3 BORU DĠġLERĠ SIZDIRMAZLIĞI Mekanik sistemlerin mükemmel olmayan dünyasında, boru bağlantılarının ilave sızdırmazlık önlemleri gerektirdiği bilinir. 3.1 Boru Sızdırmazlık Boru sızdırmazlık ürünleri, boru ek yerlerinden sıvı ve gazların sızmasını engeller. Titreşim, basınç ve sıcaklık değişimleri nedeniyle bütün bu tür ek yerleri dinamik kabul edilir. 3.1.1 Dünyada kullanılan boru diģi tasarımları Amerikan standart konik boru diģi, NPT (National Pipe Thread) veya Konik Dişli olarak adlandırılır. Şekil 3.1 Amerikan standart konik boru dişi Avrupa serisi, paralel diģi ve konik erkek Şekil 3.2 Avrupa serisi, paralel dişi ve konik erkek Amerikan standart kuru-sızdırmazlık. Bu serinin genel şekli konik dişliler gibidir, ancak yassılaştırılmıştır. Şekil 3.3 Amerikan standart kuru-sızdırmazlık. Avrupa ve Amerikan standartları için düz diģler Metrik veya SAE Şekil 3.4 Avrupa ve Amerikan standartları için düz dişler 46
Şekil 3.5 Her iki tarafta paralel dişleri olan dişli bağlantı. Şekil 3.6 Konik-paralel dişli bağlantı 3.1.2 Sızdırmazlık ürünü tipleri KürleĢmeyen boru macunları: dişli bağlantıların spiral sızıntı yollarını tıkamanın en eski yöntemlerinden biri olan boru macunları, yağlar ve dolgu maddelerinden yapılmıştır. Avantajları: dişleri yağlayarak bağlantının sıkılmasına imkan verirler fakat gevşemezlik sağlamazlar. Dezavantajları: basınçla dışarı atılabilirler, solvent dayanımları düşüktür ve paralel dişlerde iş görmezler. Solvent esaslı boru macunları: Solvent esaslı kuruyan boru macunları da dişli bağlantıların sızdırmazlığı için eski bir yöntemdir. Avantajları: kaydırıcılık ve sıkıştırma sağlarlar, dışarı itilmeleri daha zordur. Dezavantajları: Kürleşme esnasında solven-tin uçmasıyla büzülürler. Boşlukları en aza indirmek için tekrar torklama gerekir. Sürtünme yoluyla gevşemezlik sağlarlar. PTFE bant: En iyi bilineni Teflon (E.I. DuPont de Nemours Co., Inc. ın tescilli markasıdır.)banttır. PTFE bant başlangıçta iyi bir sızdırmazlık sağlar ve kimyasallara dayanır. Oksijen gazında izin verilen tek organik sızdırmazlık malzemesidir. Avantajları: kaydırıcılık sağlar; solventlere dayanır. Dezavantajları: sökülme yönünde de kaydırıcılığı nedeniyle bağlantıların gevşemesine imkan verir. Dinamik yükler ezilmesini hızlandırarak zaman içinde sızıntıya neden olur. Kaydırıcılık özelliği aşırı torklamaya yol açarak gerilimi artırabilir veya kopmaya neden olabilir. PTFE bantların genellikle hidrolik sistemlerde kullanımı yasaklanmıştır, çünkü kopan parçalar önemli delikleri tıkayıp ciddi problemlere neden olabilirler. Ezilebilir malzeme: gerçekte bir sızdırmazlık ürünü olmamakla birlikte, tasarımcılar teorik olarak sızdırmazlık ürünü gerektirmeyen kuru-sızdırmazlık türü bağlantıları teknik şartnamelere koymaktadır. Avantajları: hassas işlenmiş bağlantılarda etkili olur. Dezavantajları: yüksek işleme maliyeti ve tutturması güç toleranslar. 47
Şekil 3.6 Dişli parçaların sızdırmazlığı için örnekler YapıĢtırıcı sızdırmazlık ürünleri (anaerobik sızdırmazlık ürünleri) kürleşerek, erimeyen, dayanıklı, plastik dolgu halini alırlar ve basınç ve tork değeri ne olusa olsun sızdırmazlık sağlarlar Avantajları: montaj esnasında kaydırıcılık montaj torkuna bağlı olmadan sızdırmazlık borunun yırtılma basıncına kadar dayanım yıllar sonra bile belirli torkla sökülme taşan ürünün kürleşmeyerek kolay temizlenmesi kritik hidrolik bağlantılar için dolgu maddesiz çeşitler bağlantı başına en düşük maliyet imalat hatlarında kolay dozajlama Dezavantajları: oksijen ve kuvvetli oksitleyici maddelere uygun değildir 200 C üzerinde sızdırmazlık için uygun değildir M80 (R3 ) den büyük boru çapları için tavsiye edilmez 3.1.3 Boru sızdırmazlığında temel faktörler Tasarımda sızdırmazlık ürünleri seçilirken, kullanım ömrü boyunca boru bağlantılarının maruz kaldığı birçok etki bilinmeli ve anlaşılmalıdır. Sızdırmazlık ürünleri güvenilirlik ve uzun vadeli kalite yönünden seçilmelidir. Günümüzde makinaların yağ veya başka maddeler sızdırması artık kabul edilmemektedir. En kötü vibrasyon, kimyasal madde, ısı ve basınç darbelerinde dahi borular sızdırmamalıdır. Doğru şekilde işlenmiş ve monte edilmiş dişli boru bağlantılarında dahi sızıntı yolları