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Les roulements et l’environnement

Les roulements à éléments roulants et leur maintenance peuvent avoir un impact sur l'environnement.

février 9, 2023  By Douglas Martin


Photo: Maksym Yemelyanov / Adobe Stock.

Depuis leur création comme produit standardisé et fabriqué en série à la fin des années 1800, les roulements à éléments roulants ont réduit le frottement et, par la même occasion, la consommation d’énergie des équipements rotatifs. Au cours des 50 premières années, l’accent a été mis sur la conversion des applications existantes utilisant des paliers de glissement en roulements à éléments roulants. Cependant, depuis 75 ans, il est évident que la plupart des assemblages rotatifs ont été supportés par un certain type de roulement à éléments roulants.

Voici quelques exemples de la manière où les roulements actuels et leur maintenance peuvent affecter l’environnement.

Prévention de la diffusion des substances toxiques

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Une usine de pâte à papier présentait une mauvaise fiabilité d’un ventilateur ID. Chaque fois que le ventilateur tombait en panne, l’installateur devait faire un rapport au ministère de l’Environnement (MOE), car certains gaz indésirables étaient libérés. À un certain moment, le MOE a déterminé que la fréquence des pannes de ventilateur était excessive et que l’usine devait prendre des mesures correctives. La solution a consisté à faire appel à des experts en roulements pour s’assurer que les meilleures pratiques étaient mise en place pour l’installation et le fonctionnement du ventilateur.

La première étape a consisté à inspecter les roulements qui n’étaient plus en service pour comprendre les raisons de la réduction de leur durée de vie. La deuxième étape consistait à s’assurer que les mécaniciens de chantier utilisaient les bonnes techniques d’installation des roulements. La troisième étape visait à surveiller attentivement le fonctionnement du ventilateur. Pour ce faire, un système de surveillance continue des vibrations a été installé.

Les observations du roulement suggèrent qu’il y a eu plusieurs problèmes d’installation, qui ont abouti à une précharge axiale du roulement. En outre, plusieurs vérifications ont été omises, à la fois lors de l’installation et lors du contrôle en cours de fonctionnement.

Des mesures correctives ont été prises pour s’assurer que les niveaux d’huile étaient corrects, que le niveau de vibration de l’ensemble était maintenu bas et que les températures de fonctionnement étaient surveillées. En conséquence, la fiabilité a été améliorée, éliminant l’impact environnemental des pannes de ventilateur.

Les quantités et la fréquence de graissage appropriées

C’est dans une aciérie, pendant une étude de lubrification, que j’ai pu inspecter une zone de rouleaux de convoyeur à rotation lente. Ils étaient supportés par des roulements à billes monoblocs tournant à une vitesse inférieure à 10 rpm dans une partie relativement propre du moulin. Sous chaque roulement se trouvait un tas de graisse purgée des roulements lors de leur relubrification hebdomadaire.

Ce qui était étrange, c’est que les moteurs électriques utilisaient des roulements «scellés à vie» qui durent cinq à dix ans à 1500 rpm sans lubrification. Cependant, lorsque des roulements de même taille étaient placés dans des blocs unitaires et tournaient à 10 rpm, ils devaient être graissés toutes les semaines.

En travaillant avec l’établissement, la fréquence de relubrification appropriée a été calculée en fonction de la vitesse, de la température et du degré de contamination. Il a ainsi été déterminé que les roulements pouvaient fonctionner sans maintenance, sans aucune graisse supplémentaire.

De nombreux roulements de ce type n’ont jamais besoin d’être relubrifiés au cours de leur vie. Si le calcul des besoins en lubrifiant est bon, il est possible de réduire la quantité de lubrifiant ajoutée sans raison au roulement et ainsi éviter que le lubrifiant soit ramassé et envoyé à la décharge.

