MEKANİK TEMİZLEME ve JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDEKİ UYGULAMALARI

BÖLÜM 3 MEKANİK TEMİZLEME ve JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDEKİ UYGULAMALARI Svl.Müh. Elif ATABAY 1nci HİBM K.lığı Jet Revizyon Müdürlüğü Şubat 2004, ESKİŞEHİR ÖZET Mekanik temizleme; parça yüzeyinde oluşan oksit tabakası veya kalıntı boya gibi katı kirlerin çeşitli aşındırıcı maddeler (zımpara, Al 2 O 3..) yardımıyla elle veya bir makine ile temizlenmesi esasına dayanan yöntemdir [1]. Mekanik usulle temizleme elle uygulanan kazıma, telle fırçalamadan tutunda basınçlı hava veya yüksek devirli pervanelerle silika, çelik kumu, alümina, silisyum karbür gibi parçacıkların metal yüzeyine püskürtülmesine kadar değişir [2]. Korozyonun mekaniki yöntemlerle giderilmesinde kullanılan elle çalışan güç gerektirmeyen teçhizatlar zımparalar, metalik yünler, tel fırçalar ve kazıyıcılardır. Bu teçhizatlar kendilerine uygun metal yüzeyler üzerinde kullanılmalıdır. Aksi takdirde galvanik korozyona neden olurlar [3]. Gaz türbin motor parçalarının temizliği için kullanılan mekanik temizleme metotlarını; kuru kumlama, ıslak kumlama, ultrasonik temizleme, vibratörlü temizleme olarak ayırmak mümkündür [4]. Bu dokümanda mekanik temizleme prosesinin temel prensipleri, uygulama adımları, kullanılan teçhizat, gerekli emniyet tedbirleri, prosesin uygunluğunun kontrolü hakkında bilgi verilecektir. 3-1

1 PROSESİN ADI Mekanik temizleme 2 PROSESİN AMACI Mekanik temizleme yöntemleri : Yüzeyde ki kirlenmeleri temizlemek, Kaplama için yüzeyin pürüzlendirilmesi, Yüzey düzensizliklerinin giderilmesi, Belirlenmiş yüzey düzgünlüğünün sağlanması, Kaplama sökülmesi amaçlarıyla kullanılır [4]. 3 PROSESİN GENEL / DETAYLI TANITIMI 3.1 Kuru / Islak Kumlama Mekanik temizlemenin bir çeşidi, parçalar üzerindeki karbon birikintilerini ve oksit tabakalarını sökmek için mekanik kuvvet veya yüksek basınçlı hava akımı ile savrulan kuru organik yada inorganik parçacıkların basınçla parça üzerine püskürtülmesi esasına dayanan kuru kumlama adı verilen yöntemdir. Diğer bir yöntem ise su içerisine karıştırılan aşındırıcı taneciklerin yüksek basınçla oksit tabakasını kaldırmak için parça yüzeyine buhar şeklinde püskürtülmesi esasına dayanan ıslak kumlamadır [1]. Hava ile yapılan kuru kumlama, taşıyıcı olarak su kullanılmadığından daha fazla aşındırıcı yüzeyle temas eder ve temizleme daha hızlı olur [3]. Aşındırıcı medya olarak : Alüminyum Oksit (kuru veya ıslak olarak kullanılabilir), Silikondioksit ( ıslak kullanılır), Cam tozu (kuru veya ıslak kullanılabilir), Meyve çekirdekleri : Ceviz ve pirinç kabuğu (Kuru kullanılır), Plastik medya (kuru kullanılır) kullanılabilir [4]. Aşındırıcı medyanın seçiminde : Sökülecek kirlerin tipi, Gerekli olan yüzey düzgünlüğü, Ölçüsel gereksinimler, Parçanın ana metali, şekli ve delikleri göz önünde bulundurulacak faktörlerdir [4]. 3-2

