Madeni Yağların Ticari Kullanımı, Katkı Maddeleri, Test Metotları – 1

En mükemmel şekilde üretilmiş parçaların yüzeylerinde bile tam bir düzgünlük ve parlaklık sağlanamaz. Yüzeyde asperit adı verilen, çok küçük ve ancak mikroskopla görülebilen girinti ve çıkıntılar vardır. İki kuru yüzey birbirine temas ettiğinde, bu girinti ve çıkıntılar yüzeylerin hareketine karşı direnç gösterir. Bu dirence “sürtünme” denir. Yağlayıcıların esas görevi, yüzeyler arasındaki bu sürtünmeyi azaltmak, birbirleriyle temas halindeki yüzeyler arasında film tabakası oluşturarak iki katı cismi birbirinden ayırmak ve parçaların kolay hareketini sağlamaktır. Bu çalışmada sanayide kullanılan madeni yağların genel özellikleri, test metotları ve kullanılabilirlikleri hakkındaki bilgilerin ilk kısmını vereceğiz. Mineral yağ maddelerinin genel kimyası, özellikleri ve türleri hakkında bilgiler içeren bölümde ek olarak işyerinde “kurulu” bulunması gereken makine ve tesisat ile iş gücü maddeler halinde yer almaktadır.

Madeni Yağlarla İlgili Temel Bilgiler

Ham petrolün rafinerilerde işlenmesi ile elde edilen ürünlerinden biri olan mineral (madeni) yağlar, tekrar özel işlemlerden geçirilerek, madeni yağların ham maddesi olan baz yağlar elde edilir. Bu yağlar, viskozitelerine göre sınıflandırılır. Tüm madeni yağları, doğrudan elde etmek mümkün değildir. Madeni yağlar, değişik viskoziteli baz yağlara, üründen beklenen özelliklere göre seçilen, çeşitli katkı maddelerinin karıştırılmasıyla elde edilir. Piyasada çeşitli marka ve cinslerde madeni yağ satılmaktadır. Ancak tüm madeni yağların ham maddesi aynı olduğuna göre, bu yağlar arasındaki fark nedir? Bu noktada, madeni yağlar açısından, iki temel farklılık öne çıkmaktadır:

1. Kullanılan baz yağların kimyasal özellikleri farklıdır.
2. Kullanılan katıkların cinsi ve miktarı farklıdır.

Mineral baz yağlar, (TS13369) kimyasal yapıları bakımından üç büyük gruba ayrılırlar:

1. Alifatikler:

a) Parafinik

b) Naftenik

2. Aromatikler

3. Alifatik ve Aromatikler

Yağların endüstri standartlarından geçmelerinde baz yağ seçimi son derece önemlidir. Kimyasal bakımdan oldukça farklı özelliklere sahip bu baz yağlardan üretilen madeni yağlar farklı özellikler göstermektedir. Bu nedenle madeni yağlarda standart ve performansın gerektirdiği baz yağlar ve sentetikler kullanılmalıdır (TS13369).

Mineral esaslı baz yağların özellikleri, ham petrolün özellikleri ile sınırlıdır. Ayrıca son yıllarda dünyadaki ham petrol üretiminin azalması ile petrol fiyatlarında görülen hızlı artışlar, günümüzün gelişen teknolojisi sonucu daha zor şartlarda çalışabilecek yağlara gereksinim duyulması nedeniyle sentetik yağlayıcıların kullanılması ile ilgili çalışmalar gün geçtikçe artmaktadır.

Sentetik yağlar petrol esaslı olmayan kimyasal sentez yöntemleriyle elde edilir. Kimyasal proseste sentetik yapıyı meydana getirecek hidrokarbon moleküller boyut ve şekil bakımından birbirinin benzeri olacak biçimde tasarlanır. Sentetik yağlar özenle düzenlenmiş bu yapısı sayesinde düşük sürtünme, düşük sıcaklık, en az aşınma, enerji (yakıt) tasarrufu gibi birçok üstün özelliklere sahiptir. Çok düşük sıcaklıkta kolay akar, çok yüksek sıcaklıkta incelmez. Yüksek oksidasyon ve ısıl mukavemeti sayesinde kullanım ömrünü uzatır. Laboratuvar ortamında farklı bir teknoloji ile üretilen sentetik yağlar, mineral yağlara oranla daha yüksek ve daha düşük sıcaklıklar ile yüksek basınca karşı dayanıklıdır. Sentetik yağlarda, kullanılan sentetik baz yağın tipine göre adlandırılır.

Başlıca Sentetik Baz Yağlar (TS13369)

- Polialfaolefin (PAO)
- Alkali aromatikler
- Poli bütenler
- Alifatik Diester
- Poli esterler
- Poli alken glikol
- Fosfat Esterleri

Sentetik yağların ham maddesi olan sentetik baz yağ, ileri teknoloji ile yoğun işlemlerden geçerek üretildiği için maliyeti yüksektir. Bu nedenle sentetik yağlar mineral yağlara göre daha pahalıdır.

