​

                                                                     HİDROLİK VE YAĞLAMA YAĞLARINDA KİRLİLİĞİN ÖNEMİ

 

Yağlama ve hidrolik yağları, makinalar için çok önemli olmakla beraber, işletmelerde yeterince önem verilmemekte ve genellikle yanlış uygulamalara maruz bırakılmaktadır. Özellikle yağ kirliliği konusunda filtre seçiminden öte bir çalışma çoğu kez yapılmamaktadır. Bu makalede, yağ kirliliğinin tanımı, kullanılan uluslararası standartlar, yağların nasıl kirlendiği anlatılmakta ve yağ kirliliğinin neden ölçülmesi gerektiği en belirgin nedenlerle cevaplandırılmaktadır. Ayrıca, Türkiye’de ve dünyada sanayiden verilen örneklerle yağ kirliliğinin azaltılması ile elde edilen kazançlar istatistiki olarak verilmektedir. 

 

Makinalarda kullanılan yağlama yağlarının temel görevi karşılıklı çalışmakta olan iki yüzeyi birbirinden ayırmak; hidrolik yağlarının ise sıkıştırılamaz bir sıvı olan yağla güç veya sinyal iletmektir.

 

Yapılan araştırmalarda makina arızalarının önemli bir bölümünün yağlamayla ilgili olduğu ortaya çıkmıştır. Bu araştırmalarda kirliliğin özellikle çalışan yüzeylerin aşınması nedeniyle mekanik arızalara, hidrolik sistemlerinde ise valf arızaları ve yağ kaçaklarına neden olduğu anlaşılmıştır.

 

Yağ kirliliğinin tanınması, tanımlanması ve giderilmesi işletmelere yağın kullanıldığı her yerde hem tüketilen yağ miktarı açısından, hem makina arızalarının sıklığı açısından hem de makina ömrü açısından büyük yararlar sağlamaktadır.

 

Bu bildiride, yağ kirliliğinin tanımı ve izlenmesi ile ilgili bilgi ve örnekler sunulmaktadır. 

 

 YAĞ KİRLİLİĞİ NEDİR?

 

Yağlarda kirlilik, yağa baz yağ ve katkı maddeleri dışında karışan her türlü katı, sıvı ve gaz halindeki maddeler ve ısı transferi ile enerji katkısı olarak tanımlanabilir. Bu bildiride sadece katı maddeleri inceleyecek ve bundan sonra “kirlilik” tanımıyla sadece katı maddeleri tanımlamış olacağız. 

Yağ kirlilik partikülleri, işletme ortamında bulunabilecek kimyasal tozları, çevre tozları olabileceği gibi yağın kullanıldığı sistemin aşınmasından kaynaklanan partiküller de olabilir. Yağda kirlilik denilince 0.5 mikron ile 100 mikron arasında partiküller kastedilmektedir. Ancak, genel uygulamada kullanılan çerçeve 2 ila 50 mikron arasındaki partiküllerdir.

 

Karşılaştırma amacıyla şu büyüklükler kullanılabilir:

 

İnsan saç kılı 80 mikron

                                                                 

Sokak tozu 40 mikron

 

Akyuvarlar 20 mikron

 

Talk tozu 10 mikron

 

Bakteri 3 mikron

   

Kirliliği tanımlamak için değişik standartlar kullanılmaktadır. ISO4406, Amerikan askeri standardı MIL- STD1246A, NAS1638, SAE749 ve ACFTD standartları arasında en fazla kullanılanlar NAS ve  ISO’dur. 

 

YAĞ KİRLİLİĞİNİN ÖLÇÜSÜ NEDİR?

 

Yağ kirliliği konusunda, henüz TSE Standartları arasında yayınlanmamış olmakla birlikte, ISO Standartları arasında yayınlanmış ISO4406 standardı mevcuttur. Bu standartta, yağın içinde bulunan yağ partiküllerinin sayısının tanımlanması için bir kod geliştirilmiştir. Bu koda göre, bir “taksim=bölü” işaretiyle ayırılan iki rakam kullanılmaktadır: a/b gibi.

 

Bu tanımda “a” yağ numunesinin 1 mL (mililitre)’sinde bulunan 5 mm veya daha büyük parçaların sayısını tanımlayan bir rakam, “b” ise yine yağ numunesinin bir mL’sinde bulunan 15 mm veya daha büyük partiküllerin sayısını tanımlayan bir rakamdır.

Bir yağın ISO kirlilik kodu, 20/16 olarak ifade edildiğinde, bundan anlaşılan: Bu yağın bir mililitresinde  5 mm partiküllerden 5.000-10.000 arasında bir sayıda parçacık bulunduğu, 15 mm parçacıklardan ise 320-640 arasında bir sayıda parçacık bulunduğu anlaşılır. ISO standartları bazen sadece 10 mm’luk parçacıkların sayısı verilerek ifade edildiği gibi, bazen hem 2 mm, hem 5 mm ve hem 15 mm parçacıkların sayısı a/b/c şeklinde verilmektedir. Bu son tarif edilen kodlama henüz sanayide kabul görmemiştir. En çok kullanılan tanım a/b şeklinde olan tanımdır.