olabilir. Diş yüzeylerindeki bozukluklarda da sızıntı yolları bulunabilir. Bu nedenle, sızdırmazlık ürününün diş yüzeylerine uyacak şekilde yeterli ıslatma kabiliyetine sahip olması gereklidir. Boru çapı da bir faktördür: 8 mm çaplı bağlantılar için tasarlanmış bir sızdırmazlık ürünü 80 mm çaplı bağlantılarda iş görmez. Birçok sızdırmazlık malzemesi diş yüzeylerindeki pürüzleri tam olarak doldurmaz. Yalnızca, diş yanaklarındaki ön-gerilimin çok yüksek olması nedeniyle yüzey pürüzlerine sıkışarak sızdırmazlık sağlar. Kuru-sızdırmazlık türü dişler, yalnızca sabit bir yüksek sıkışma altında sızdırmazlığı koruyabilir. Fakat dinamik uygulamalarda bu ön-gerilimleri elde etmek veya sürdürmek çoğunlukla imkânsızdır. Bunun üç nedeni vardır: Boru bağlantıları çoğunlukla dirsek, gösterge vs.nin hizalanması amacıyla bir miktar gevşetilir, gerekli ön-gerilim ortadan kalkar. Vibrasyon nedeniyle diş yanakları sürtünerek gevşer. Hidrolik hortumlar gibi esnek bağlantılar bu etkiye daha çok maruz kalır. Bağlantıdaki oynama sızdırmazlık bantlarını dışarı itebilir. Anaerobik sızdırmazlık ürünleri boşlukları tamamen doldurarak sızdırmazlık sağlar. Sızdırmazlık ürünü doğru seçildiğinde bağlantıdaki oynamaları engelleyecek kuvvet elde edilir ve çoğu sızmanın nedeni ortadan kalkmış olur. 48
Kolay montaj ve sökülme Anaerobik sızdırmazlık ürünleri el ile otomatik veya yarı-otomatik ekipmanlarla uygulanabilir. Taşan kısım silinebilir veya yıkanabilir. Eski tip boru macunları ile montaj yavaş ve kirli olmaktadır ve gerekli ön-gerilimi sağlayacak torku ayarlamak zorlaşmaktadır. PTFE bant kullanıldığında, boru bağlantıları ve döküm parçalarda aşırı-gerilime neden olmadan montaj yapmak yetenek gerektirmektedir. Boru sızdırmazlık ürünleri hızlı ve temizdir, doğrudan şişesinden veya uygulama cihazlarıyla tatbik edilebilir. Paralel veya konik dişli bağlantılar monte edilirken, sızdırmazlık ürünü hem erkek hem de dişi parçaya sürülmelidir. Anaerobik ürünler dişleri tamamen doldurarak, ön-gerilim ayarlanmasını daha az hassas hale getirirler. Sızdırmazlık ürünleri aynı zamanda, uzun süre sonra bile bakım amacıyla kolay sökülmeyi garanti eder, çünkü bağlantı korozyon veya kaynama yapmaz. Dişlerin arası dolmuş olduğundan nem veya korozif kimyasallar araya giremez. Farklı kenetleyici kuvvetler mevcut olmakla birlikte, tüm Yapıştırıcı sızdırmazlık ürünleri normal el aletleriyle sökülebilir. Tıkanma tehlikesi yoktur Tüm sızdırmazlık ürünleri boruların içine kaçabilir. PTFE bant, birçok küçük delik içeren hidrolik sistemlerde özellikle tehlikelidir. Anaerobik sızdırmazlık ürünleri ise birçok sıvı içerisinde çözünebilirler. Kimyasal dayanım Kürleştikten sonra, yapıştırıcı sızdırmazlık ürünleri birçok endüstriyel sıvı ve gazlara dayanır Çevreyle dost Kürleşmiş boru gevşemezlik ürünlerinin zehirleyiciliği çok düşüktür, gıda ve içecek sanayinde yaygın olarak kullanılırlar. Fakat bu tür kullanımlar yerel kanunlara tabidir ve her zaman kanunlara uyulmalıdır. Sıcaklık Yapıştırıcı boru sızdırmazlık ürünleri -55 C ila +150 C (-65 F ila +300 F) kullanım sıcaklıklarına dayanır. Daha yüksek sıcaklıklara kısa süreli maruz kalma sızdırmazlık etkisini azaltmaz. 3.2 Maliyet Verimliliği Uygulama maliyeti genellikle sızdırmazlık ürünü maliyetini kat kat aşar. Ancak bu maliyetler de, sızdırma durumundaki işçilik ve kayıp maliyetleri ile kıyaslandığında önemsizdir. 49
Tablo 4 1,000 adet bağlantı için sızdırmazlık ürünü miktarı Boru Cihaz ile tatbik (ml) 1/8" (3 mm) 25 40 1/4" (6 mm) 45 60 3/8" (10 mm) 60 90 1/2" (13 mm) 90 130 3/4" (19 mm) 190 250 1" (25 mm) 360 440 El ile tatbik (ml) 3.2 Boru Sızdırmazlık Ürünü Seçimi Boru sızdırmazlık ürünleri, boru sistemlerinde 150 C ye kadar sıvı ve gazların sızdırmazlığı için geliştirilmiştir. Bu ürünler, döküm, karbon çeliği ve paslanmaz çelik gibi metal boru malzemelerinde kullanılmak için tasarlanmıştır. Sıvı boru sızdırmazlık ürünlerinin genel olarak termoplastiklerde kullanılması tavsiye edilmez. Ürün seçiminde dikkate alınacak beş faktör şunlardır: Gerekli akışkan dayanımı Maksimum boru çapı Diş tipi (bu toleransı etkiler) Sökülme zorluğu Sızdırmazlık erişim süresi 150 C den yüksek sıcaklıklar ve zor ortamlar 50