Brevet FR3039896A1 — publié le 20170210

AMELIORATION DE LA DETECTION DES FUITES D'HUILE PENDANT L'ASSEMBLAGE DES MOTEURS L'invention se rapporte à la détection des fuites d'huile pendant 5 l'assemblage des moteurs, spécifiquement des turbomachines aéronautiques, pour répondre aux exigences de performance des moteurs à turbine à gaz des appareils, qu'ils soient commerciaux ou militaires. Ainsi, est concerné un procédé pour effectuer une discrimination entre une fuite d'une huile de lubrification moteur et un suintement d'une 10 huile de montage de couleur claire, différente de l'huile de lubrification moteur, lors de l'assemblage d'un moteur dans lequel de l'huile de lubrification moteur et de l'huile de montage ont été préalablement apportées. Il existe des façons préférées pour rôder un moteur neuf ou 15 remanufacturé (ou reconditionné). En outre, l'huile utilisée actuellement en montage sur les moteurs ci-avant ne permet pas une discrimination suffisante entre les fuites d'huile de lubrification du moteur et les suintements d'huile de montage. Cela engendre un risque de recevoir des questions ou remarques de la part 20 des clients en cas de livraisons de moteurs où existeraient des fuites d'huile difficilement détectables avec la/les solutions actuelles. En effet, en cas de fuite d'huile de lubrification du moteur, l'huile de montage se trouve mélangée avec l'huile du moteur. L'éventail des couleurs des huiles (du jaune au noir en passant par l'orangé) ne permet 25 pas de mettre en évidence la couleur du mélange des deux huiles et d'identifier ainsi si les gouttes d'huile(s) observées proviennent effectivement du moteur (cas de fuite) ou s'il s'agit uniquement d'un suintement de l'huile de montage. Dans ce contexte, il importe de trouver une solution pour distinguer 30 l'huile de montage et l'huile de lubrification du moteur, d'autant que chaque moteur neuf ou remanufacturé subit un passage au banc avant 3039896 2 d'être livré au client. Ensuite, après installation sur l'avion, le moteur tourne encore pendant les essais en vol. Ces heures de test permettent de vérifier que le moteur fonctionne normalement. Elles permettent également de détecter de petites fuites d'huile ou d'autres défauts mineurs. Dans le passé il a déjà été proposé des solutions où l'on utilise un mélange d'huile avec de la fluorescéine. Les zones concernées des moteurs sont ensuite analysées avec un appareillage fonctionnant sous lumière noire qui met en exergue les fuites d'huiles. Un problème de cette solution est l'utilisation d'une lampe spécifique ainsi que la qualité de la détection qui est très faible comparée à celle souhaitée, en particulier en cas de mélange d'huiles. En effet, appliquée à l'automobile, cette solution n'est pas efficace sur les huiles utilisées dans un moteur d'avion car elles deviennent fluorescentes dans l'Ultraviolet (UV). Ces propositions anciennes sont par conséquent relativement délicates à mettre en oeuvre. L'invention vise au contraire une solution qui permette d'assurer de façon fiable une détection visuelle de fuites d'une huile de lubrification moteur en particulier, sans l'aide d'appareillage. Aussi est-il proposé, afin de détecter rapidement un mélange des huiles et d'éviter que la fuite s'amplifie : - qu'avant de l'apporter dans le moteur, on ajoute à l'huile de montage et en pourcentage pondéral, entre 0.002 et 0.5 %, et de préférence entre 0.005 et 0.2 % du colorant organique non-ionique 1,4- bis(butylamine)anthraquinone (dénommé bleu soudan 35 ou « sudan blue 35 », TM) de formule C22H26N202, ceci pour accroître la discrimination par la coloration de l'huile de montage, - puis, lors d'un suintement (ou d'une fuite encore limitée) d'huile de montage, depuis le moteur, qu'on examine la couleur du suintement (ou de la fuite), et, en fonction de cette couleur, qu'on en déduise s'il y a ou 3039896 3 non présence d'huile de lubrification moteur dans le suintement (ou la fuite). Comme avantages de ce colorant particulier (hormis le choix de couleur) on peut noter qu'il est chimiquement compatible avec l'huile de 5 montage, soluble dans les proportions indiquées ci-dessus et qu'il ne modifie pas les propriétés de l'huile. La norme SAE A 570A définit les limitcs de base au niveau physique, chimirme et des performances pour cinq gra_. vis osii (cSt) d'huiles lubrifica.ol de turbines à gaz utilis dans le3 10 applications et de type aviation industrielles et marines. La norme décrit ement les méthodeT et les conditions -7quises tandard pour les laborJtoire i.nctuant les t v d'homologation d Le moteur concerné pourra donc être en particulier un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. 