 

ISO ve NAS Kodları Karşılaştırması

 

ISO                                 NAS

21/18                             12

20/17                             11

19/16                             10

18/15                              9

17/14                              8

16/13                              7

15/12                              6

14/11                              5

13/10                              4

12/9                                3

11/8                                2

10/7                                1

 

​

YAĞ NEDEN KİRLENİR?

 

Yağların kirlenmesi birçok şekilde olabilir:

< >Baz yağ ve katkı maddelerinde bulunan ve imalattan gelen kirlilikTürkiye’de baz yağ sadece Tüpraş Aliağa Rafinerisi’nde üretilmektedir. Bu nedenle ithal olmayan her marka ve her cins madeni yağın baz yağı bu rafineriden temin edilmektedir. Modern rafinasyon tekniğinin gerektirdiği her türlü konuya titizlik gösteren bu rafinerimizin ürettiği yağların temizliğine de dikkat ettiği kuşku götürmez. Ancak, bu işlemler konusunda detaylı bilgiye sahip değiliz.

Ayrıca, baz yağı yağ üreticisine taşıyan tankerlerin tanklarının söz konusu ettiğimiz standartlar doğrultusunda ne denli temizlendiği hakkında da elimizde bir bilgi yoktur.

 

< >Baz yağ ve katkı maddelerinin depolanmasından gelen kirlilikDaha önce de belirtildiği gibi, yağ Türkiye’de sadece bir rafineride imal edilmektedir. Yağın orada imal edilişi, tankerlere yüklenişi, tankerlerle yağ imalatçısına gidişi, baz yağa katkı katılması, tekrar varillenip kullanıcıya yollanması sırasında kirlilik karışması çok kolaydır.

 

Türkiye’de bilgimiz dahilinde olan sadece 3 tane varil imalatçısı vardır. Bu imalatçıların varilleri ISO standardında temizleme işlemine tabi tuttuklarına dair elimizde bir bilgi yoktur. Kaldı ki, kullanıcıların depolamalarında da büyük sorunlar yaşanmaktadır. Ancak, bunun detayları bu bildirinin ilgi alanı dışındadır.

< >Yağların kullanıldığı sistemin imalatından veya çalışmasından gelen kirlilikHer makinanın imalatından sonra sisteminde kalmış olan kirliliğin “flushing” işlemi ile  temizlenmesi gerekir. Bu işlem ne kadar iyi yapılırsa yapılsın sistemde kirlilik kalır ve bu kirliliğin temizlenmesi gerekir.

 

Her sistem çalışırken mutlaka kirlilik üretir. Hidrolik sistemlerde en büyük kirlilik kaynağı hidrolik pompalardır. O nedenle, hidrolik pompa seçiminde özellikle kaliteli pompalar seçmeye dikkat etmek gerekir.

 

 

1. Çevreden gelen kirlilik

Yağın kullanıldığı ortamda özellikle yağ tankının atmosfere açık olmasından, ilave edilen yağın kirlilik içermesinden kaynaklanan kirlenmelerde çevre tozu vardır. Bunun en başında gelen neden yağ tanklarının havalandırma borularının atmosfere açık olması, yağ ilavesi için kullanılan boşaltma tenekesinin kirlenmesi gelir. En büyük kirlilik kaynağı elbette yeterince contalanmamış yağ tanklarıdır.

 

1. Yağların kullanıldığı sistemin ürettiği kirlilik

Yağ sirküle edilen her sistemde dahili olarak aşınma parçacıkları üretilir. Bunlar da yağa kirlilik olarak eklenir ve daha fazla aşınmaya neden olurlar.

 

Kirliliğin boyutuna bir örnek olması için şu örneği verebiliriz: 

 

 

           15 Lt/dk Pompa                                           15 Lt/dk Pompa        

 

                ISO 21/18                                                     ISO 14/11

  Bir yılda dönen kirlilik miktarı                 Bir yılda dönen kirlilik miktarı                                       

                   22 Kg                                                          3,963 Kg    

       Beklenen pompa ömrü                           Beklenen Pompa Ömrü

                    2 yıl                                                             14 yıl

 

Görüleceği gibi, yağ kirliliği makina ömründe çok büyük farklılık yapmaktadır.

 

 

YAĞ KİRLİLİĞİ NEDEN ÖLÇÜLMELİDİR?

 

Neden 1:          Makina Ömrünü Uzatmak, Makina Arızalarını Azaltmak İçin!

  

Neden 2:          Filtre Sisteminin Verimli Çalışıp Çalışmadığını Kontrol Etmek İçin!

 

Makina imalatında filtrasyon sistemleri genellikle yetersiz olarak dizayn edilmektedir. Çünkü birçok imalatçı dizaynını makinalarında olması gereken temizlik seviyesine göre dizayn etmemektedir. Yağ filtrasyonunu yapacak yeterlilikte ve fakat makinanın fiyatını olumsuz yönde etkilemeyecek en ekonomik pompa sistemi seçilmektedir.

 

Filtre sisteminin verimli çalışıp çalışmadığı ancak kirlilik bilançosu çıkarılırsa bulunabilir. Bu da kirlilik ölçülerek yapılabilir.

 

Neden 3:          Filtre Sisteminde Arıza Olup Olmadığını Kontrol Etmek İçin! 