Kumlama işleminde kullanılan ekipmanlar : Direk basınçlı ekipmanlar Emmeli ( suction) ekipmanlar olarak ikiye ayrılır [4]. 3.2 Vibratörlü Mekanik temizleme yöntemlerinden birisi olan vibratörlü temizlemede, içerisinde aşındırıcı madde, su ve temizleme solüsyonu olan cihazda titreşim etkisiyle uçak motor parçaları temizlenir. Temizleme işleminin yanı sıra çapak alma, polisaj yapma amaçlarıyla da vibratörlü temizleme kullanılabilir [5]. Vibratörlü temizleme için parametreler; aşındırıcı medyanın kompozisyonu, şekil ve ölçüsü, cihazın frekansı ve genliği, kullanılan su ve temizleme solüsyonudur [5]. Aşındırıcı medya çok farklı şekil, ölçü ve derecelerde olabilir. Yaygın kullanılan bazı aşındırıcılar : Doğal : Korindon, grafit, kireçtaşı vb., Sentetik : Alüminyum oksit ve silisyum karbür, Çelik, içerikliler şeklinde sınıflandırılabilir [5]. İşlem için kullanılacak aşındırıcının şekil ve ölçüsü de önemlidir. Büyük ve ağır aşındırıcılar küçük ve hafif olanlardan daha ucuz, uzun ömürlü ve hızlıdır ancak küçük olanlar daha iyi bir temizleme sağlar ve alüminyum, magnezyum gibi demir olmayan malzemelerde deformasyonu minimize eder [5]. Parçaların medyaya oranı kritiktir. Örneğin 1:1 oranında, temizlenecek parçaların birbirine temas ederek hasar verme olasılığı yüksektir; 4:1 oranında, daha az parça temizleniyor olmasına rağmen işlem daha güvenle uygulanabilmektedir [5]. Vibratörlü temizleme uygulanırken en fazla aşındırıcı hareketine, köşeler, kenarlardan sonra açıktaki yüzeyler maruz kalırken oyuklar aşındırıcı hareketinden çok az etkilenir. Delikler ise hiç etkilenmez. Yani parçadaki deliklere vibratörlü temizleme uygulanamamaktadır [4]. Temizleme solüsyonu olarak solventler ve asidik solüsyonlar kullanılmaz, bazik solüsyonlar kullanılır. Vibratörlü temizleme cihazının uzun süre güvenle kullanılabilmesi için 100 0 F ın üzerine çıkılmaması gerekmektedir [6]. 3.3 Ultrasonik Temizleme Ultrasonik temizleme, bir temizleme solüsyonunda yüksek yoğunlukta ki ses dalgalarıyla oluşan küçük baloncukların patlaması ile meydana gelen kavitasyon yada soğuk kaynama denilen bir olaydan ibarettir. Ses metal gibi elastik bir ortamdan geçtiğinde, ses enerjisi ve ortamdaki titreşim aynı hızdadır. Ama sıvı elastik olmayan bir ortamdır. Ses içinden geçtiğinde sıvıda kırılmalar ve kabarcıklar oluşur ki bunlar hemen dağılan küçük vakum paketleri meydana getirir. Binlerce kabarcığın hızla içe çökelmesiyle 3-3

hızlı ve kuvvetli bir temizleme hareketi oluşur. Ayrıca tankın bütününde kabarcıklar oluştuğu için; kör delikler, çatlaklar ve diğer ulaşılması zor olanlar bile temizlenir. Ultrasonik temizlemede etkili faktörler : Sıcaklık, Viskozite, Yoğunluk, Çözünürlük, Frekans, Buhar basıncı, Türbülans, Katı yüzdesi, Çözünmüş gazlar şeklindedir. Limitler dahilinde sıcaklık arttıkça temizleme etkisi artar. Düşük viskoziteli ve düşük yoğunluklu sıvılar tercih edilir. Temizleme mayisinin içindeki katı yüzdesi belirli periyotlarla kontrol edilmelidir. Solüsyonda oluşan katı kirlilikler temizleme etkisini azaltır. Bu sebeple ultrasonik temizleme sistemlerinde filtreler mevcuttur. Çözünmüş gazlar oksijen (O 2 ) ile birleştiğinde olumsuz yönde etkirler. Ultrasonik temizleme ünitesi üç ana bölümden oluşur: Jeneratör, yüksek frekansta enerji üretir. Transducer, elektriksel impulsları yüksek frekanslı ses dalgalarına dönüştürür. Bu ses frekansı öyle büyüktür ki insan kulağı duyamaz. Temizleme tankı, gerekli olan yardımcı ekipmana sahiptir. Ultrasonik temizleme işlemlerinde temizlenecek parçanın solüsyonun bulunduğu tankta merkezi bir konumda yerleştirilmesine, parçaların bulunduğu sepetin caraskalda asılı bırakılmamasına, temizlenecek parçaların sepette birbirinin üzerine konulmamasına da dikkat edilmelidir [4]. Diğer mekanik temizleme metotları arasında : Yüksek basınç su jeti ile temizleme, Kuru buzla kumlama, Soda ile kumlama, Parça yıkama makinası ile temizleme sayılabilir. 3-4

