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Quel procédé de séparation pour quelles particules ? Le navigateur de filtration des lubrifiants réfrigérants
Pourquoi tous les filtres ne se valent pas et comment prolonger la durée de vie des lubrifiants réfrigérants et réduire les coûts grâce à la bonne méthode de séparation
Le choix du bon procédé de séparation est déterminant pour la stabilité du processus, la durée de vie et la rentabilité du traitement des lubrifiants réfrigérants. Mais dans la pratique, on constate que de nombreuses entreprises utilisent le même filtre depuis des années sans vérifier s'il est vraiment adapté aux particules présentes.
L'essentiel en bref
• Aperçu des six procédés de séparation pour la filtration des lubrifiants réfrigérants
• Chaque matériau nécessite un procédé spécifique
• La filtration en plusieurs étapes réduit considérablement les coûts d'exploitation
• Des filtres inadaptés entraînent des coûts supplémentaires élevés
Pourquoi le choix du bon filtre est déterminant pour le succès ou la frustration
Je me trouvais récemment chez un client. Il s'agissait d'un projet de briquetage. En visitant l'usine, j'ai remarqué dans un coin une ancienne installation de filtration à bande. En passant, le client m'a dit de manière plutôt désinvolte : « Si tu avais une solution intelligente à me proposer, je t'en serais reconnaissant. »
Lorsque je lui ai demandé quel était le problème, il m'a répondu : « Le filtre ne filtre plus correctement, il déborde constamment. Et je dois quand même nettoyer le réservoir de la machine tous les six mois. »
Un rapide coup d'œil a suffi : émulsion fortement encrassée, boue fine et particules de laiton évidentes. Je lui ai donc demandé : « Avez-vous déjà pensé à une centrifugeuse ? » La réponse a été immédiate et accompagnée d'un signe de dénégation : « Beaucoup trop cher. »
Conséquences d'un mauvais choix de filtre :
• Durée de vie réduite du liquide de refroidissement
• Usure importante des outils
• Filtres haute pression bouchés
• Processus instables
• Coûts d'exploitation inutiles
Il y a copeaux et copeaux. Il y a boue et boue. Et il y a filtre et filtre. Le choix du procédé de séparation approprié dépend du type de particules, du matériau, du processus et des exigences de qualité. Seul celui qui connaît ses particules peut choisir le procédé approprié. Et économiser à long terme des coûts, du temps et des ressources.
Quelles particules se trouvent dans le lubrifiant réfrigérant ?
Le lubrifiant réfrigérant contient bien plus que de la « saleté ». Il s'agit d'un mélange complexe de particules très diverses. La taille, la forme, le matériau et la densité sont des facteurs décisifs pour la filtration.
Particules typiques dans le lubrifiant réfrigérant :
| Type de particules | Exemples | Propriétés typiques |
|---|---|---|
| Copeaux grossiers | Copeaux de tournage et de fraisage | Lourds, coulent rapidement |
| Particules fines | Boues de meulage, abrasion | Inférieures à 10 µm, flottent |
| Particules magnétiques | Abrasion de l'acier | Magnétiques |
| Particules non magnétiques | Aluminium, laiton, plastique | légères, non magnétiques |
| Boues d'émulsion | Savons à base d'huile, résidus d'additifs | collantes, ont tendance à maculer |
| Corps étrangers | Joints, abrasion des guidages | non homogènes |
Aperçu des principaux procédés de séparation
Il existe différents procédés de séparation pour filtrer les copeaux et les particules contenus dans les lubrifiants réfrigérants. Chacun a ses avantages. Et ses limites.
Séparateur magnétique
Idéal pour : les copeaux d'acier et de fonte (magnétiques)
Avantages :
• Peu d'entretien
• Pas de consommables
• Parfait pour la pré-séparation
Limites :
• Ne fonctionne pas avec l'aluminium, le laiton ou les plastiques
• Les particules très fines restent en partie dans le lubrifiant réfrigérant
Utilisation typique : préfiltre en amont d'un filtre à bande ou d'une centrifugeuse
Filtre à bande (filtre en papier)
Idéal pour : copeaux mixtes, boues fines, aluminium, acier, fonte
Avantages :
• Utilisation flexible
• Bonne performance de filtration
• Possibilité de mise à niveau
Limites :
• Consommables nécessaires
• Coûts d'exploitation
• Un papier filtre inadapté entraîne un colmatage rapide
Conseil pratique : le choix de la qualité du papier est déterminant pour le succès ou l'échec. Un papier filtre mal dimensionné se colmate en quelques heures et augmente inutilement les coûts d'exploitation.