Madeni yağlar, değişik viskozitedeki baz yağlar ve bu baz yağlara katılan, aşınmayı, paslanmayı, köpürmeyi oksitlenmeyi önleyici, vizkozite ayarlayıcı, dispersiyon ve basınca dayanıklılık gibi fiziksel ve kimyasal özellikler kazandırıcı çeşitli katıklar ile harmanlaması ve muhtelif ambalajlara doldurulması işlemine tabi tutulmak suretiyle imal edilirler. Ayrıca, petrol esaslı olmayan ve kimyasal sentez yöntemleriyle elde edilen sentetik yağlar da sağladığı üstün kimyasal ve fiziksel özellikleri nedeniyle madeni yağ imalatında kullanılmaktadır.

Otomotiv yağları; motor yağları, dişli, rulman ve yatak yağları, transmisyon yağları, makine yağları, gresler, tam sentetik yağlar vb. olarak sınıflandırılırlar. Endüstriyel yağlar ise ısıl işlem yağları, metal, deri ve tekstil işleme yağları, hidrolik yağlar, şanzıman ve kızak yağları, pas önleyici ve çözücü müstahzar yağlar, tam sentetik endüstriyel yağlar vb. olarak sınıflandırılırlar.

Katkı Maddeleri

Yağlara, istenen bazı özellikleri kazandırmak, mevcut özelliklerini geliştirmek, istenmeyen bazı özelliklerini minimuma indirmek veya yok etmek amacıyla katılan ve bu suretle elde edilen yağlayıcıların kimyasal yapısının ve fiziksel özelliklerinin, üründen istenen seviyeye gelmesini sağlayan maddelere, “katkı maddesi” denir.

İş Yerinde “Kurulu” Bulunması Gereken Makina ve Tesisat ile İş Gücü

a) Ham Madde Tankları

Ölçü birimi m³ olarak alınacak, silindirik metal tanklarda çap, diğer tiplerde taban ölçüleri ve yükseklikleri, tetkik esnasında fiilen tespit edilerek kapasite raporuna yazılır.

b) Mamul Tankları

Ölçü birimi m³ olarak alınacak, silindirik metal tanklarda çap, diğer tiplerde taban ölçüleri ve yükseklikler, tetkik esnasında fiilen tespit edilerek kapasite raporuna yazılır.

c) Harmanlama Kazanları (Üretim Tankları)

Ölçü birimi m³ olarak alınacak, silindirik metal tanklarda çap, diğer tiplerde tabanı ölçüleri ve yükseklikler, tetkik esnasında fiilen tespit edilerek kapasite raporuna yazılır ve bu kazanlar, karıştırılıcılı, ısıtma serpantinli ve topraklanması yapılmış olmalıdır.

d) Otomatik veya Yarı Otomatik Dolum Makineleri

e) Sirkülasyon veya basma pompaları

Boru bağlantıları yapılmış ve yeterli sayıda olmalıdır.

f) Fork Lift, Transpalet, Vinç, vb. Nakil Araçları,

g) Laboratuvar ve Test Cihazları

Bu cihazlar, yoğunluk, Kinematik viskozite test cihazı (40ºC-100ºC ölçme yapabilen), toplama sit numarası, köpük karakteristiği, akma noktası ve parlama noktası tayin cihazı, vb. test ve tayin yapan diğer cihazlardır.

ğ) Kantarlar ve Teraziler

Yeterli sayıda, gerekli kapasitede ve kalibreli olmalıdır.

i) Isıtma Sistemi

Buhar kazanlı, kızgın yağ kazanlı, elektrikli ısıtmalı, brülörlü sistemlerde, (k/cal veyam²’) si belirtilmelidir.

ı) Stok Sahası

Ham madde, mamul madde ve ambalaj kapları için, yeterli düzeyde olmalıdır.

j) İşçiler

Yeterli sayıda ve eğitilmiş olmalıdır.

Yazı serimizin ikinci bölümü, bir sonraki ay, Makina Bülten Eylül sayısıyla devam edecektir. Esenlikler dileriz…

Yazar: Cemil Koyunoğlu – Öğretim Üyesi
Yalova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği

Kaynaklar

Bloch, H. P. and A. Shamim (1998). Oil Mist Lubrication: Practical Applications, Fairmont Press.

Engineers, N. B. C. (2018). Modern Technology of Petroleum, Greases, Lubricants & Petro Chemicals (Lubricating Oils, Cutting Oil, Additives, Refining, Bitumen, Waxes with Process and Formulations) 3rd Revised Edition, NIIR PROJECT CONSULTANCY SERVICES.

Nadkarni, R. A. (2005). Elemental Analysis of Fuels and Lubricants: Recent Advances and Future Prospects, ASTM International.

Pillon, L. Z. (2016). Surface Activity of Petroleum Derived Lubricants, CRC Press.

Rudnick, L. R. (2005). Synthetics, Mineral Oils, and Bio-Based Lubricants: Chemistry and Technology, CRC Press.

Sequeira, A. (1994). Lubricant Base Oil and Wax Processing, Taylor & Francis.

Speight, J. and D. I. Exall (2014). Refining Used Lubricating Oils, CRC Press.