3.4 Yüksek Basınç Su Jeti Yüksek basınçlı hava için 2000 psi, 20000 psi, 40000 psi, 60000 psi olmak üzere dört kademe vardır. 2000 psi lık basınç silikon rubber ların sökülmesinde kullanılır. Basınç 40000-60000 psi a çıktığında parça dönerken nozul sabit kalır ve bu şekilde kaplama sökülmesi işlemi gerçekleştirilir [4]. Su jeti temizleme teknolojisi, motor revizyonunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ana metalin minimum kaybı ile kaplama sökülür. Kimyasal yöntemlerden daha hızlı mekanik proseslerden daha güvenilir olan su jeti teknolojisi çevreye dosttur ve sökülen kaplama tek atıktır pek çok sistemde atık sıfırdır [7]. 3.5 Kuru Buzla Kumlama Kuru buzla kumlama; grafit, alüminyum kaplamaların ve boyaların sökülmesinde başarılı olmuş bir sistemdir. Sıcak kısım parçalarında oksitlerin sökülmesinde de kullanılır. Ana metale zarar vermeyen bir yöntemdir [4]. Kuru buzla temizleme yönteminin temel özelliği havada % 0.03 oranında bulunan CO 2 gazının kullanımına dayanır. Karbondioksit gazı atmosferde normal koşullarda -78 0 C'lik bir soğukluğa sahiptir. Bu gaza belli bir sıcaklık verildiğinde gaz formundan uzaklaşarak katılaşır. Gazın bu hali kuru buz olarak tanınır. Buz üretim makinası gözeneklerine püskürtülen CO 2 gazı, belli bir ısı verilerek kuru buza dönüştürülür, bu şekilde elde edilen kuru buz 100-300 m/s'lik bir basınçla temizlenecek yüzeyin üzerine püskürtülür. Kuru buzun infilak kombinasyonundan açığa çıkan kinetik enerji sayesinde kirli yüzeyler temizlenmiş olur. Yöntemle çevreye zarar veren organik çözücü maddeler ile halojenik hidrokarbonlar devre dışı bırakılmış olur. Geriye sadece katmanların ve kirlerin sökülmesi ile ortaya çıkan az miktarda atıklar kalır. Ancak genel olarak görülebilen yüzeyler temizlenir. Çok derin oyuklar, dar ve derin yivler temizlenemez [8]. 3.6 Sodayla Kumlama Soda sağlığa zararsız, suda çözünür, beyaz bir tozdur, gıda kalitesindedir, aynı zamanda kokusuz, alev almayan bir malzemedir. Proses, sodanın belirli bir basınçla temizlenecek yüzeylere püskürtülmesi ile gerçekleştirilir. Sistem düzgün veya girintili, sert veya yumuşak yüzeylerden kir, pas, yağ, gres, karbon ve boyayı çıkarmak için kullanılır. İşlem esnasında gaz çıkışının gerçekleşmediği proses, çevreye dosttur. 3.7 Parça Yıkama Makinası Parçalar sepete yerleştirilerek kapağı kapatılır, parçaların şekline göre yaklaşık 30 dakika çalıştırılarak proses gerçekleştirilir. Çevreye saygılıdır. 3-5

