Madeni Yağların Ticari Kullanımı, Katkı Maddeleri, Test Metotları – 2: Kalite Kontrol

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 mineral yağ maddelerinin kapasite hesaplaması hakkında genel bilgiler anlatılmıştır.

Kapasite Hesaplanması

Harmanlama kapasitesi

Madeni yağ harmanlaması yapan tesislerde kapasite tespit edilirken, bu kritere göre tesiste bulunması gerekli makine ve tesisatın, iş yerinde kurulu ve çalışmaya hazır veya çalışır durumda olmasının yanında, en az baz yağ cins sayısı kadar ve harmanlama kazanlarının toplam hacminin en az iki katı hacminde stok tankı bulunmasına, ayrıca, baz yağlar rafineriden deniz ve kara tankerleri ile taşındığından tanker hacimleri ile baz yağ stok tanklarının hacimleri arasındaki orana ve bu yağların stok tanklarına aktarma sürelerinin imalatın devamlılığı için yeterli olup olmadığı hususuna dikkat edilir.

Bu hususlar çerçevesinde, imalatın devamlılığı yeterli görülen iş yerlerinde yağ harmanlama kazanları için kapasite, günde (8 saatte) ve 1 şarj üzerinden aşağıdaki formüle göre hesaplanır:

K = V (M3) x 0,8 x d (g/cm3) x 300 gün x R x 1000 = kg/yıl

Bu formüldeki

K= kapasiteyi

d= yoğunluğu, 0,9 cm3

%80 = Kazan faydalı hacmini

R= Randıman faktörünü, (%50-80) ifade eder.

Yukarıda belirtilen şartların (ham madde temini, stok tanklarının hacmi, üretim ve stok sahaları) yeterliliği açısından imalat devamlılığı sağlanamayan iş yerlerinde kapasite hesabı yapılırken randıman faktörü (R) %50’ye kadar düşürülebilir.

Ayrıca harmanlama işlemleri için en uygun ve verimli olan tank hacimleri 5 – 10 – 15 M³ dür. Yüksek hacimli harmanlama tanklarında işlem süreçlerinin daha uzun süreceği, ürün randımanının ve kalitenin düşük olacağı değerlendirmeleri dikkate alındığında 20 M³’den daha büyük kazanların ham madde veya mamulün stoklanması amacıyla kullanılabileceği, imalat yapılsa dahi kazan faydalı hacminin ve randıman faktörünün düşük alınması gerekeceği değerlendirilmekte ve eksper heyetinin kapasite hesaplamalarında bu durumu dikkate almaları gerekli görülmektedir.

Ancak son yıllarda madeni yağ harmanlaması yapılan tesislerde hava ile karıştırma yöntemi de görülmektedir. Hava karıştırmalı tankların kapasite hesaplamaları da günde tek şarj üzerinden yapılır.

Kullanılan kompresörün yeter güçte olması ve bu proseslerde azami tank hacminin en fazla 20 m3 olması ve tesisin yukarıda sayılan şartları sağlaması öngörülmektedir.

Stok tanklarının hesabı ise şu şekilde yapılır:

K (Stok) = V (M3) x 0,8 x d 8 (g/cm3) x (300 gün) x R x 1000 = kg/yıl

Dolum Makinalarının Kapasitesi

Eksper heyetince, işletmenin işyerinde, mamullerini fiilen doldurduğu ambalaj cinsleri tespit edilerek, dolduruldukları ürün cinsleri oranlara ayrılır ve ambalaj kapasitesi bu oranlara göre ayrı, ayrı hesap edilir.

K (Ambalaj)= Adet/Saat (Kutu, şişe, varil, bidon, vb. ambalaj kapları için) x 8 x 300 x R = Adet/Yıl.

Randıman faktörü otomatik makinelerde %80; yarı otomatik makinelerde ise %60 olarak alınır.

Ambalaj kaplarının her cins için bir adedinin aldığı net madeni yağ miktarından hareketle yıllık toplam üretim tonajı bulunur.

Darboğaz Hesaplanması

Tesisin kapasitesi, hesaplanan harmanlama kapasitesi ile depolama ve dolum kapasitesi, mukayese edilerek tespit edilir.

Kapasite Tespitinde Uyulması Gereken Diğer Hususlar

1- Ham ve yardımcı madde stoklama, tahmil ve tahliye işlemleriyle mamul stoklama ve sevk imkânlarının yeterliliği veya yetersizliği ve benzeri diğer hususlara dair gözlemlere dayanılarak, randıman faktörü, %50 ila %80 arasında uygulanır.

