Parker Türkiye HFDE Haber Bülteni - Ocak 2016 Hidrolik Sistemlerde Kirliliğin Ölçümü, Müdahale Yöntemleri ve Filtrasyon Çözümleri ile Önleme Çalışan hiçbir sistem tamamen temiz değildir. Komponent üreticileri ve kullanıcılarının tecrübeleri ve konuya ilişkin araştırma raporları arıza sebeplerinin yüzde 85 inin sistemde kullanılan yağın kirliliğinden kaynaklandığı göstermektedir. Günümüz endüstri tesislerinde ve OEM lerde (makina imalatçılarında), hidrolik ve yağlama sistemlerinde kullanılan akışkanların muhtelif şartlardan etkilenerek kirlenmesi sonucu sistemin performansını düşürmesi karşısında, kirliliğin ölçülmesi ve filtrasyon son derece önem kazanmıştır. Endüstrinin gelişmesi ve yeni teknolojiler, otomasyona dayalı üretimi beraberinde getirmiştir. Üretimi sağlayan makinaların verimini artırmak, üretim kayıplarını azaltmak, birim maliyetlerini azaltarak ürün kalitesini iyileştirmek tüm işletmelerin ana hedefleri haline gelmiştir. Koruyucu ve önleyici bakım yöntemleri bu hedefleri gerçekleştirme noktasında üreticilere yardımcı olmak için geliştirilmektedir. Gözle görülemeyen partiküllerin sisteme verdiği hasarın tespiti ile filtrasyonun önemi daha fazla önem kazanmıştır. Bu büyüklükteki partiküller komponent arızalarına, planlanmamış duruşlara, yüksek maliyetlerde bakım ve stok harcamalarına neden olmaktadır. Amaç, partikül ve su kirliliğinin etkileri ile doğru tespit edilmiş yağ kirlilik seviyesi sayesinde yağlama ve hidrolik sistemlerde kullanılan elemanların çalışma ömrünü uzatmaktır. Doğru filtrasyon ile rulman ömrünün 20 kat artırıldığı yapılan tüm çalışmalarda gözlenmiştir. Hidrolik sistemleri insan vücudunu simgelediğini düşünerek örneklemek gerekirse yağ analizleri kan dolaşım sistemi ile özdeşleşecektir. Böyle bir sistemde ise ünitenin kirlilik durumunun kontrolü check-up anlamına gelmektedir ve bu sayede ortaya çıkacak olası tüm sorunların henüz oluşmadan önlenmesi noktasında katkı sağlayacaktır. Kirlilik ölçüm sistemleri, anormal aşınmaların erken teşhisini, yağın servisini ve uygun koşullarda olduğu tespit etmeyi, ünitenin güvenirliliğini ve verimini arttırmayı ve en önemlisi toplam bakım maliyetlerini düşürmeyi hedefler. Bu bağlamda Parker aşağıdaki filtre ve sistem çözümleri ile çözüm ortaklığı sunmaktadır: Tüm filtrasyon uygulamalarına yanıt verecek geniş ürün gamı Lazer partikül sayım teknolojisi Laboratuvar analiz kitleri ve ekipmanları (Su ölçüm, TAN, TBN, viskozite) Yağ test ekipmanları (Demir tayini, viskozimetre, rulman dinleme) Yağ kirlilik analiz monitörleri (Sensörler) Parker Türkiye bünyesinde hizmet veren hidrolik akışkan laboratuvarı Teknik destek hizmeti (Ürün seçimi, yerinde eğitimler ve teknik seminerler) Bu hizmetler sayesinde hidrolik sistemlerinizin olası problemlerini öncesinde teşhis ederek, kestirimci bakım ile gereken önlemleri alabilir ve çok büyük maliyetlere neden olacak arıza kaynaklı duruşları önleyebilirsiniz. Sistem kirliliğinin başlıca kaynaklarını aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz: Sistemin kendisi; sistemde mevcut elemanlar (silindir, hortumlar, hidrolik motorlar, borular ve pompalar vb.) Çevre işletim şartları ve ortam koşulları İmalat ve montaj aşamaları Bakım ve onarım işlemleri Zaman içerisinde yağın özelliklerini yitirerek bozulması Diğer dış etkenler (rulman keçeleri, sızdırmazlık elemanları)