Filtre sistemlerinin çoğunda filtre  değişimi belli kullanım süresine göre yapılmaktadır.

Daha iyi filtre sistemlerinde ise diferansiyel basınç transdüserleri kullanılmakta olup, bunlar giriş çıkış basınçları arasında filtrenin tıkanması nedeniyle fark arttığı zaman belli bir basınç farkında ışık yakarak vs filtrenin tıkanmakta olduğunu gösterir.

Ancak, filtre yırtıldığında veya delindiğinde basınç farkı sıfırlanacağı için bu tip bir arızayı bulmak mümkün olmayacak, bu arada toplanmış olan tüm kirlilikler sisteme salınacaktır. Bu durumda hemen müdahale etmek gerekecektir.

  

Neden 4:          Arızaları Gelişme Safhasındayken Yakalamak İçin!

Yağın bozulması,< >Rulman arızası,Dişli kutusu arızası,Pompa arızası,Korozyon,Piston ve silindir arızaları,Motor arızalarıHepsi yağa kirlilik salarlar. Gelişmekte olan arızalar kirlilik ölçümü yapılırsa problem büyümeden yakalanabilir.  

 

Neden 5:          Filtre Değişimine Karar Vermek İçin!

FiIltre kirlilik indikatörleri basınç farklılığına bağlı olarak çalışır; oysa, doğrusu filtrenin kirlen-diğinde değiştirilmesidir.

Kirlilik seviyesinin ölçülmesi buna imkan verir.

  

YAĞ KİRLİLİĞİ NEDEN ÖNEMLİDİR?

 

Eğer, birbirlerine karşı çalışan iki yüzey arasında “film” tabakası oluşturan yağ bozulmasa “teorik olarak” bu iki yüzeyin hiç aşınma olmadan çalışması mümkün olabilecektir. Ancak, birçok teori gibi bu teori de gerçek hayattaki durumdan uzaktır; çünkü, karşılıklı çalışan yüzeylerde aşınma mutlaka görülmektedir.

 

Yüzeylerde aşınma olması yağ filminin “yırtılması” sonucu meydana gelmektedir. Aradaki ince yağ  filmi yırtılınca, metal yüzeyler birbirlerini işlemekte ve aşınma ile birlikte makina arızaları ortaya çıkmaktadır. Olayın tribolojik yönü, bir başka makalede incelenecektir. Olayın yağla ilgili yönü ise bu yazının konusudur. Öyleyse, yağ filmi neden yırtılmaktadır?

 

Yağ filmi yağın kalitesinin değişmiş olmasından kaynaklanır. Yağın kimyasal ve fiziksel özelliklerinde meydana gelen değişiklikler sonucu yağ, örneğin viskozite düşmesi sonucu yüzeylerin birbirlerine uyguladığı yükü kaldıramamakta ve yırtılmaktadır. Öyleyse, yağın özellikleri neden değişmektedir.

 

Yağın fiziksel ve kimyasal özelliklerinin değişmesinin nedeni yağın kirlenmesidir. Bu kirlilik kaynakları, daha önce listelenmiş olan, parçacık, ısı, nem gibi unsurlar olabilir.

 

Yağın kirliliğinin, yağın viskozitesini düşürmesi ve yağlanmakta olan bir rulmanın ömrü üzerine etkileri bir rulman firmasının bir araştırmasında en çarpıcı şekliyle ortaya konmuştur. Bu rapordan aldığımız verileri normalize ederek sunduğumuz, Tablo 2. Bağıl rulman ömrünün, yağ viskozitesi ve kirliliğinden etkilenmesini en bariz şekliyle ortaya koyuyor.

 

Kirli yağ kullanmak, viskozitesi %75 düşük yağ kullanmak demektir. Yağ viskozitesinin %50 azalması, rulman ömrünü 20’de 1’e düşürmekte, diğer bir deyişle,rulman ömrünü %95 azaltnmaktadır.

 

Burada sorulması gereken önemli bir soru da şudur:

Makinamızda kullandığımız yağın ölçümünü yaptırdık. Ancak, yağımızın sahip olması gereken ISO kodu ne olmalıdır? Hangi makinada ne kadar kirliliğe müsade edilebilir? Bu nasıl bulunur? Maalesef, bu sorunun yanıtı makina üretici firmaları tarafından henüz verilmemektedir. Bunun ampirik olarak hesaplanması gereklidir.

 

Bu sorunun cevabı yapmakta olduğumuz işin en önemli kısmıdır. Bu soruyu aşağıdaki kriterleri kullanarak hazırlayacağımız Olması Gereken Temizlik Düzeyi Saptaması ile cevaplandırabiliriz. Bunun için aşağıdaki kriterleri kullanabiliriz:

• Yağ Pompamızın Kirliliğe Duyarlılığı

• Yağımızın Çalışma Basıncı

• Yağın Yük Altına Girdiği Strok Süresinin Pompanın Çalışma Süresine Oranı

• Yağ Tipi

• Sistemdeki Servovalf Sayısı

• Yağda Su Miktarı

• Kirlilik Aşındırıcılığı

• Yağın Debisi

• Sistemin Duruş Maliyeti

• Sistemin Fiyatı

• Arızada İş Güvenliği Riski

 

Bu kriterlere dayanarak makinada kullanılan yağın sahip olması gereken kirlilik düzeyi tesbit edilebilir.