Utilisation des graisses biodégradables

Les lubrifiants traditionnels à base d’huiles minérales et synthétiques sont biodégradables grâce à la lenteur de leur décomposition. Dans certaines conditions, ils peuvent devenir des contaminants dans les eaux souterraines pendant près d’un siècle. Cependant, en termes d’huile de lubrification, il est difficile de trouver une huile qui puisse fournir une lubrification adéquate tout en étant biodégradable. En conséquence, il n’y a pas beaucoup de choix pour les utilisateurs qui veulent une graisse «verte».

Utilisation de roulements scellés, notamment les SRB scellés

Compte tenu du coût et de la difficulté de trouver une bonne graisse biodégradable rentable, il est intéressant d’envisager un roulement scellé, surtout maintenant que les roulements à rouleaux sphériques scellés sont plus facilement disponibles. Avec les roulements à rotule sur rouleaux scellés, le roulement lui-même peut être alimenté par une graisse de haute qualité et la cavité de chaque côté du roulement étanche peut être remplie d’une graisse écologique peu coûteuse. Comme le roulement a besoin de beaucoup moins de graisse pour la lubrification que pour l’étanchéité, l’ensemble ne nécessitera pas des quantités excessives d’une graisse qui pourrait ne pas se biodégrader rapidement.

Pour protéger le roulement contre l’environnement sale et humide, une graisse biodégradable «verte» peut être utilisée pour l’étanchéité et la purge de la cavité du logement sans craindre une accumulation de graisse moins respectueuse de l’environnement.

Utilisation de la graisse au sulfona de calcium

L’utilisation du lithium dans les batteries des VE fait l’objet de nombreuses discussions «anti-VE». Ce qui est vrai, c’est que la graisse à base de lithium est la graisse la plus utilisée dans les roulements et qu’elle ne fait que traverser les roulements avant d’être jetée sans aucune chance d’être recyclée.

Cependant, la popularité des graisses à base de sulfona de calcium a récemment augmenté. Dans nombreux des cas, ces graisses peuvent offrir des performances similaires, voire supérieures, dans les roulements. C’est un exemple qui présente le fait que les graisses alternatives peuvent être plus respectueuses de l’environnement, notamment en ce qui concerne l’élimination.

Bonnes pratiques d’élimination des déchets toxiques et de recyclage des objets usagés

Un atelier de reconstruction de classe mondiale disposera des procédures appropriées pour l’élimination des matières recyclables au fur et à mesure du démontage de la machine. Il doit y avoir des poubelles spécifiques pour les déchets attendus, comme l’excès de graisse, l’huile, les solvants (contaminés) et les chiffons remplis de graisse ou d’huile. En outre, les métaux recyclables peuvent être collectés ou séparés en aluminium, en acier et en métaux jaunes. À part les joints et la graisse, les roulements sont recyclables à 100 %.

Les roulements spéciaux aident l’environnement

Dans une application particulièrement difficile, un compresseur extrait du gaz naturel acide des puits, et un roulement hybride a été mis au point pour résister aux conditions difficiles qui se sont produites en raison de la condensation du sulfure d’hydrogène et d’autres gaz dans l’huile de lubrification du roulement.

En utilisant un acier inoxydable à haute teneur en Nitrogène et des éléments roulants en céramique, un roulement a pu résister à ces conditions. C’était important, car chaque fois que le compresseur était mis hors service, le gaz toxique était évacué dans l’atmosphère. Comme le temps entre les arrêts du compresseur est passé de plusieurs mois à plusieurs années, une réduction significative des polluants a été réalisée, et la plus grande fiabilité du compresseur a permis une maintenance planifiée plus souvent que des arrêts non planifiés.

Dans ce cas comme dans celui du ventilateur, la motivation à régler le problème était une pénalité financière pour le rejet de gaz. Peut-être que si les entreprises pouvaient compter leurs propres résultats en matière de réduction de la pollution, des progrès pourraient être accomplis sans perdre de dollars en amendes.
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Douglas Martin est un ingénieur en machinerie lourde basé à Vancouver. Il est spécialisé dans la conception d’équipements rotatifs, l’analyse des défaillances et la lubrification. Vous pouvez lui joindre à mro.whats.up.doug@gmail.com.


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