Dégraisser des pièces par ultrasons : huile et graisse

L'huile n'adhère pas chimiquement à une surface ; elle la mouille. L'enlever consiste à soulever le film, à le fractionner en gouttelettes assez fines pour rester en suspension, et à les empêcher de retomber sur la pièce. Les ultrasons font très bien les deux premières étapes. La chimie du bain et la filtration font la troisième, et c'est là que le dégraissage réussit ou échoue.

Ce qu'il y a sur la pièce

• Huiles légères : huile machine, huile de coupe, fluide hydraulique, huile de protection anticorrosion. Films minces, faciles à émulsionner, mais présents sur tout ce qui a été usiné ou stocké.
• Graisse : graisse de roulement, graisse de châssis, graisse de montage. Un épaississant qui retient de l'huile ; solide à température ambiante, liquide au-dessus de 40 à 60 °C.
• Cires et protections épaisses : produits déshydratants, protections de type cosmoline. Fondent entre 60 et 80 °C, et c'est pour elles que nos cuves chauffent au-delà de la température de nettoyage.
• Huile vieillie et oxydée : sur les pièces moteur et les machines anciennes, à mi-chemin du vernis. Elle demande la chimie et la température de l'article sur la calamine plutôt qu'un dégraissant.

Le procédé

Chimie. Un dégraissant aqueux alcalin à 2 à 5 % est la référence ; il saponifie les composants gras et ses tensioactifs émulsionnent le reste. Pour l'aluminium, le zinc et le laiton, un détergent formulé pour alliages légers, avec inhibiteurs et pH plus bas, sinon les pièces ressortent attaquées et grisées. Des détergents neutres à pH 7 à 9 pour les pièces qui partent directement au montage sans rinçage. Le solvant n'est pas nécessaire et n'a pas sa place dans une cuve ouverte chauffée.

Température. 55 à 65 °C pour les huiles, 60 à 70 °C pour la graisse et les cires. En dessous de 50 °C, la graisse reste solide et les ultrasons l'entament lentement. Voir choisir la température.

Fréquence. 28 kHz pour les pièces de fonderie et lourdes, 40 kHz pour l'aluminium usiné et tout ce dont la finition ne doit pas se ternir. Les deux conviennent pour l'huile ; le choix dépend de la pièce.

Temps. Huile légère : 3 à 5 minutes. Graisse : 8 à 15. Protections cireuses : 10 à 20, avec d'abord une étape de trempage si le bain peut être porté à 80 °C pour cela.

Rinçage. Une pièce dégraissée emporte un film d'émulsion hors du bain. Un rinçage par immersion à chaud l'enlève ; un rinçage à l'eau déminéralisée si la pièce doit être revêtue. L'acier qui attendra plus d'une heure avant l'étape suivante reçoit un inhibiteur dans le rinçage, sinon il rouille aussitôt.

Faire durer le bain

Un bain alcalin émulsionne l'huile jusqu'à saturation, quelques grammes par litre. Sur une série de pièces de boîte de vitesses huileuses, un bain de 100 litres est saturé en un ou deux jours ; ensuite, il redépose un film sur chaque pièce à la sortie, et les pièces paraissent propres dans la cuve et grasses sur l'établi.

Deux équipements font passer cette durée de quelques jours à plusieurs semaines :

• Un déshuileur. Au repos, la plus grande partie de l'huile émulsionnée se sépare et remonte en surface en moins d'une heure. Un déshuileur à bande ou à déversoir la récupère en surface ; la cuve tampon de la série SF et les déshuileurs des séries AU et SPR sont conçus pour cela. Un repos la nuit suivi d'un déshuilage le matin libère la capacité du bain pour le travail de la journée.
• Un détergent démulsifiant. Certains dégraissants sont formulés pour laisser l'huile se séparer plutôt que la retenir, afin que le déshuileur puisse la récupérer. La contrepartie : les pièces doivent sortir de la cuve à travers une surface propre, ce qu'apporte le flux laminaire.

Un filtre à particules seul fait peu de chose contre l'huile ; il retient les copeaux et les grains qu'elle transporte. L'article sur la filtration décrit la boucle.

Pièces huileuses en production : dimensionner selon la charge d'huile

En usine, la question n'est pas de savoir si le bain enlève l'huile, mais quelle quantité d'huile arrive chaque jour et où elle part. Un bilan approximatif détermine l'installation avant de choisir une machine :

Sans élimination de l'huile, ce bain est épuisé en un peu plus d'une journée. Avec un déshuileur qui récupère l'huile séparée la nuit et pendant les pauses, et un détergent démulsifiant qui la laisse se séparer, le même bain dure des semaines, et sa durée de vie dépend alors du détergent consommé et des fines collectées, plus de l'huile. La pesée prend dix minutes et c'est le chiffre le plus utile à joindre à une demande.

Deux habitudes de plus réduisent la charge à la source : laissez les pièces s'égoutter au-dessus de la machine d'usinage ou sur un égouttoir avant de les amener au nettoyage, et ne mettez pas des pièces ruisselantes d'huile pure directement dans la cuve à ultrasons. Une cuve de prélavage, ou un prérinçage par aspersion, enlève d'abord le gros et laisse à la cuve à ultrasons ce qui se trouve dans les trous et en surface.

Quelle machine

• Dégraissage occasionnel de pièces jusqu'à la taille d'une boîte à chaussures : un appareil de table STS à 40 kHz, bain changé chaque semaine.
• Dégraissage en atelier de pièces moteur et de boîte de vitesses : un ST-96 à ST-206 à 28 kHz avec déshuileur, ou un UMX Pro avec le module de filtration.
• Dégraissage quotidien avant montage ou revêtement : un SF-225 à SF-360 avec sa cuve tampon, son déshuileur et son flux laminaire, suivi d'un rinçage et d'un séchoir DT.
• Pièces lourdes, nombreux paniers par poste : un système à élévateur AL avec filtration modulaire, ou une ligne multi-cuves MT avec lavage, rinçage et séchage.

Juger le résultat

Le test de rupture du film d'eau : rincez la pièce à l'eau propre et regardez-la s'égoutter. L'eau forme un film continu sur une surface dégraissée et se fractionne en gouttelettes sur une surface huileuse. Il ne coûte rien et c'est ce qu'utilise une ligne de revêtement ; voir le nettoyage avant revêtement. Roulements et pièces de boîte de vitesses ont leurs propres étapes après dégraissage ; voir roulements et composants mécaniques.