 

Bugün sanayide yağ kullanılması gereken noktalarda genellikle makina üreticisinin tavsiyeleri takip edilir. Bu en tavsiye edilecek yöntemdir; ancak, bu uygulamalarda da mühendislik şüphesini elden bırakmamak ve tavsiyenin ne kadar sağlıklı olduğunu zaman zaman sorgulamak gerekebilir. 

 

MAKİNA ARIZALARI ve ARIZA TEMEL NEDENLERİ

 

Makina arızaları, her sanayi işletmesinin hergün yüzyüze olduğu ve kaçınılamaz ve fakat giderilmesi için çaba verilmesi gereken bir olgu olduğu düşünülür. Birçok işletme bu nedenle, arızaların peşinde koşar ve daima arızaların bir adım gerisinde gider. Bu nedenle, bu işletmelerde, arıza tamiratı hiç bitmez!

 

Bu yazının amacı, bakım türlerini tartışmak olmadığından detaya girmeden, makinalarda “sağlıklı” yağ kullanmanın hem makina arızalarının önüne geçeceği, hem de yağ masrafını azaltacağını söylemek mantıka aykırı gelmeyecektir. Önleyici Bakım (Proactive Maintenance) olarak tanımlayacağımız ve 2000’li yılların kaçınılmaz bakım yöntemi olacak bu uygulamada, yağ makina arızalarını önlemede en önemli unsurlardan biri olarak görülmektedir.

 

Bir rulman firmasının ve ABD’de yapılan bağımsız bilimsel araştırmalar mekanik arızaların %42’si ile %70 arasındaki gibi yüksek bir orandaki arızanın kaynağının aslında tamamen yağa bağlı sorunlar olduğunu ortaya konmuştur. 

 

Öyleyse, yağ ve yağlamayla ilgili sorunlar bir Temel Arıza Nedeni teşkil etmektedirler. Bu noktada, her makinanın üreticisinin genellikle makina etiketinde veya el kitabında yapmış olduğu yağ tavsiyesi ile  ilgi 3 büyük varsayımın varlığını görmek gerekir. Makina üreticisi makinasının veya tezgahının şu üç koşulun varlığını varsayarak yağ önerir ve makina dizayn ömrünü bunlara bağlı olarak hesaplar:

 

Makina ömrü hesaplamada adı edilmeyen 3 varsayım:

 

1- Makina normal sıcaklık derecelerinde çalışacaktır!

2- Makinada kullanılan yağ temiz olacaktır!

3- Makina kaplin ve diğer ayarları tam olacaktır!

 

Görüleceği gibi, makina ömrü hesaplamada kabul edilen üç unsurdan biri, “yağın temiz olduğu”dur. Ancak, sahada çalışan her mühendis bilir ki, bu nadiren geçerlidir. Öyleyse, Arıza Temel Nedeni olan aşağıdaki faktörler incelenmeye değerdir.

 

Arıza Temel Nedenleri

·Yağ Kirliliği

·Yağ katkı Maddesi Tükenmesi

·Viskozite Bozulması veya Yanlış Yağ

·Balans Bozukluğu ve/veya Kaplin Ayarsızlığı

·Yanlış Montaj

·Aşırı Isınma

·ve diğerleri

 

Yukarıdaki nedenler giderildiği takdirde, makina arızalarının %90’ının önüne geçmek ve makina ömrünü uzatmak mümkün olabilecektir. Bu yazı, yağ kirliliği konusunu işlemeyi amaçladığından özellikle yağ kirliliği giderilmesi ile elde edilen kazançlara örnekler verilecektir.

 

General Motors - ABD

 Bu büyük motor üreticisinin yaptığı bir araştırmada, dizel motorlarında silindirlerde aşınmanın 40 mm filtre yerine 30 mm filtre kullandığında %50; 15 mm filtre kullanıldığında ise %70 azaldığı görülmüştür.

 

Nippon Steel Demir Çelik - Japonya

 Bu dünyanın en büyük demir çelik işletmelerinden biri olan bu işletmede yapılan 5 yıllık bir çalışmada, 170 adet hidrolik pompada kirlilik ölçümü ve takibi yapıldı. Bu çalışmalarla yağ kirliliği sadece %25 azaltıldı. Sonuç: pompaların ömrü 6 kat uzadı, pompa yenileme %90 azaldı, yağ sarfiyatı 1/4’e düştü.

 

Kawasaki Steel Demir Çelik - Japonya

 Komple filtre sistemi ve yağ kirlilik izlenmesi ile hidrolik yağ kullanımında %80, hidrolik komponent arızasında %97 ve bakım giderlerinde büyük tasarruf sağlandı.

 

Manitowoc CNC Tezgahları - ABD

 Uygulanan yağ kirliliğini azaltma programı sayesinde, 24 hidrolik pompanın birim ömrü 10.000 saatten

95.000 saate çıkarıldı. Yağ kullanımında yılda $27,000 tasarruf sağlandı.