4 JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDE MEKANİK TEMİZLEME 4.1 Uygulama Alanı Jet Revizyon Müdürlüğü Jet Revizyon Müdürlüğünde uçak motor parçalarına uygulanan revizyon işlemleri esnasında yüzeyde ki kirlenmeleri temizlemek, kaplama için yüzeyin pürüzlendirilmesi, yüzey düzensizliklerinin giderilmesi, belirlenmiş yüzey düzgünlüğünün sağlanması ve kaplama söküm işlemlerinin gerçekleştirilmesi amacıyla mekanik temizleme yöntemleri uygulanır. Kuru ve ıslak kumlama prosesleri kumlama atölyesinde gerçekleştirilirken ultrasonik ve titreşimli temizlemeler kimyasal temizleme atölyesinde gerçekleştirilmektedir. 4.2 Uygulama Esnasındaki Ortam Koşulları Ortam şartları MIL-STD-1472D esas alınarak düzenlenmektedir. Mekanik temizleme işlemleri esnasında sıcaklık, aydınlatma ve havalandırma ile ilgili koşullar sağlanmış olmalıdır. 18-27 0 C arasında sıcaklık, 325-540 Lux arasında aydınlatma değerleri sağlanmalı, kumlama tozları ve ultrasonik temizleme işlemi içinse kimyasal buharlarının çalışma alanına yayılmasını önleyecek bir havalandırma sistemi bulunmalıdır. 4.3 Uygulama İçin Gerekli Teçhizat / Ekipmanlar Kuru ve ıslak kumlama işlemleri, kumlama atölyesinde gerçekleştirilmektedir. Atelyede bulunan beş adet kuru kumlama ve bir tane ıslak kumlama tezgahında ihtiyaca göre medya değiştirilerek kumlama işlemleri gerçekleştirilir. Şekil 1 Kuru Kumlama Tezgahı 3-6

Ultrasonik ve vibratörlü temizleme işlemleri ise kimyasal temizleme atölyesinde gerçekleştirilmektedir. Üç adet ultrasonik temizleme tankı, üç adette vibratörlü temizleme tezgahı mevcuttur. İlaveten kimyasal temizleme atölyesinde iki adet ıslak kumlama tezgahı da bulunmaktadır. 4.4 Proses Öncesi Yapılması Gerekenler Proses öncesinde ihtiyaca göre parçalar maskelenir; ultrasonik temizleme işleminde sepetlere, kuru ve ıslak kumlama ile titreşimli temizleme işlemleri için tezgaha yerleştirilerek proses uygulamaya başlanır. Şekil 2 Islak Kumlama Tezgahı 4.5 Emniyet Tedbirleri Mekanik temizleme işlemleri esnasında dikkat edilmesi gereken emniyet tedbirleri şöyle sıralanabilir : Kumlanacak parça için teknik emirlerde verilen tanecik, hava basıncı, nozul mesafesi ve nozul çapı değerlerine sadık kalınarak işlem gerçekleştirilir. Kumlanacak motor parçasında özellikle korozyon artığı, yağ ve boya kalıntıları olmamalıdır. Kumlama tezgahında yeterli aydınlatma olmalıdır. 3-7

Kumlama tezgahındaki aspiratör, toz toplama kabini, petek ve süzgeçler temiz olmalıdır. Kumlanacak motor parçasında teknik emirlere bakılarak maske yapılacak sahalar uygun bir aparat veya bantla kapatılarak işlem yapılmalıdır. Kalınlığı 0.0625 inç ten az olan saçlarda kumlama işlemi uygulanmamalıdır. Kumlama malzemesi tozunun teneffüs edilmesinden kaçınılmalı ve ortamda yeterli havalandırma sağlanmalıdır [9]. Basınçlı hava kullanıldığında basınç 30 psi ı aşmamalı ve kullanan personel kendine veya başkalarına basınçlı hava tutmamalıdır [9]. Tüm mekanik temizleme işlemlerinde prosesin gerektirdiği koruyucu melbusatlar kullanılmalıdır. Titanyum veya titanyum alaşımlarının kumlama ile temizlenmesinde kullanılan ekipman, metal parçacıkların birikmesi nedeniyle oluşabilecek yangın tehlikelerini önlemek için düzenli olarak temizlenmelidir [10]. Şekil 3 Titreşimli (Vibratörlü) Temizleme Cihazı 3-8

