Comment tester le point D’éclair

comme la viscosité, le test du point d’éclair a toujours été une partie standard des spécifications d’un lubrifiant. Et, en raison de son faible coût, de sa simplicité et de sa polyvalence, le test est également populaire parmi la communauté de l’analyse des huiles usées. Le plus souvent utilisé comme test de réussite/échec rapide pour la dilution du carburant, de plus en plus d’applications ont fait surface ces dernières années., L’analyste de laboratoire peut déployer des informations sur le point d’éclair d’une huile usagée pour résoudre des problèmes tels qu’une défaillance thermique, un rayonnement gamma, une contamination par un solvant, des huiles mélangées (ou incorrectes) et une contamination par un antigel.

qu’est-Ce que l’Huile du Point d’Éclair?

Le point d’éclair est la température la plus basse à laquelle la vapeur au-dessus de l’échantillon d’huile momentanément allumer ou clignoter lorsqu’une source d’inflammation est passé sur elle., Le point d’éclair (typiquement 225 degrés C ou 440 degrés F pour les huiles minérales) est une indication des risques de sécurité d’un lubrifiant par rapport à l’incendie et à l’explosion. Le point d’éclair et le point de feu légèrement plus élevé sont couverts par les normes ASTM D92 et D93.

cependant, le point d’éclair ne doit pas être confondu avec la température D’auto-inflammation (AIT), qui est la température (typiquement 360 degrés C ou 650 à 700 degrés F pour les huiles minérales) à laquelle la vapeur d’huile va brûler spontanément sans source d’inflammation., C’est une propriété importante des fluides hydrauliques résistants au feu dans les systèmes EHC sur les turbines à vapeur.

selon L’ASTM, qui a normalisé l’essai pour la première fois en 1924, le point d’éclair est la température la plus basse à laquelle une source d’inflammation provoque l’inflammation des vapeurs de l’échantillon (lubrifiant) dans des conditions spécifiées. On dit que l’huile a « flashé” lorsqu’une flamme apparaît et se propage instantanément sur toute la surface.

l’huile clignote parce qu’il en résulte un mélange inflammable lorsqu’il est suffisamment chauffé, ce qui fait émerger des vapeurs et se mélange à l’oxygène dans l’air., La température du point d’éclair d’une huile correspond approximativement à une pression de vapeur de 3-5 mm Hg.

Lorsqu’une petite flamme (source d’inflammation) est appliquée à la surface de l’huile, ce mélange vaporeux brûle momentanément puis s’éteint si la température critique a été atteinte. Le chauffage continu de l’huile (généralement 50-75° F au-dessus de la température du point d’éclair) entraînera l’atteinte du « point d’incendie”. Comme son nom l’indique, le point de feu est la température à laquelle une flamme soutenue résulte (plus de quatre secondes).,

Utilisation du point D’éclair pour détecter et quantifier la Dilution du carburant

à l’origine, le point d’éclair a été développé dans le but de déterminer le risque d’incendie des carburants et des huiles stockés ou transportés. Cependant, combiné à d’autres tests tels que la viscosité, l’indice de viscosité et la densité, le point d’éclair peut aider à révéler à la fois la qualité du pétrole brut à partir duquel le lubrifiant a été dérivé et la qualité du processus de raffinage.,

le point d’éclair permet également d’identifier si l’huile de base était une coupe simple large ou étroite ou si elle représente un mélange de deux fractions (deux huiles de base de viscosités différentes mélangées). Et, le point d’éclair peut donner une indication sur la volatilité et le contenu des composants les plus volatils de l’huile d’essai. Le point d’éclair ne dit cependant rien de la volatilité du pétrole dans son ensemble.

Contrairement aux huiles minérales qui commencent à s’évaporer bien avant que leurs points d’éclair ne soient atteints, certains synthétiques ne s’évaporent pas avant de commencer à se décomposer (distillation destructive)., Par conséquent, les points d’éclair de ces synthétiques peuvent aller beaucoup plus haut que ceux des huiles minérales des viscosités semblables classiquement raffinées.

bien qu’il existe des méthodes plus précises pour mesurer la dilution du carburant (par exemple, la distillation à la vapeur pour l’essence et la chromatographie en phase gazeuse pour les carburants diesel et essence), le point d’éclair est très utile comme outil de criblage de réussite / échec qui convient à la plupart des applications d’analyse En raison des faibles points d’éclair de la plupart des carburants, une chute soudaine de la température d’éclair dans une huile de carter peut généralement être considérée comme une indication de dilution., Cependant, il existe des exceptions, en particulier dans le cas du carburant diesel.