  

SONUÇ

 Hidrolik ve yağlama yağlarının temizliği makinaların sağlıklı ve arızasız çalışabilmesi, ömürlerinin uzun olması ve kullanılan miktar açısından çok önemlidir. Bu açıdan yağların temiz olmalarının sağlanması ve temizliğinin kısa periyodlarla ve sürekli denetlenmesi gerekir.

 Sanayi uygulamalarında, bu yönde yapılan çalışmalar çok iyi sonuç vermiş ve işletmelerin bakım masrafları ve duruş saatleri azalmış, verimlilik artmıştır.

 

 

                                                                             HİDROLİK SİSTEMLERDE FİLTRASYON 

 

Hidrolik sistemlerde meydana gelen arızaların %75’in üzerinde bir oranda, yağ kirliliğinden kaynaklandığı, uzun süren istatistikler sonucu belirlenmiş bir gerçektir.

 

Arızalar sonucu duruşlar buna bağlı iş kaybı, komponent değişimi ve yağ değişimi masrafları gibi oluşan giderler çok yüksek boyutlara ulaşabilmektedir.

 

Hidrolikte kullanılan filtrelerin görevi yağın temiz tutulması değil, işletme masraflarının düşürülerek en aza indirilmesidir.

 

Bu bildiri filtrasyonla ilgili basit temel bilgilerin toplandığı bir çalışmadır. Bu itibarla endüstrinin her dalında hidrolik sistemlerle çalışan mühendislere veya bakım personeline doğru filtre seçimi ve kullanımı sayesinde üretim artışı buna paralel olarak maliyetlerin azaltılması mücadelesinde önemli bir enstürman oluşturmaktadır.  

 

 

1.KİRLİLİK, KİRLENME TİP VE KAYNAKLARI

 

1. Kirlilik Tanımı

 

Hidrolik sistemlerde meydana gelen arızaların % 75 üzerinde bir oranda yağ kirliliğinden kaynaklandığı uzun yıllar süren istatistikler sonucu belirlenmiş bir gerçektir.

 

Kirlilik;

 Üretim kayıpları

• Komponent değişim masrafları

• Yağ değişim masrafları

• Duruş oranının yüksekliği gibi sonuçlar doğurmaktadır.

 

Hidrolik Yağların, 

• Enerji transferi

• Hareketli parçaların yağlanması

• Isı transferi

• Hareketli parçalar arasında sızdırmazlık sağlanması gibi temel görevleri vardır.

 

Bunların birinin sağlanmaması büyük bir üretim hattının duruş ve buna bağlı olarak büyük boyutta üretim kayıplarına sebebiyet verebilmektedir.

 

• Orifislerin tıkanması

• Parçaların aşınması, paslanması

• Yağın kimyasal özelliklerinin bozulması

• Yağ katıkların özelliğini kaybetmesi

• Viskozite özelliğinin bozulması gibi sonuçlar ideal yağın yukarıda sıralanan görevleri istendiği ölçüde yerine getirilmesine engel oluşturmaktadır. İşte bu olguya yağın kirlenmesi, yağ kirliliği diyoruz.

 

 

1.2.Kirlilik Tipleri ve Kaynakları

 

1. Parçacık (Partükül) Kirliliği, Kaynakları ve Önlemler

 

Rafineriden gelen Hidrolik sistem akışkanı, yeni yağ hidrolik sistem için uygun değildir. Bunun filtre edilerek kullanıma uygun hale getirilmesi gerekir. 

Yağ içindeki parçacıklar 2 grupta toplanırlar. 5 mikrondan küçük olan parçacıklar ve 5 mikrondan büyük olan parçacıklar olmak üzere; 5 mikrondan küçük olan parçalar, hidrolik sistem komponentlerin uzun vadede aşındırma şeklinde hasar verirler.

  

Parçacık, partüküller yağa;

1. Hidrolik sistem imalat ve montaj esnasında

2. Yeni akışkan la birlikte

3. Çalışma esnasında dışarıdan (Extern)

4. Çalışma esnasında içeriden (İntern) ilave edilmektedirler.

 

Partükül kirliliğinin önlenmesi için 

• Depo üstüne kapak yerine,hava filtresi konulması gerekmektedir.

• Hidrolik enstalasyon sonrası sistemin yıkanması (Flusching)

• Hidrolik silindirin sızdırmazlık elemanlarının zamanında değiştirilmesi

• Hortum boru ve blokların montaj ve bakım sonrasında plastik tapacıkla kapatılması

• Hidrolik sisteme verilmeden önce yeni yağın filtre edilmesi gerekmektedir. 

 

1.2.2.Su Kirliliği, Kaynakları ve Önlemler

 

Hidrolik akışkanın partüküllerden arındırılmış olması onun temizlenmiş olması anlamını taşımamaktadır. Yağ içinde bulunan su da aynı parçacıkda olduğu gibi kirlilik yaratmakta olup akışkandan uzaklaştırılmalıdır.

T

Su ile kirlenmiş akışkan ile çalışan hidrolik sistemlerde 

• Metal yüzeylerde korozyon

• Aşınma

• Rulman ömrünün kısalması

• Katıkların etkisinin azalması

• Viskozitenin değişimi

• Elektriksel geçirgenlik artışı gibi negatif sonuçlar izlenmektedir.