Kirliliğin Tipleri Partikül: Silt (5 mikron ve daha küçük) Çapak (5 mikrondan büyük) Su : Serbest & Çözünmüş halde Hava : Serbest & Çözünmüş halde Partikül Kirliliği Sistemde çok ciddi tahribatlara neden olan partiküllerin büyüklüğü mikrometre ölçüsündedir. Akışkan sistemlerde katı partiküller boyut, şekil, form ve miktarı değişkendir. Hidrolik sistemlerde en çok zarar veren kirletici boyutları 6 ve 14 mikron arasında olup, çıplak gözle görülemezler. Ölçek: 20 µm/aralık Büyütme: x100 Partikül Kirliliğinin Ölçülmesi Parker, ölçüm cihazları alanındaki 20 yıla aşkın tecrübesi ile kirlilik izleme analiz ve uygulamalarında Iazer partikül sayım teknolojisini kullanan ilk firmaların başında gelir. Partikül kirliliğinin kontrolü; hat üzerinde sürekli olarak, laboratuvar ortamında periyodik olarak ve taşınabilir cihazlar kullanılarak ihtiyaç halinde gerçekleştirilebilir. Taşınabilir Parker Icount LCM*, akışkan sistemde kirlilik izlemeye yönelik onaylanmış mobil partikül sayım cihazıdır. İki (2) dakikalık son derece hızlı test süresinin yanı- sıra ISO, NAS ve AS standartlarında rapor çıktısı verir. Hat üzerinde 420 bar gibi yüksek basınçlara kadar ve harici olarak kullanılabilir. *LCM (Laser Count Monitor ) Lazer Partikül Sayım Cihazı Parker IPD* durum izleme detektörü hat üzerinde sürekli olarak kirliliği ve su miktarını izlemeyi sağlar. Sistem içerisindeki kirlilik miktarını ISO ve NAS standartlarında gösterir. Bununla birlikte doymuş su yüzdesini verir. *IPD (Icount Particle Dedector) Durum İzleme Detektörü
Partikül Kirliliğine Müdahale Sistemleri Parker ın geliştirdiği 10MFP harici filtreleme ünitesi yağ içerisindeki istenmeyen partikül kirliliğini uzaklaştırma metotları arasında en yaygın kullanılanıdır. Hem partikül, hem de serbest suya müdahale eder. Sisteme entegre edilmiş IPD durum izleme detektörü ile kirlilik seviyesi ve doymuş su yüzdesi gözlemlenebilir. Su kirliliği iki şekilde görülür: Serbest Su Çözünmüş Su *10MFP harici filtre arabası Çözünmüş su, komponent arızalarına ve yağ ömrünün azalmasına sebep olan oksidasyonun artmasına ve yağın özelliklerini kaybetmesine neden olur. Serbest su, sistemde çıplak gözle görülmekte olup, aşınmanın artmasını ve dolayısıyla korozyon riskini artırır. Soldaki: 1000 ppm (.10%) Sağdaki: 300 ppm (.03%) Su Kirliliğinin Ölçülmesi Parker ın geçtiğimiz yıl bünyesine katmış olduğu Kittiwake markası ile birlikte ölçüm kontrol ürünleri yelpazesi daha da genişlemiştir. Bu ürünlerden birisi olan dijital su test kiti yağlarda su ölçümünü 3 dakika gibi kısa bir sürede gerçekleştirmektedir. Parker Dijital Su Test Kiti Su Kirliliğine Müdahale Sistemleri Ekim 2014 içerisinde lansmanı gerçekleştirilen Parker Sentinel mobil yağdan su saflaştırıcı ünite, petrol türevi ve sentetik yağlarda en etkili su ayrıştırma işlemi olan vakum dehidrasyon yöntemiyle suyun ve gazların ayrıştırılıp uzaklaştırılması için tasarlanmıştır. Serbest suyu yüzde 100, çözünmüş suyu ise yüzde 90 a varan oranlarda ayırır. Bu özelliklerinin yanı sıra partikül kirliliğine müdahale edilmesini de sağlamaktadır. Akışkan Kirlilik Standartları PVS100 Sentinel Mobil Yağdan Su Saflaştıcı Hidrolik akışkan kirliliğin tespiti tüm kontaminasyon kontrol ölçümünün temelini teşkil eder. Akışkan Kirlilik ölçümü için ağırlıklı olarak NAS 1638 ve ISO 4406:1999 standartları kullanılmaktadır.