2- Bu kriterde belirtilen yöntemlere göre bulunan kapasite miktarını geçmeyecek şekilde, firmaların kendi imalat programları da kapasiteye esas alınabilir.

Ham Madde Hesabı

• Baz yağlar
• Spindle oil
• Light neutral oil
• Heavy neutral oil,
• Bright stock oil gibi parafinik yağlar;

• Spindlextract gibi aromatik yağlar;

• Naftenik baz yağlar

Bu baz yağlara muadil olarak üretilen başka isimli veya vasıflı baz yağlardır. Kapasite raporlarında bu yağların ticari isimleri kesinlikle kullanılmaz, sadece yukarıda belirtilen kimyasal adları yazılır.

İhtiyaç maddeleri hesaplanırken “ham madde” olarak kullanılacak “baz yağ” ve “katıklar”ın miktarları yıllık kapasitenin tamamını geçmeyecek şekilde (üretilebileceği hesaplanan) madeni yağ cinsine ve vizkozite değerlerine göre belirlenir. Üretilen madeni yağ çeşitleri tespit edildikten sonra, her bir üründeki ihtiyaç maddelerinin dağılımı ayrı ayrı hesaplama ile gösterilir.

İş yerinde hangi tür ürün üretildiği, bu üretimde kullanılmış olan baz yağ ile katıkların ve diğer katkı maddelerinin kullanılma oranları veya miktarları, fiili imalat ve sarfiyat göz önüne alınarak firmaların resmi kayıt ve belgelerinden tespit edilir ve ham madde hesapları, aşağıda verilen formülasyonlar ve oranlar dahilinde yapılır.

Ancak firmanın üretimle ilgili özel formülleri varsa, ürün dağılımı ve ham madde isim ve oranları, bu formüller yerine, kendi belgelerinden tespit edildiği şekilde değerlendirilir. Ancak, bu tespitte kullanıldığı görülen kimyasal katkı oranları, formüllerde belirlenen oranları geçemez. Yeni üretime geçenlerde ise, üretim ve ihtiyaçlar, aşağıda verilen formül sınırları dâhilinde, firma reçetesine göre belirlenir. Ancak kullanılan kimyasal katkı oranları, bu formüllerde belirtilen oranları geçmemelidir.

Madeni Yağ ve Müstahzarları Formülleri

Motor Yağları

Baz yağlar ve katkılar

Spindle oil: %0 - 35

Light neutral: %20 - 80

Heavy neutral: %10 - 20

Bright stock: %0 - 15

Katkı maddeleri: %1 – 20

Sanayi Yağları (Endüstriyel Yağlar)

Baz yağlar ve katkılar

Light neutral:% 20 - 70

Heavy neutral: %20 - 80

Spindle oil: %4 - 60

Katkı maddeleri: %1 – 10

Bright Stock: %5-10 sanayi dişli yağlarında kullanılır.

Yağlama Yağları

(Özel yağlar, bıçkı yağları, müstahzarlar, cıvata, somun gevşetme müstahzarları vb.)

Baz yağlar ve katkılar (TS 13369)

Spindle oil, Spindle extract: %15 -70

Light neutral, light extract: %0 - 80

Heavy neutral, heavy extract: %0 - 50

Bright stock: %0 -20

Katkı maddesi, soğutma yağı: %4 -40

Yarı Sentetik Ve Sentetik Motor Yağları

Baz Yağlar ve katkılar

Spindle oil: %0 - 35

Light neutral: %20 - 80

Heavy neutral: %0 - 30

Polialfa olefin (PAO) ve Grup III baz yağlar: %4 - 80

Katkı Maddeleri: %4 – 50

Pas ve korozyon önleyici ve çözücü müstahzar yağlar, kalıp ayırıcılar

White Spirit ürünü yoğun olarak korozyon koruyucu ürünlerinde kullanılmakta ise de bazı kalıp ayırıcılarında da kullanılabilmektedir. Burada White Spirit’in görevi, istenilen koruma süresine göre katıkları homojen olarak ve düz bir film oluşturacak şekilde parçanın üzerine yaymaktır. Çok uçucu bir malzeme olduğundan daha sonra yüzeyden kolayca uçmaktadır. Geriye koruyucu filmi oluşturan katıklar kalmaktadır. Bu imalatlarda muhtelif baz yağlar, wakslar, katkı maddeleri ve %10 – 15 oranında solventler ve/veya soğutma yağı (soğuk işlem yağı) kullanılır. Bu ürünlere ait kapasite hesaplamaları, yukarıda yer alan bilgiler çerçevesinde ve firmanın fiili üretim reçetesi dikkate alınarak yapılır.

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

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.

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