 

Su kirliliği kaynakları ise; 

• Bozuk silindir sızdırmazlık elemanları

• Depo sızıntısı

• Kondensasyon-yoğuşma

• Sulu soğutucu kaçakları olabilmektedir.

 

Yağın suyundan arındırılması için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır.

 

Özgül ağırlık farkından dolayı yağ içindeki serbest su dibe çökecektir. Burada da toplanan su depoda  ki drain vanaları ile deşarj edilir.

 

Bunun dışında Absorbsion, santifüj ile vakum altında su alma metodları kullanılarak yağ suyundan ayrıştırılmaktadır.

 

Absorbsion metodunda jel esaslı kimyasallar filtre elemanı olarak kullanılmakta hidrolik akışkan içinde mevcut serbest suyu bağlamaktadır. Bu metod düşük debili sistemler için uygundur.

 

Santrifüj metodunda yine yanlızca serbest suyun yağdan merkezkaç kuvvetleri ve özgül ağırlık farkı sayesinde ayrıştırılması mümkün olmaktadır. Bu daha çok yüksek hacimli sistemler için uygulanmaktadır. Verimleri yüksek değildir.

 

 Vakum altında su alma metodu; 

Normal şartlarda 100°C de kaynayan ve buharlaşan su düşük basınçlarda yani vakum altında daha düşük sıcaklıklarda buharlaşmaktadır.

Belli bir sıcaklıkta vakum odasına gönderilen akışkan içinde mevcut serbest yada bağlı su akışkandan ayrılıp buharlaştırılarak yağdan alınmaktadır. Bu metod yüksek debili sistemler için kullanılıp, verim yüksektir.

 

1.2.3.Hava Kirliliği Kaynakları ve Önlemler 

Akışkan içinde serbest ya da bağlı şekilde hava bulunabilmektedir. Akışkan içindeki özellikle serbest havanın azaltılması gerekmektedir. Akışkanın içinde mevcut hava üzerine uygulanacak basınç tesiri  ile lokal sıcaklık aşırı olarak yükselmekte bu şekilde yağ içinde mevcut katıklar yanmakta hatta yağın kimyasal yapısı bozulmaktadır. Yağ içindeki hava yağın sıklaştırılamazlık özelliğini yitirmesi sonuçunu getirmektedir ki  performansı yüksek bir hidrolik sistemde kullanılan akışkan  sıkıştırılamaz olmalıdır.

  

Akışkan içinde hava; 

• Yağlama özelliğinin azalması

• Yağ sıcaklığının artışı

• Güç aktarımında verim düşmesi

• Depo da mevcut yağın köpüklenmesi

• Kimyasal değişime uğraması

• Metal parçaların daha hızlı oksitlenmesi

• Oksitlenme ile birlikte aşınma hızının artması gibi negatif etkiler yaratmaktadır.

  

Hava sisteme; 

• Sistemde mevcut sızıntılardan

• Depo havalığından

• Pompanın hava emmesi şeklinde girebilmektedir.

 

 Önlemler ise; 

• Sistemlere hava alma vanaları öngörülmeli

• Depo dizaynı uygun olmalı köpüklenmeyi engellemeli

• Dönüş hatlarına sanrifüjlü difizörler konulmalı

• Pompa emişleri uygun dizayn edilmelidir.

 

 

2.AKIŞKAN TEMİZLİK VE STANDARTLARI

 

1. ISO 4406 Standart 

Akışkan kirlilik seviyesinin bilinmesi ancak bunun ölçülebilmesi ile mümkündür. Kirlilik ölçümü akışkan içinde mevcut parçacık sayımı şeklinde gerçekleştirilmektedir.

 

Bu ölçüm, parçacık sayısı ve parçacık büyüklüğünün belirli miktardaki akışkanda yapılması ile gerçekleşmektedir.

 

ISO 4406 temizlik seviye standartı en geniş kullanım alanı olan bir standart olup parçacıkları 2-5 mikron arası, 5-15 mikron arası ,15 mikrondan büyük parçacıklar şeklinde gruplanmış ve her grup için mililitre için’deki sayısına göre ISO-sıralaması oluşturmaktadır.

 

 

2.2.Komponent Temizlik Gereksinimi 

Genelde tüm hidrolik komponent üreticileri komponentin ömrünün ve performansının optimal olabileceği akışkanın temizlik standartlarını kataloglarında belirtmektedirler.

 

Bu standartlarda yağ kullanılmaması komponent ömrünü azaltmakta ve istenilen verimin alınmaması sonucunu doğurabilmektedir.

 

En iyisi ve en doğrusu sistemlerde kullanılacak yağın özellikleri ve temizlik standartının sistemde kullanılan komponentin üreticisi firmalarla birlikte belirlenmesidir. Ancak bu şekilde doğru bir filtrasyon düzeni kurulabilmektedir.

