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EP-4004168-B1 - LUBRICANT COMPOSITION FOR GAS TURBINES

EP4004168B1EP 4004168 B1EP4004168 B1EP 4004168B1EP-4004168-B1

Inventors

  • Michel, Frédéric
  • BREDON, FLORENCE

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20200724

Claims (8)

  1. Lubricating composition, more particularly for a gas or steam turbine, comprising: - at least one base oil; - at least one phenylnaphthylamine (PAN), preferably alkylphenyl-α-naphthylamine (APAN), compound; - at least one diphenylamine (DPA), preferably dialkyldiphenylamine, compound; and - at least one phosphite ester compound of formula (III-a) below: in which the groups R independently of one another represent C 1 to C 10 , more particularly C 3 to C 8 , linear or branched alkyl groups and n independently at each occurrence represents 1 or 2; wherein the DPA compound/phosphite ester ratio by mass is between 2.0 and 3.0; and wherein the PAN/phosphite ester ratio by mass is between 2.1 and 3.
  2. Lubricating composition according to the preceding claim, wherein said one or more phenylnaphthylamine compounds are of formula (I): in which: n is an integer from 1 to 5; and R 1 represents a preferably C 1 to C 22 , more particularly C 2 to C 12 , linear or branched alkyl group; more particularly of formula (I-b) below: in which R 1 is as defined above, R 1 preferably representing a C 2 to C 12 alkyl group.
  3. Lubricating composition according to any one of the preceding claims, wherein said one or more diphenylamine compounds are of formula (II): in which: n 2 and n 3 independently of one another are integers from 1 to 5; and R 2 and R 3 independently of one another represent a preferably C 1 to C 22 , more particularly C 4 to C 8 , linear or branched alkyl group.
  4. Composition according to any one of the preceding claims, comprising: - from 0.05% to 5% by mass, more particularly from 0.1% to 3% by mass, preferably from 0.15% to 1% by mass, and very particularly from 0.2% to 0.5% by mass, of one or more phenylnaphthylamine, preferably alkylphenyl-α-naphthylamine, compounds, more particularly as defined in Claim 2; - from 0.05% to 5% by mass, more particularly from 0.1% to 3% by mass, preferably from 0.15% to 1% by mass, and very particularly from 0.2% to 0.5% by mass, of one or more diphenylamine, preferably dialkyldiphenylamine, compounds, more particularly as defined in Claim 3; and - from 0.01% to 3% by mass, more particularly from 0.02% to 1% by mass, preferably from 0.05% to 0.5% by mass, and very particularly from 0.1% to 0.3% by mass, of one or more phosphite ester compounds.
  5. Composition according to any one of the preceding claims, further comprising at least one additive selected from antioxidants other than the compounds defined in Claims 1 to 3, viscosity index (VI) improvers, pour point depressants (PPD), antifoams, thickeners, corrosion inhibitors, copper passivators, and mixtures thereof.
  6. Use of a composition as defined in any one of Claims 1 to 5 as a lubricant for a gas or steam turbine.
  7. Use in a lubricating composition, more particularly for a gas or steam turbine, comprising at least one base oil, of at least one phenylnaphthylamine (PAN), preferably alkylphenyl-α-naphthylamine (APAN), compound; of at least one diphenylamine (DPA), preferably dialkyldiphenylamine, compound; and of at least one phosphite ester compound of formula (III-a) below: in which the groups R independently of one another represent C 1 to C 10 , more particularly C 3 to C 8 , linear or branched alkyl groups and n independently at each occurrence represents 1 or 2, and said one or more phosphite ester compounds being used in a DPA/phosphite ester ratio by mass of between 2.0 and 3.0 and a PAN/phosphite ester ratio by mass of between 2.1 and 3, for enhancing the heat stability performance and oxidation resistance performance of the composition.
  8. Use according to the preceding claim, wherein said one or more phenylnaphthylamine compounds are as defined in Claim 2; and/or said one or more diphenylamine compounds are as defined in Claim 3.