étant donné qu’il y a souvent un certain chevauchement des constituants volatils légers de certaines huiles lubrifiantes avec les extrémités Lourdes du carburant, la présence de dilution du carburant peut être moins distincte. Cela est particulièrement vrai lorsque toute la dilution du carburant est le résultat d’un soufflage, c’est-à-dire que le carburant pénètre dans le carter par la chambre de combustion.

dans de tels cas, seules les extrémités lourdes peuvent entrer dans l’huile avec les extrémités légères oxydées en tant que partie des gaz d’échappement., Cependant, en cas de fuite de carburant brut, y compris les injecteurs de dribble, la totalité ou un pourcentage élevé des extrémités légères de carburant peut être mélangé avec l’huile de carter. Un autre facteur d’influence est que les températures de fonctionnement à chaud du carter sont souvent suffisantes pour faire bouillir les fractions de carburant léger, laissant les extrémités lourdes moins volatiles et plus visqueuses mélangées à l’huile et potentiellement indétectables avec l’essai de point d’éclair.

de Carburant dilution réduit la viscosité d’un lubrifiant., Cependant, si la viscosimétrie était utilisée seule pour dépister le carburant, il est possible que peu ou pas d’amincissement ait pu être détecté pour les raisons décrites ci-dessus.

Ceci est encore aggravé par les effets souvent gênants de l’épaississement visqueux de la suie (également un produit de soufflage), de la volatilité de l’huile de base (épaississement) et de L’amincissement par cisaillement de L’améliorant VI. Il est possible qu’une huile de carter puisse être amincissante à partir de la dilution du carburant (ou non si les extrémités de la lumière s’évaporent), amincissante à partir de l’amélioration VI sheardown, épaississante à partir de la volatilisation et épaississante à partir de la charge de suie montante – tous en même temps.,

en surface, cela peut sembler un problème qui n’est pas un problème si la viscosité mélangée ne change pas. Cependant, malgré l’effet de viscosité neutre, les conséquences destructrices potentielles, y compris la perte de dispersion, la protection anti-usure et la stabilité à l’oxydation, représentent un risque sérieux.

Le Point D’éclair peut améliorer la capacité d’un programme d’analyse d’huile à identifier de manière fiable les niveaux anormaux de carburant. Même lorsqu’il est utilisé uniquement comme test d’exception, il peut se prémunir contre une conclusion faussement positive sur la dilution du carburant à partir d’un résultat initial de faible viscosité.,

Si, par exemple, la faible viscosité a été causée par une huile de maquillage inadéquate (de viscosité inférieure), le flash peut le confirmer en indiquant qu’il n’y a pas de changement par rapport à la nouvelle base d’huile. La dilution du carburant, cependant, enregistrerait presque certainement un point d & apos; éclair inférieur à celui de l & apos; huile neuve de référence. La Figure 3 montre un graphique qui présente la relation générale entre le point d’éclair et le pourcentage de dilution (combustible brut).,

parce qu’il faut souvent 30 minutes ou plus pour obtenir le point d’éclair en utilisant les procédures courantes de coupe ouverte Cleveland ou de coupe fermée Pensky Marten, de nombreux laboratoires préfèrent la procédure de coupe fermée à petite échelle décrite dans la norme ASTM D 3828. Dans cette procédure (méthode A), un point d & apos; éclair cible est préréglé, par exemple de 20 à 30° C inférieur à la nouvelle valeur de référence de l & apos; huile (Figure 4), ce qui correspond à une dilution du carburant de 1,5 à 2,0%.