 

​

Tabloda Bazı hidrolik komponentlerin ihtiyacı olan yağ temizliği

 

Komponent                                               ISO Kodu

Servo kontrol valfler                              16/14/11

Oransal valfler                                        17/15/12

Paletli ve pistonlu pompa/motorlar     18/16/13

Yön ve basınç kontrol valfleri                18/16/13

Dişli pompa/motorla                              19/17/14

Akış kontrol valfleri, silindirler              20/18/15

Yeni kulanılmamış yağ                           20/18/15

 

 

3.FİLTRE ELEMANLARI ÇEŞİTLERİ VE SEÇİM KRİTERLERİ

 

1. Filtre Elemanı, Malzeme

 

Filtre elemanları metal, tel, kağıt, fiberglas yada sentetik elyaf gibi malzemelerin şekillendirilmesi ile üretilmektedirler. Bu elemanlar  genelde iki katagoride incelenmektedir.

1. Yüzeyde süzme

2. Derinlemesine süzme

Yüzeyde süzme yapan elemanlar tel örgü veya metal olarak üretilmektedirler. Filtre yüzeyinde oluşturulan belirli ölçüdeki aralıklardan parçacıkların geçişi mümkün olmakta ölçünün üzerinde tüm parçacıklar yüzeyde yakalanmaktadırlar.  

​

Bu tür elemanların hem filtrasyon verimi daha iyi hemde kir tutma kapasitesi yüksektir.

 

 3.2.Filtre Elemanı Temizleme Derecesi Akışkandan Parçacık Ayırma Verimi beta Değeri

 

Filtre elemanının kalitesini o elemanın beta değeri belirlemektedir. b değerinin belirlenebilmesi için multipass test diye bilinen bir testin filtre elemanına uygulanması gerekmektedir. Multipass testi filtre elemanı performansının belirlenmesinde kullanılan bir standarttır.    

 

Bu sürkülasyon esnasında filtre girişi ve çıkışındaki akışkan hassas ölçüm yapabilen laser parça sayıcılar ile kontrol edilmekte ve test sonunda bir b değeri elde edilmektedir. Elde edilen b değeri bu filtre elemanının verimi ifade etmektedir.

  

β = Filtreye giren parça sayısı Filtreden çıkan parça sayısı

 

Hidrolik sistemlerde çoğunlukla bx =75 özellikli filtreler kullanılmakta olup bunların verimi tablodan görüldüğü gibi % 98,7 dir.

 

 3.1.Filtre Elemanı Ömrü

 

Filtre elemanı ömrü onun kir tutma kapasitesi ile orantılıdır. Elemanın kirlenmeye başladığı ilk zamanlar akışkanın geçtiği pasajların parçacıklarla tıkanması söz konusu olmaktadır. Ancak ilk dönemdeki tıkanma akışkan geçişine yetecek kadar diğer geçiş noktanın mevcut olduğundan  herhangi bir basınç kaybına sebebiyet vermemektedir. Uzunca bir süre filtrasyon esnasında Äp basınç farkı çok yavaş bir şekilde artış gösterecektir. Filtre elemanı  maximum  ömrüne  yakın noktalrdaki basınç artış hızı çok yüksek olmaktadır. Şekil 7 zaman içindeki  basınç  artışını aktarmaktadır.  Äp basınç farkı belirli bir noktaya ulaştığında filtre iyice kirlenmiş akışkan geçişine  mani olmaktadır. Bu elemanın değiştirilmesi gerekmektedir. Filtre elemanları ömrü imal edildiği malzemeye bağlı olarakta değişkenlik göstermektedir. 

 

3.2.Filtre Gövde Seçimi

 

Filtre gövdesi filtre elemanını içinde bulunduran filtre elemanın hidrolik sistemle bağlantısını sağlayan komponenttir.

 

Gövde üzerindeki giriş ve çıkış bağlantıları sayesinde filtre elemanı hidrolik sisteme bağlanmakta buna ilave olarak filtrenin mekanik montajının yapılabilmesini sağlamak by-pass imkanı vermek ve kirlilik göstergesi gibi ilave fonksiyonlar için görevler üstlenmektedir. Gövdenin seçiminde birinci olarak basınç önemli rol oynamaktadır. Buna ilave olarak montaj şekli ve bağlantı ölçüleri filtre dizayn kriterleridir.

 

Filtreler genel olarak, emiş, basınç ve dönüş hatları için dizayn edilmektedir. Emiş ve dönüş filtreleri 34 bar’dan daha düşük basınçlar için basınç filtreleri ise 100-420 bar basınç aralığı için dizayn edilmektedir. By pass valfleri filtre tıkandığı zaman açılarak yağın belirli bir basınç altında akmasına izin verirler. Bu filtre elemanın yüksek basınçlarda parçalanmasına mani olduğu gibi emişte kullanıldığında pompaları kavitasyon tehlikesinden korumaktadır. By pass valfi bloke edildiği ya da kullanılmadığı durumda filtre elemanının sistem basıncına dayanabilecek sağlamlıkta olması gerekmektedir.

 

Filtre seçimi yapılırken  Äp basınç kaybı kriteri önemli olanlardan biridir. Filtre elemanı temiz iken   akış esnasında ölçülen Äp1 ile By pass  açma  Äp2 basınçları  arasında  1/2  veya  1/3  gibi  bir orantının oluşturulması  gerekmektedir.  Örneğin  hidrolik  sistemin  debisi  50lt/dak  için  By  pass basıncı 3,6 bar olarak belirlenmiş ise; sistemde kullanılması gereken filtre (gövde+eleman) toplam basınç kaybı 1,2 bar ile 2,4 bar sınırını geçmemelidir.