15 Avantageusement, les huiles moteur et de montage retenues seront à base de polyol synthétique, tels que des dérivés d'erythritol et contiendront différents additifs incluant des additifs antioxydants à base d'amine et des additifs anti-usures à base d'organo-phosphate(s). De façon que l'identification visuelle attendue des huiles moteur et 20 de montage et leurs compatibilité tant entre elles que vis-à-vis des fonctions qu'elles doivent remplir respectivement pour la lubrification en fonctionnement opérationnel et au montage, soient optimales, il est conseillé que l'huile de lubrification et l'huile de montage répondent à la norme SAE AS5780, avec chacune une couleur variant de l'incolore à 25 l'orangé. En référence à cette gamme de couleur, l'huile la plus foncée admissible au jour du dépôt de cette demande de brevet français suivant la norme SAE AS5780 est celle dénommée : «Exxon Mobil jet 2 / MJOII ». Les huiles plus claires conviennent. 30 En pratique, les huiles conformes à la norme SAE AS5780 contenues dans la gamme de couleurs qui convient dans le cadre la 3039896 4 présente demande et adaptées pour constituer une huile de lubrification moteur et/ou de montage, sur un moteur d'avion, pourront en particulier être l'une des huiles suivantes, les valeurs étant en pourcentage pondéral: -- une huile synthétique pour turbine, comprenant au moins un ester 5 de type polyol contenant 1-5% de n-phenyl-1-naphthylamine et 1-5% de phosphate de tricrésyle (précisément, huile connue sous la dénomination « BP turbo 2380 ou Eastman 2380 Exxon»), -- un mélange d'esters synthétiques de lubrification et d'additifs contenant du n-pheny1-1-naphthylamine, 1-3% de phosphate de 10 tricrésyle, voire des dérivés de diphénylamine alkyl (Diphényl Amines Alkyles), (précisément, huile connue sous la dénomination «Exxon Mobil jet 2 / MJOII »), -- un ester carboxylique avec des additifs contenant au moins un triaryl phosphate (tels 68937-41-7) 145 12.. :ir ri....ipi-:...ort , -Her:e..:.:11.ibe A. 1' I. 11111i. Concernant le « SUDAN BLUE 35 » (bleu soudan 35), ses caractéristiques typiques sont les suivantes : 5 Formule moléculaire: C22H26N202 Synonyme: Anthraquinone,1,4-bis(butylam ino)- (7C1,8C1); 1,4- Bis(butylamino)anthraquinone; Aizen SOT Blue 2; C Ext. Blue 12; C.I. Solvent Blue 35; Fat Blue B 01; Oil Blue 2N; Oil Soluble Blue 11; Sudan Blue II, solvent blue 35, sudan blue 35; 10 Apparence: poudre bleu foncé, Masse moléculaire : 350.45404 Densité: 1.179 g/cm3 Point d'ébullition: 568.7 °C à 760 mmHg Point de fusion: 120-122 °C (lit.) 15 Point flash : 187.2 °C Indice de réfraction : 1.63. L'utilisation d'une huile naturellement claire et colorée en bleu pour les opérations de montage de moteurs ou parties de moteur, c'est-à-dire 3039896 8 l'assemblage de nombre de ses constituants (huile de montage retenue + par exemple 0.1% massique du colorant Blue Sudan), et donc d'une couleur notablement différente de celle des huiles de lubrification permet la discrimination des fuites d'huile de lubrification moteur et des 5 suintements d'huile de montage. Cette discrimination est possible par un changement de coloration de la fuite d'huile : - s'il y a présence d'un suintement d'huile de montage uniquement, la coloration bleue d'origine restera stable, 10 - si par contre il y a présence d'une fuite d'huile de lubrification moteur, du fait du mélange des deux huiles, une évolution de coloration confirmera la fuite d'huile de lubrification (variation du bleu à l'huile moteur en passant par le vert si l'huile moteur est de couleur claire). 