NAS 1638 (National Aerospace Standarts) 1964 Hidrolik ve yağlama sistemleri için kirlilik seviyesinin sınıflandırılması olarak tanımlanır. Orijinalinde Aerospace uygulamalarında kullanılan sistemlerin değil de, sadece sıvı komponentlerinin (parçalar, hatlar ve bağlantı elemanları gibi) kirlilik seviyesinin sınıflandırılması için geliştirilmiştir. Başka kirlilik sınıflandırması o zamanlarda mevcut olmadığı için NAS 1638 sıvı sistemleri için kullanıldı. NAS standardı ağır endüstrilerde en yaygın kullanılanıdır. Tablo 1 de NAS standartlarının değerleri bulunmaktadır. ISO 4406.2 (Internation Standarts Organisation) 1999 hidrolik ve yağlama sistemleri için sıvı kirlilik kodu olarak bilinir. Günümüzde en yaygın kullanılmaya başlanmış sıvı kirlilik standartlarından biridir. Skala No ları 1 ml deki yağ içerisindeki partikül sayısına karşılık gelen değeri ifade eder. Aşağıdaki Tablo 2 de partikül boyutlarının kümülatif sayısının karşılığındaki ISO 4406:1999 değerini verir. 4µm(c) 6µm(c) 14µm(c) ISO 4406 Kodlamasında Kontaminasyon Standardının Değişimi ISO 4406 standardı kullanımında 1987 yılında 2 basamaklı olarak ifade edilip farklı test tozu olarak ACFTD (Air Cleaner Fine Test Dust) kullanılmaktaydı. 5 ve 15 mikrometre üstündeki partiküllerin değeri verilirdi. 1987 yılında üçüncü bir basamak daha ilave edilip 2mikrometre üstündeki partiküllerin sayı- mıda ilave edildi. 1999 yılında ise standart tamamen revize oldu. NIST (National Instute Standart Organization) tarafından geliştirilen lisanslı bir toz olan ISO MTD (Medium Test Dust) uygulamalarda kullanılmaya başlandı. Böylelikle ACFTD tozunun boyutları olan 2,5 ve 15 mikrometreye karşılık gelen lisanslı MTD tozunun boyutları olan 4,6 ve 14 mikrometre aldı. Bu tozların çok önemli bir rolü vardır. Hidrolik akışkan ve sistemler için temel teşkil etmektedir. Otomatik partikül sayaçlarının kalibrasyonunda ve filtre elemanının performans değerlendirilmesi & geliştirilmesinde (kir tutma kapasitesinin tayini) kullanılmaktadır.
Uluslararası Kirlilik Standartları Kirliliği konu alan diğer bazı önemli ISO standartlarını şu şekilde sıralayabiliriz: ISO 3722: Sıvı numune kapları Temizlik metodunun kontrolü ve niteliği ISO 4021: Partiküllerle kirlenme analizi- Çalışmakta olan sistemden akışkan numunesi alma metodu ISO 4407: Optik mikroskop altında sayım yapılarak partikül kontaminasyonunun tayini ISO 11500: Işık ekstinksiyon prensibi kullanılaraktan otomatik partikül sayaçı ile partikül kontaminasyon tayini ISO 11171: Hidrolik akışkan gücü-iso MTD tozu kullanılarak otomatik partikül cihazının kalibrasyonu ISO 4405: Hidrolik akışkan gücü-akışkan kirliliği-parçacıkla kirlenmenin gravimetrik metotla tayini ISO 4572: Multi pass test metodu ISO 11889: Hidrolik akışkan gücü-akışkanlariso MTD kullanılarak multipass performans testi ISO 11943: Hidrolik akışkan gücü-on line sıvı otomatik partikül sayım sistemi-kalibrasyon ve validasyon 1999 ISO 6296 Titrasyon metodu ile su tayini Hedef Kirlilik Seviyesi Sistem arızalarını minimuma indirmek için ulaşılması ve muhafaza edilmesi gereken kirlilik seviyesidir. Üç ana faktöre bağlıdır: Sistem