  

3.3.Filtre Çeşitleri

 

Filtreler sistem üzerinde bulundukları yere göre emiş, dönüş, basınç ve Off-Line olarak 4 grupta incelenmektedir.

 

 3.3.1.Emiş Filtreleri

 

Pompa emiş hatlarında yer alırlar pompaların kirlilikten korunması görevini üstlenirler. Tank içine yada bir gövde ile birlikte tank dışına hatta monte edilebilirler. Emiş filtrelerinin kirlenmesi ve akış  limitasyonu  sebebiyle  yüksek  Äp  dolayısıyla  da  pompalarda  kavitasyon  tehlikesi  mevcuttur.     Bu sebeple pompa imalatçı firmaların tavsiyelerine uymak gereklidir.

 

1. Basınç Filtreleri

 

Pompa ile sistem arasına yerleştirilirler hatta akan yağın basıncı ve debisine uygun bir basınç filtresi seçilmelidir. Basınç filtreleri tüm sistem için olduğu kadar oransal ve servo ventiller gibi hassas komponentleri korumak için de kullanılabilirler.

 

1. Dönüş Hattı Filtreleri

Görevi depoya dönen yağın temiz tutalmasıdır. Sistem de çalışma esnasında oluşan kirlilik depo dönüşündeki son kompenent olan dönüş filtresi tarafından tutulmaktadır. Dönüş hattında olması sebibiyle basınç oldukça düşüktür. Dönüş filtreleri ikiz olarak kullanılabilmekte biri kirlendiğinde diğeri devreye verilmekte bu esnada kirlenen eleman temizliği veya eleman değişimi gibi bakım işlemleri rahatlıkla yapılabilmektedir. Dönüş filtreleri By pass’lı ya da By pass’sız olarak kullanılabilirler.

 

3.3.4.Off-Line Filtreleri

 

Genelde hat tipi filtreler olarak da tanımlanabilirler. Ana hidrolik devreden bağımsız bir sirkülasyon devresi oluşturulur. Bu devre üzerinde yerleştirilen filtreler depo da mevcut akışkanı sürekli süzerek belirli bir standartta temizlik sağlanabilmektedir. Bu hatta genelde bir de soğutucu ilave edilerek yağ sıcaklığıda kontrol altında tutulabilmektedir. Bu çeşit filtrasyon özellikle kompenentlerin korunması amaçlı kullanılmazlar. Ana sistemden bağımsız olarak çalıştıkları için ana sistem durdurulmadan filtrenin servis edilmesi temizlenmesi, elemanın değiştirilmesi vs. mümkündür. Off-Line filtreleri için pompa debileri (lt/dak) ana depo hacminin enaz %10 u kadar seçilirler.

 

1. AKIŞKANIN ANALİZİ

 

Akışkan kirliliği ile ilgili sağlıklı bir bilgi almanın yolu, akışkan analizi ile mümkündür. Gözle yapılan kontroller sağlıklı bir sonuç vermezler akışkan analizinde uygulanan metodlar;

 

 1-Mikroskopik Analiz

 

Bu metod’da akışkan temiz bir filtreden geçirildikten sonra filtre elemanı mikroskop altında incelenmektedir. Kirlilik gözle insan insiyatifi kullanılarak belirlenmeye çalışmaktadır. Bu hata oranı yüksek ifade yeteneği düşük bir metoddur.

  

2-Laser parça sayıcı ile analiz

 

Bu metod da akışkan bir boru içinden geçerken laser yardımıyla içinde bulunan 2 mikrona kadar tüm parçacıkların hem sayısı hemde büyüklükleri belirlenmektedir. Bu metodla parça kirliliği ile ilgili ISO- NAS standartlarında uygun son derece doğru hassas ölçümler yapılabilmektedir.

 

 3-Laboratuvar Analizi

 

Akışkanın laboratuar şartlarında viskozitesi, su içeriği, parça kirliliği, spectromatik  analizleri mikrografisi gibi akışkan ile ilgili tüm analizleri yapılabilmektedir. En gelişmiş metod olup çok sağliklı bilgiler alınabilmektedir.

  

SONUÇ

 

Arızalar sonucu duruşlar buna bağlı iş kaybı, komponent değişimi ve yağ değişimi masrafları gibi oluşan giderler çok yüksek boyutlara ulaşabilmektedir.

 

Hidrolikte kullanılan filtrelerin görevi yağın temiz tutulması değil, işletme masraflarının düşürülerek en aza indirilmesidir.

 

Bu bildiri filtrasyonla ilgili basit temel bilgilerin toplandığı bir çalışmadır. Bu itibarla endüstürinin her dalında hidrolik sistemlerle çalışan mühendislere veya bakım personeline doğru filtre seçimi ve kullanımı sayesinde üretim artışı sağlanacaktır. Buna paralel olarak maliyetlerin azaltılması mümkün olmaktadır.

  

KAYNAKLAR

 

[1] The Handbook of Filtration Parker Hannifin Hydraulic Filtration Division [2]  Filtration Technology, Bulletin 0241-B1, Parker Filtration Division

[3] Hydraulic and Lube Filtration , 2300-000-8 USA, Global Filtration Technology, PH Hydraulic Filter Division

​

​