidange, il devrait être retiré et le palier devrait être actionné pendant 10 à 15 minutes pour que le niveau de graisse puisse se stabiliser avant de remettre le bouchon. S’il n’y a pas de bouchon de vidange, le raccord de graissage devrait être retiré (ou remplacé par un raccord autopurgeur) et le palier actionné pendant 10 à 15 minutes avant de remettre le raccord en place. Toujours vérifier la température avant et après cette opération.

Le tableau suivant indique les intervalles de graissage et la quantité de graisse à appliquer. Il convient de confirmer les quantités de graisse et les intervalles de graissage auprès du fabricant.

 
PROGRAMME DE GRAISSAGE : ROULEMENTS À ROULEAUX SPHÉRIQUES

 

Diamètre de l’arbre

Quantité de graisse

Vitesse de service (tr/min)

500

1000

1500

2000

2200

2700

3000

3500

4000

4500

Pouces

mm

po3

cm3

Cycle de graissage (mois)

3⁄4 - 1

25

0.39

6.4

6

6

6

4

4

4

2

2

1

1

1 1⁄8 - 1 1⁄4

30

0.47

7.7

6

6

4

4

2

2

1

1

1

1

1 7⁄16 - 1 1⁄2

35

0.56

9.2

6

4

4

2

2

1

1

1

1

1⁄2

1 5⁄8 - 1 3⁄4

40

0.80

13.1

6

4

2

2

1

1

1

1

1⁄2

 

1 15⁄16 - 2

45 - 50

0.89

14.6

6

4

2

1

1

1

1

1⁄2

 

 

2 3⁄16 - 2 1⁄4

55

1.09

17.9

6

4

2

1

1

1

1⁄2

 

 

 

2 7⁄16 - 2 1⁄2

60

1.30

21.3

4

2

1

1

1

1⁄2

 

 

 

 

2 11⁄16 - 3

65 - 75

2.42

39.7

4

2

1

1

1⁄2

 

 

 

 

 

3 3⁄16 - 3 1⁄2

80 - 85

3.92

64.2

4

2

1

1⁄2

 

 

 

 

 

 

3 11⁄16 - 4

90 - 100

5.71

93.6

4

1

1⁄2

 

 

 

 

 

 

 

4 3⁄16 - 4 1⁄2

110 - 115

6.50

106.5

4

1

1⁄2

 

 

 

 

 

 

 

4 15⁄16 - 5

125

10.00

163.9

2

1

1⁄2

 

 

 

 

 

 

 

TEMPÉRATURE 90 °C (200 °F) ÉQUIPEMENT AVEC ARBRE HORIZONTAL

GRAISSES

Les graisses des Lubrifiants Petro-Canada sont présentées selon leur niveau de performance ou leur utilisation, comme suit :

  • Graisses de qualité courante
  • Graisses de haute performance
  • Graisses synthétiques
  • Graisses spécialisées pour températures élevées
  • Graisses spécialisées pour résistance à l’eau
  • Graisses spécialisées
  • Graisses pour contact accidentel avec les aliments (H1)
  • Graisses pour exploitation minière et composés de forage

Symboles

  1. Agriculture
  2. Automobiles grand public
  3. Construction
  4. Nourriture et boisson
  5. Foresterie
  6. Transport lourd
  7. Fabrication générale
  8. Transport de poids moyen
  9. Exploitation minière
  10. Emballage cannelé
  11. Usines à gaz, pipelines et production d’énergie
  12. Transport ferroviaire
  13. Transit
  14. Opérations de collecte des déchets