La faible quantité d’huile utilisée (2 ml) permet d’atteindre rapidement la température cible, généralement en 1 à 2 minutes. L’allumeur est ensuite appliqué pour lancer le flash., Si un éclair est obtenu l’essai échoue l’huile, suggérant la possibilité de dilution de carburant.

dans le cas où une huile échoue à l & apos; épreuve de criblage du point d & apos; éclair, un ou plusieurs essais d & apos; exception pourraient alors être prescrits pour confirmer et quantifier la dilution du carburant. Les tests d’exception possibles incluent la chromatographie en phase gazeuse et la spectroscopie infrarouge. De même, la détermination de la température du point d’éclair fini peut être utilisée pour estimer le pourcentage de dilution du carburant (Figure 3).

selon l’application, pour les moteurs diesel, une limite de mise en garde est généralement fixée à environ 1.,5% de dilution (environ -20° C flash) et une limite critique à 3% à 5% de dilution (-40° C à -60° C flash). Courbes d’étalonnage spécifiques à l’Application basées sur le protocole d’essai réel (coupe ouverte, coupe fermée, etc.), la marque/catégorie d’huile de moteur, et le type de carburant, amélioreront considérablement la précision en traduisant une baisse du point d’éclair en pourcentage de dilution de carburant.,

outre la viscosité et le flash, d’autres tests d’analyse d’huile de routine qui pourraient révéler la dilution du carburant comprennent l’analyse élémentaire (concentrations d’additifs proportionnellement réduites), le test de tache de buvard, le test de crépitement, l’odeur et la stabilité à l’oxydation (p. ex. Il a également été rapporté que l’indice de viscosité changera fortement en raison de la dilution du carburant.

Il a été constaté que des concentrations de Carburant Diesel supérieures à cinq pour cent causaient une perte prématurée de dispersion, entraînant des dépôts et le colmatage du filtre., Cela peut être observé à partir de l’essai par tache de buvard ou en définissant le rapport a des insolubles de pentane coagulés aux insolubles de pentane Non coagulés (ASTM D 893), parfois appelé indice de dispersion. Un indice faible suggère une faible dispersion.

autres Applications pour le test du point D’éclair dans L’analyse des huiles usagées

Il n’est pas courant pour les laboratoires d’utiliser le test du point d’éclair dans des applications en dehors de l’analyse des huiles moteur usagées., Cependant, selon l’application de la machine, l’environnement d’exploitation, le potentiel de contamination et les conditions de contrainte, un test de point d’éclair peut fournir la première indication de certaines conditions de défaillance et de cause première.

Par conséquent, son utilisation devrait être prise en compte dans la définition des ardoises d’essai de routine pour tous les programmes d’analyse d’huile usée. Et, il devrait certainement être parmi plusieurs tests d’exception stratégiques utilisés pour confirmer et diagnostiquer des conditions non conformes occasionnelles signalées par des tests de routine tels que la viscosité et la spectroscopie infrarouge., Voici une liste d’applications pour l’essai du point d’éclair autre que la dilution du carburant:

fissuration de L’huile de base

occasionnellement, des températures localisées très élevées peuvent entraîner un clivage et une évolution du gaz dans l’huile, abaissant le point d’éclair. Cela peut se produire en raison des températures d’éclair élevées (à ne pas confondre avec le point d’éclair) des films de compression très chargés dans les contacts de roulement de certains roulements et réducteurs. Il peut également se produire lorsque les températures de surface de la machine sont extrêmement chaudes en raison de la proximité de la vapeur ou des fours.,

la mauvaise application des réchauffeurs de réservoir à haute densité en watts peut également provoquer des fissures thermiques. Et, l’aération des systèmes hydrauliques soumet généralement le fluide à des températures adiabatiques extrêmement élevées lorsque des bulles d’air sont soudainement pressurisées (cela peut également se produire dans les compresseurs et les zones de charge des roulements). Dans les systèmes hydrauliques, la condition est appelée micro-dieseling lorsque les températures dans les bulles d’air comprimé sont suffisamment élevées pour s’enflammer automatiquement.,

quelle que soit la source de chaleur, si les températures localisées de l’huile sont autorisées à dépasser 550° C, il existe un risque réel de fissuration (selon le type d’huile et d’autres conditions de fonctionnement). La fissuration peut conduire à la formation de fines de carbone (coke) et de volatiles à bas point d’ébullition dans l’huile qui réduisent la température du point d’éclair. En outre, l’exposition au rayonnement Gamma, comme dans le cas de l’hydraulique de manutention du combustible dans une centrale nucléaire, peut entraîner une évolution du gaz et une diminution du point d’éclair.,