Description

Domaine technique La présente invention concerne le domaine des compositions lubrifiantes, plus particulièrement le domaine des compositions lubrifiantes pour turbines. Elle a trait plus précisément à une composition lubrifiante pour turbines mettant en œuvre une combinaison de trois types d'additifs antioxydants spécifiques, dans des proportions spécifiques. Technique antérieure Les turbines à gaz ou à vapeur sont typiquement utilisées dans les domaines de l'aéronautique, du naval, du transport ferroviaire et de la production d'électricité. En particulier, les turbines à gaz ou à vapeur présentent des avantages de légèreté, de puissance massique et volumique élevée, se prêtant particulièrement bien à la propulsion aéronautique, en particulier sur les avions et les hélicoptères, mais également à la propulsion navale, notamment pour les navires à grande vitesse. Également, dans les installations de production d'électricité récentes, sont mises en œuvre des turbines à gaz utilisant des gaz de combustion à haute température tel que le gaz naturel liquéfié, ou encore des installations de production d'énergie combinant une turbine à gaz et une turbine à vapeur. Les compositions lubrifiantes industrielles, dites encore « huiles lubrifiantes » ou « lubrifiants », et plus particulièrement les lubrifiants pour turbines à gaz ou à vapeur, peuvent être soumises à des conditions extrêmes, et en particulier à des températures d'utilisation pouvant aller au-delà de 250°C. Ceci est par exemple le cas pour les huiles lubrifiantes pour turbines de réacteurs d'aviation. Soumises à de telles conditions de températures élevées, les huiles lubrifiantes peuvent se dégrader et s'oxyder. Cette dégradation peut se traduire par la formation de dépôts, tels que des vernis, par la présence de boues et/ou par une augmentation de la viscosité de la composition. La stabilité à l'oxydation des huiles lubrifiantes est encore réduite du fait de la dissolution des métaux dans ces huiles, dans les conditions extrêmes d'utilisation décrites ci-dessus. En effet, les métaux dissous sont susceptibles de catalyser la dégradation par oxydation des lubrifiants. Une telle dégradation réduit fortement la durée de vie des huiles, obligeant à écourter les intervalles de vidange et occasionnant des pertes d'exploitations importantes. A l'heure actuelle, certains constructeurs imposent par conséquent des spécifications très strictes concernant les propriétés de stabilité à l'oxydation et de stabilité thermique, à haute température, des compositions lubrifiantes destinées notamment à être mises en œuvre dans des turbines à gaz ou à vapeur. Pour accroître la stabilité à l'oxydation, la plupart des lubrifiants contiennent des additifs destinés à inhiber leur oxydation. Divers additifs antioxydants ont ainsi été proposés dans les lubrifiants, tels que par exemple des composés phénoliques stériquement encombrés, des amines organiques aromatiques, des dérivés de diphénylamine (notés DPA) ou encore des dérivés de phényl-naphthylamine (PAN). Le document JP 2007 270090 A propose des compositions lubrifiants pour turbines comprenant une combinaison des additifs antioxydants, présentant des propriétés améliorées en termes de stabilité thermique et de résistance à l'oxydation dans des conditions de haute température. A titre d'exemple, le document WO 2008/009704 propose une composition lubrifiante, en particulier pour turbines, comprenant un ester de succinate et un acide sarcosinique à titre d'agents antirouille. Les compositions qui y sont décrites peuvent également comprendre divers agents anti-oxydants de type amine aromatique, tels que des composés de type phényl-α-naphthylamine et dialkyl-α-diphénylamine. Les compositions lubrifiantes proposées dans ce document ne permettent toutefois pas d'atteindre les niveaux de performance recherchées en termes de stabilité thermique et de résistance à l'oxydation, à haute température. Par conséquent, il demeure un besoin de disposer d'une composition lubrifiante, en particulier pour turbines, présentant des propriétés améliorées en termes de stabilité thermique et de résistance à l'oxydation, tout en conservant de bonnes propriétés de résistance à la corrosion, et permettant de réduire la formation des dépôts indésirables lors de l'utilisation du lubrifiant, tout particulièrement dans des conditions de haute température. Résumé de l'invention La présente invention vise précisément à répondre à ce besoin. Plus particulièrement, la présente invention concerne, selon un premier de ses aspects, une composition lubrifiante, en particulier pour une turbine à gaz ou à vapeur, comprenant : au moins une huile de base ;au moins un composé phényl-naphthylamine (PAN), de préférence alkylphényl-α-naphthylamine (APAN) ;au moins un composé diphénylamine (DPA), de préférence dialkyl-diphénylamine ; etau moins un composé ester de phosphite, de formule (III-a) telle que définie ci-après ; dans laquelle le rapport massique DPA/ester(s) de ph