15 L'huile choisie pour le montage sera de préférence très claire pour que la couleur bleue soit bien reconnaissable. Le caractère sombre ou clair d'une couleur est lié à son degré de luminosité. La non__ 7- OR X 08-010 (Classification méthodique des couleurs) définit l'orange comme une couleur dont la longueur d'onde 20 dominante se situe entre 584 nm à 605 nm, de saturatio e luminosité moyennes à élevées. La couleur précitée pâle ou variant de l'incolore à l'orangé pourra ainsi favorablement avoir une longueur d'onde dominante comprise entre 525nm et 605nm, selon la norme. En pratique, il est recommandé ce qui suit, pour fiabiliser les opérations impliquant les 25 huiles en cause : - l'huile de montage avec le colorant ajouté sera utilisée pour le montage de canalisations d'huile du moteur concerné, tel un turboréacteur ou turbopropulseur, - pendant l'essai de réception du moteur de fin de ligne d'assemblage, on 30 visualisera l'éventuel suintement. 3039896 9 - et on examinera alors la couleur du suintement (ou de la fuite limitée) par son contrôle visuel, sur un support absorbant neutre. Ainsi, de manière prédéfinie, identifiée et systématique, un critère d'inspection de la couleur de l'huile présente au voisinage des 5 canalisations d'huile (endroit le plus sujette aux fuites d'huile) sera prévu à la suite de l'essai de réception de fin de ligne. Les fuites détectées pourront de la sorte être aussitôt corrigées en resserrant les raccords et/ou les vis à l'origine de la fuite. Il est ici précisé que de nombreux tests au laboratoire ont été réalisés 10 afin de pouvoir déterminer ce critère d'inspection. Ces tests ont amenés à simuler des fuites de l'huile moteur en mélangeant de l'huile de montage bleue avec différentes proportions de l'huile de lubrification moteur et contrôler visuellement puis sur support chiffon (support absorbant neutre) la variation de la couleur du mélange. 15 Il a également été constaté que, sur des canalisations d'huile utilisées dans un moteur sur banc d'essai, la couleur de l'huile observée autour de la canalisation était, avec la solution proposée, verte en cas de fuite de l'huile moteur, contrairement au cas de l'utilisation de l'huile « Exxon Mobil Jet 254 » en montage (solution connue) où la couleur de l'huile observée 20 autour de la canalisation ne permet pas de statuer formellement sur l'existence d'une fuite du moteur. REVENDICATIONS1. Procédé pour effectuer une discrimination entre une fuite d'une huile de lubrification moteur, sur un moteur d'avion, et un suintement d'une huile de montage de couleur claire, différente de l'huile de lubrification moteur, lors de l'assemblage d'un moteur dans lequel de l'huile de lubrification moteur et de l'huile de montage ont été préalablement apportées, caractérisé en ce que, afin de détecter rapidement un mélange des huiles : - avant de l'apporter dans le moteur, on ajoute, en pourcentage pondéral, à l'huile de montage entre 0.002 et 0.5 %, et de préférence entre 0.005 et 0.2%, du colorant organique non-ionique 1,4-bis(butylamine) anthraquinone, de formule C22H26N202, - puis, lors d'un suintement ou d'une fuite limitée d'huile de montage, depuis le moteur, on examine la couleur du suintement ou de la fuite, et, en fonction de cette couleur, on en déduit s'il y a ou non présence d'huile de lubrification moteur dans le suintement ou la fuite. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'huile de lubrification 20 moteur et l'huile de montage sont des huiles répondant à la norme SAE AS5780 et dont la couleur varie de l'incolore à l'orangé. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'huile de lubrification moteur et l'huile de montage sont chacune l'une des huiles suivantes : 25 - une huile synthétique pour turbine, comprenant au moins un ester de type polyol contenant 1-5% de n-pheny1-1-naphthylamine et 1-5% de phosphate de tricrésyle (précisément, huile connue sous la dénomination « BP turbo 2380 »), - un mélange d'esters synthétiques de lubrification et d'additifs contenant 30 du n-phenyl-1-naphthylamine, 1-3% de phosphate de tricrésyle, voire des 3039896 11 dérivés de diphénylamine alkyl (Diphényl Amines Alkyles), (précisément, huile connue sous la dénomination «Exxon Mobil jet 2 / MJOII »), - un ester carboxylique avec des additifs contenant au moins un triaryl phosphate (tels 68937-41-7) 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel : - l'huile de montage avec le colorant ajouté est utilisée pour le montage de canalisations d'huile du moteur, - pendant l'essai de réception du moteur de fin de ligne, on visualise un éventuel suintement ou fuite, - et on examine la couleur du suintement ou de la fuite par son contrôle visuel, sur un support absorbant neutre.