Filtres en non-tissé et filtres à vide
Idéal pour : particules très fines, boues abrasives, applications de précision
Avantages :
• Très haute qualité des médias
• Processus stable
• Bonne séparation fine
Limites :
• Investissement plus élevé
• Consommables nécessaires
• Plus de technologie
• Besoins énergétiques élevés
Hydrocyclone
Idéal pour : particules grossières lourdes
Avantages :
• Pas de média filtrant
• Robuste
• Faible entretien
Limites :
• Peu efficace pour les particules fines
• Les matériaux légers (par exemple l'aluminium) passent à travers
• Plutôt une étape préliminaire qu'une solution unique
Centrifugeuse
Idéale pour : particules très fines, matériaux mixtes, séparation huile-eau, récupération de matières recyclables.
Points forts :
• Haute performance de séparation
• Pas de média filtrant
• Utilisation flexible
• Possibilité de mise à niveau
Limites :
• Investissement
• Conception décisive
• Compréhension du processus nécessaire
Particulièrement intéressant pour : l'usinage de précision, le meulage, les métaux précieux, les exigences de qualité élevées
La centrifugeuse est l'un des procédés de séparation les plus polyvalents de l'industrie. Elle utilise la force centrifuge pour séparer de manière fiable même les particules les plus fines. Contrairement aux filtres à bande, elle n'entraîne aucun coût de consommables. Un avantage décisif en cas de charge polluante élevée.
Filtres à bougies : filtration fine avec des limites
Les filtres à bougies sont des filtres de précision ultra-fins destinés aux applications de lubrification par liquide de coupe. Ils sont utilisés, par exemple, dans l'usinage de précision, avant ou après des groupes haute pression ou comme « filtres de police » après une centrifugeuse. Ils filtrent de manière fiable les particules les plus fines, mais ne conviennent qu'à de faibles quantités de saletés.
En cas de charge de saleté élevée, de boue ou de nombreux copeaux, ils s'encrassent rapidement. Ils entraînent une perte de pression importante et des coûts de maintenance élevés.
Conclusion : les filtres à bougies fonctionnent mieux en tant que dernière étape de filtration après les préfiltres. Ils ne conviennent pas en tant que solution unique et entraînent dans la pratique des problèmes et des coûts inutiles.
Quelle technique de filtration pour quel matériau ?
Le choix du procédé de séparation dépend essentiellement du matériau traité. Le tableau suivant indique quelle solution de filtration convient à quel matériau :
| Matériau | Particules typiques | Solution de filtration recommandée |
|---|---|---|
|
Acier |
magnétique, fin | Séparateur magnétique + filtre à bande / centrifugeuse |
| Fonte | magnétique, boueuse | Séparateur magnétique + filtre en non-tissé |
| Aluminium | léger, non magnétique | Filtre à bande / centrifugeuse |
| Laiton | fin, non magnétique | Centrifugeuse |
| Meulage (général) | boue ultrafine | Filtre en non-tissé ou centrifugeuse |
| Métaux précieux | abrasion précieuse | Centrifugeuse (récupération) |
Dans de nombreux cas, la combinaison de plusieurs niveaux de filtration est la meilleure solution.
Erreurs typiques rencontrées dans la pratique
« Notre filtre est constamment bouché. »
La cause réside généralement dans un diamètre de pores incorrect ou un média filtrant inadapté à la structure des boues présentes. Un filtre à bande avec un papier trop fin se bouche en quelques heures en cas de charge polluante élevée. La solution : une séparation préalable à l'aide d'un séparateur magnétique ou d'un hydrocyclone. Ou le passage à un procédé de séparation plus adapté.
« Le filtre est trop cher. »
Les coûts d'acquisition ne sont qu'une partie de la vérité. Ce qui coûte plus cher :
• L'usure des outils due à des lubrifiants réfrigérants encrassés
• Les changements fréquents d'émulsion et d'huile
• Les arrêts de production dus à la maintenance des filtres
• Les rebuts dus à des processus instables
• L'instabilité des processus et les problèmes de qualité
Un procédé de séparation bien conçu est amorti en quelques mois grâce aux économies réalisées sur les coûts d'exploitation et à la durée de vie prolongée du lubrifiant réfrigérant.
« Nous avons toujours procédé ainsi. »
Cette affirmation est le principal facteur de coûts dans la production. Les processus changent. Les matériaux changent. Les exigences de qualité changent. Seule la filtration reste la même. Même si elle n'est plus adaptée à la production actuelle depuis longtemps.
Conclusion : les résultats de filtration ne sont pas le fruit du hasard.
Le choix de la bonne technique de filtration ne se fait pas au hasard et ne relève pas d'une question de « nous avons toujours fait ainsi ». Il repose sur :
• le type de particules
• le matériau
• le processus
• les exigences de qualité
• la rentabilité
Connaître ses particules permet de mieux filtrer. Mieux filtrer permet de produire de manière plus stable et moins coûteuse.
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Roger Grossenbacher
Directeur technique et marketing
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