Contamination

étant donné que le point d’éclair est sensible aux constituants du point d’ébullition bas dans l’huile, un changement du point d’éclair (vers le haut ou vers le bas) peut indiquer la présence d’un invité non invité, c’est-à-dire un contaminant. Outre le diesel et l’essence, d’autres contaminants courants à bas point d’ébullition comprennent le gaz naturel (moteurs à gaz et compresseurs) et les solvants.

une contamination par solvant peut être constatée lorsque, par exemple, une boîte de vitesses est nettoyée avec du naphta, du kérosène ou un autre nettoyant inflammable. Certains contaminants sont connus pour augmenter le point d’éclair., Cela peut se produire à partir d’un niveau élevé de contamination de l’eau dans l’huile, une interférence commune dans les tests de point d’éclair. La contamination de l’eau peut également donner un faux flash faible, en particulier dans certains systèmes de mini-flash qui utilisent le changement de pression pour détecter le flash.

L’ébullition de l’eau peut donner un faux positif sur les carburants par exemple. L’eau peut également étouffer la flamme dans les cas où une flamme pilote de gaz est utilisée. Une solution pour traiter l’eau consiste à ajouter des particules de sulfates de calcium ou de carbonate de calcium avant d’effectuer le flash. La centrifugation est une autre solution., Il a également été rapporté que la poussière de charbon et le glycol (antigel) peuvent synthétiser des composants volatils de l’huile, ce qui entraîne une augmentation du point d’éclair.

mauvaise huile/Huile Mixte

comme le montre la Figure 5, les points d’éclair pour les huiles minérales raffinées de manière conventionnelle peuvent aller de 165° C pour une huile de viscosité ISO 22 à 260° C pour une huile de viscosité ISO 1000. Les points d’éclair varient également quelque peu dans les degrés de viscosité en fonction du type de pétrole brut et du processus de raffinage.,

Comme mentionné précédemment, les lubrifiants synthétiques présentent généralement des points d’éclair plus élevés que leurs homologues à base d’huile minérale. Par conséquent, il est parfois possible de détecter une huile incorrecte ou mélangée avec l’utilisation de tests de point d’éclair. Cependant, d’un point de vue pratique, d’autres tests de routine tels que la spectroscopie infrarouge, le bronzage, la viscosité et la couleur sont plus efficaces pour alerter les utilisateurs de lubrifiants incorrects ou mélangés. Dans ces cas, le test de point d’éclair sert mieux dans un rôle de confirmation.,

les Soustractions De l’Huile

Un lubrifiant soumis à des températures de fonctionnement élevées sur une longue période de temps pourrait perdre une partie considérable de sa lumière extrémités de l’évaporation. Certains lubrifiants, en raison du raffinage de l’huile de base et des mélanges « dumb-bell”, (une viscosité élevée mélangée à une viscosité faible pour produire une viscosité moyenne mélangée) sont plus sensibles à la volatilisation que d’autres.

En outre, il est possible que l’utilisation courante de déshydrateurs sous vide à des températures d’entrée élevées puisse provoquer l’évaporation de certains additifs et de fractions d’huile de base à bas point d’ébullition.,

échantillonnage et manipulation des échantillons

afin d’assurer des résultats précis du point d’éclair, il est important de présenter un échantillon représentatif à l’instrument. Pour diverses raisons, cela est plus facile à dire qu’à faire. Il est à noter que les précautions ici sont également vraies pour tout test (IRTF, chromatographie en phase gazeuse, etc.) utilisé pour mesurer les contaminants à bas point d’ébullition tels que le carburant.

de nombreux combustibles, par exemple, s’évaporeront de l’huile au fil du temps si l’échantillon n’est pas correctement scellé., De plus, les fractions de carburant léger peuvent littéralement diffuser à travers les parois de certains récipients d’échantillons tels que ceux en polyéthylène et en polypropylène. Dans de tels cas, les bouteilles en plastique et en verre PET sont préférées.

Il peut également y avoir une perte de fractions de carburant légères lorsque des pompes d’échantillonnage sous vide sont utilisées pour extraire les huiles moteur chaudes des carters. Le vide généré non seulement Aspire l’huile, mais peut réduire fortement le point d’ébullition du carburant, conduisant à son évaporation., Pour cette raison et d & apos; autres raisons importantes, le lieu d & apos; échantillonnage préféré pour les huiles de Carter est la conduite de pression entre la pompe et le filtre, selon une procédure d & apos; échantillonnage acceptable en zone sous tension.