komponentlerin kirliliğe karşı hassasiyeti, Sistemin çalışma şartları, Sistemin istenilen güvenirliği ve elemanlardan beklenen ömür. Yağ içerisinde Su Çözünürlüğü Serbest haldeki suyun korozif etkilerini minimize etmek için yağın içerisindeki su konsantrasyonu mümkün olduğu kadar yağın yoğuşma seviyesinin altında tutulmalıdır. Tipik Yağ Doyum Seviyeleri (ppm-%) Hidrolik Yağ : 300 ppm (0.03%) Yağlama Yağı : 400 ppm (0.04%) Trafo Yağı : 50 ppm (0.005%) Doğru Filtrasyon ile Hidrolik Sistemleri Koruma Kirliliği tespit etmek ve sisteme müdahale etmek işletmelerin tasarrufundadır. Bu konuya gereken önem gösterilmezse kirliliğin doğuracağı yüksek bakım ve işletim maliyetlerinden kaçınılamaz. Bu aşamaya gelmeden önce ise irdelenmesi gereken doğru filtrasyonla sistem içerisindeki kirliliğin hedeflenen seviyelerde tutulmasıdır. Güvenilir ve yüksek performanslı filtrasyon ürünleri kullanmak bu hedefe ulaşma noktasında en önemli unsurdur. Doğru filtrasyon kullanılmaz ise sistemin veriminden ve güvenilirliğinden bahsedilemeyeceği gibi bakım periyotları ve arıza kaynaklı duruş süreleri artacaktır. Kirli akışkanın yenilenmesi maliyetinin yanı sıra sistemde kullanılan diğer komponentlerin (pompa, valf, silindir, rulman vb) aşınması da söz konusu olacak ve sonuçta nihai ürünün kalitesini ve enerji sarfiyatını da olumsuz yönde etkileyecektir. Doğru filtre konfigürasyonu oluşturulurken göz önünde bulundurulması gereken iki ana amaç komponentlerin korunması ve hedef kirlilik seviyesine ulaşmaktır.
Bu amaçları gerçekleştirecek çeşitli filtre tipleri mevcuttur. Bunları hava, emiş, basınç ve dönüş filtreleri olarak sıralayabiliriz. Basınç Filtreleri; işlevleri gereği komponentlerin önüne yerleştirilir ve çok yüksek çalışma basınçlarına dayanımlı olarak dizayn edilmelidirler. Parker ın yüksek teknoloji ürünü olan çevre dostu patentli ürünü EPF basınç filtresi, geniş kir tutma yüzeyine sahip iprotect filtre elemanını yuvanın içerisine konumlamıştır. Bu özellik sayesinde filtrenin yuvayla birlikte hareket ederek son derece kolay bir şekilde sökülmesi sağlanır ve filtre değişim servis süresi %50 oranında azalır. Ayrıca kompakt dizaynı sayesinde geleneksel basınç filtresine kıyasla basınç filtresinin sistemde kaplayacağı hacmi yüzde 40 oranında azaltmaktadır. Hava Filtreleri; günümüzde göz ardı edilemeyecek bir öneme sahiptirler. Havadaki partikülleri tanka girmeden bloke eder ve ilk kirliliğin tutulduğu noktadır. Geçmişte yalnızca nefeslik ya da sünger elamanlı kaba (50μm) filtreler kullanılırken günümüz teknolojisinin geldiği noktada daha hassas (1 μm) filtreler sistemdeki yerlerini almıştır. Dönüş Filtreleri; komponentlerden gelen kirliliği tank önçesinde tutar ve uygun maliyetleri sayesinde ekonomik çözüm sağlarlar. Emiş Filtreleri; amacı, yalnızca pompaya odaklanarak sistemi minimum korumak olup günümüzde çok da tercih edilmemektedir. Toplam Akışkan Yönetim Sistemlerini aktarırken üzerinde durduğumuz 3 ana prensip ölçüm ile tanının konması, müdahele ile sistemin güvenilirliğinin sağlanması ve koruma ile olası problemlerin önüne geçilmesidir. Hazırlayan: Nazan Hiçbezmez Teknik Destek Uzmanı