Le laboratoire doit également faire preuve de prudence. Les échantillons ne doivent pas être laissés sans bouchon, soumis à vide ou chauffés avant l’essai au point d’éclair ou tout essai de dilution du carburant. Il y a beaucoup de procédures détaillées et de lignes directrices incluses dans les normes de point d’éclair D’ASTM qui devraient être observées pour assurer la qualité et l’exactitude d’essai.,

Tests standardisés du point D’éclair pour les lubrifiants

afin d’assurer la précision et la qualité, il est préférable de suivre les procédures normalisées du point d’éclair et les configurations des instruments. Il existe de nombreux tests différents publiés par les autorités de normalisation telles que ISO, ASTM et IP. Cependant, seuls trois sont couramment utilisés pour les lubrifiants et les fluides hydrauliques. Et, en raison des différences dans ces procédures, une température de point d’éclair doit toujours être citée spécifique à la procédure employée., Voici une brève description des trois procédures de points d’éclair (Voir Aussi la Figure 6):

Cleveland Open Cup (COC)

Cette procédure d’essai utilise un récipient métallique ouvert rempli de l’huile témoin. L’huile est ensuite chauffée à une vitesse prescrite et périodiquement une petite flamme pilote (allumeur) passe sur sa surface. Cela continue jusqu’à ce qu’un flash apparaisse.

La température de l’huile est ensuite enregistré comme son point d’éclair., La procédure est la plus largement utilisée pour présenter les propriétés physiques et chimiques d’un nouveau lubrifiant. Dans le laboratoire d’analyse d’huile usagée cependant, la procédure peut exiger plus d’huile que généralement disponible et un temps d’essai extrêmement long.

et, pour la dilution du carburant, la limite inférieure de sensibilité peut être insuffisante car, étant ouverte, elle ne retient pas les vapeurs assez longtemps pour obtenir un flash.

coupe fermée Pensky-Martre

avec cet essai, l’échantillon est confiné dans un récipient fermé dans lequel la flamme pilote est introduite périodiquement., De plus, le lubrifiant est agité pendant la période de chauffage et la température la plus basse à laquelle un flash apparaît est enregistrée.

Comme avec le COC méthode, une quantité considérable de liquide et que le temps est nécessaire pour effectuer le test. Cependant, des instruments entièrement automatisés sont disponibles auprès de divers fournisseurs. Dans la mesure de la dilution du carburant, un avantage de la méthode Pensky-Marten par rapport à la méthode COC est une sensibilité accrue aux concentrations plus faibles de dilution du carburant (Figure 7).,

Testeur fermé à petite échelle

Ce testeur de point d’éclair à petite échelle porte divers noms (par exemple, mini-flash) et est peut-être le plus adaptable pour l’analyse d’huile usagée de routine. Alors que le Pensky-Marten et le COC peuvent tous deux être utilisés comme testeur de réussite/échec, cette procédure accomplit le test de dépistage (Méthode A) avec seulement 2 ml de liquide en seulement 1-2 minutes.

le point d’éclair fini peut également être obtenu (Méthode B) mais plus de fluide et de temps sont nécessaires., Il convient également de noter que la répétabilité et la reproductibilité de cette procédure sont nettement meilleures que les deux essais précédents (Figure 8). De nombreux laboratoires d’analyse d’huile usée de haute production utilisent cette procédure avec un échantillonnage automatique en mode réussite / échec dans le criblage pour la dilution du carburant.

Conclusions

Le point d’éclair a résisté à l’épreuve du temps. Dans de nombreuses applications d’analyse d’huile usée, le test du point d’éclair reste la méthode de choix pour détecter certains contaminants et conditions de lubrifiant non conformes., Dans d’autres cas, le point d’éclair sert d’outil de diagnostic fiable ou de test de confirmation lorsqu’une condition suspecte a déjà été signalée. Et, comme la plupart des choses dans le monde de l’analyse d’huile, le succès dans l’utilisation du point d’éclair dépend du respect scrupuleux de choses telles que la manipulation des échantillons et le protocole de test.

Référence
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