İşletme güvenliği gerekliliklerinin haricinde teçhizat ve medya üreticilerinin öngördüğü emniyet tedbirleri de alınmalıdır. Örneğin titanyum ve çelik alaşımları plastik medya ile kumlandığında kıvılcım çıkacağı göz önünde bulundurulmalıdır [10]. Ultrasonik temizleme işleminin uygulandığı cihazın doğru bir şekilde topraklanmış olduğu kontrol edilmelidir [11]. Ultrasonik temizleme tankı, içerisinde temizleme solüsyonu yok iken çalıştırılmamalı, temizlenecek parçaların hacmi tank hacminin üçte birini aşmamalıdır [12]. Ultrasonik temizleme işleminde asidik yada solvent esaslı temizleme solüsyonları kullanılmamalıdır [12]. Ultrasonik temizleme tankı çalışırken yada içerisinde temizleme solüsyonu varken kesinlikle bakım yapılmamalıdır [12]. Ultrasonik temizleme uygulanacak parçalar kesinlikle tankın dip kısmına bırakılmamalıdır [12]. Titreşimli temizleme işlemi esnasında değişik ölçü ve tipteki parçalar aynı yüklemede temizlenmemelidir [13]. Aynı titreşimli temizleme cihazında çelik ve titanyum parçalar temizlenebilir ancak farklı ana metaldeki parçalar için önce makine temizlenmeli, temizleme çözeltisi ve medyası değiştirilmelidir [13]. Şekil 4 Ultrasonik Temizleme Cihazı 3-9

4.6 Prosesin Uygulama Adımları Kuru/Prosesin uygulama adımları şöyledir : İhtiyaca göre mekanik temizleme işlemi uygulanacak parçalara iş planlarında belirtilen şekilde maskeleme işlemleri uygulanır, Mekanik temizleme uygulanacak parçalar; ultrasonik temizleme işleminde sepetlere, kuru ve ıslak kumlama ile titreşimli temizleme işlemleri için ilgili tezgaha yerleştirilir, Ultrasonik temizleme işleminde, belirlenen sıcaklığa ulaşıldıktan sonra çözünmüş hava solüsyondan uzaklaştırılır, parçalar birbirine ve tankın dibine değmeyecek şekilde düzenlenerek tanka daldırılır, Uygulanacak proses için teknik emirlerde belirlenen parametrelere bağlı kalınarak işlem uygulanır, Islak kumlama, ultrasonik temizleme ve titreşimli temizleme prosesleri sonrası suyla durulama, kuru kumlama işlemi sonrasında da hava tutularak parçada ki medya yada solüsyon kalıntılarının giderilmesi işlemleri gerçekleştirilir, Parça nemliyse atelye havası yada fırın kullanılarak parça kurutulur (özellikle korozyona karşı hassas malzemelerde bu adım çok önemlidir), Operatör parçanın gerekli olan temizliğe ulaşıp ulaşmadığını kontrol eder, şayet istenilen temizleme derecesine ulaşılmışsa parça bir sonraki atelyeye giderken, ulaşılamamışsa teknik emirde işlem tekrarı verilip verilmemiş olmasına bağlı olarak işlem tekrarı yapılır. 4.7 Prosesin Uygunluğunun Kontrolü Prosesin uygunluğunun kontrolü mekanik temizleme işlemini gerçekleştiren operatör tarafından göz kontrolüyle yapılmaktadır. 4.8 Proses Bitiminden Sonra Yapılması Gerekenler Proses bittikten sonra yeterli temizliğin sağlandığı parçalar iş kontrol dokümanlarındaki diğer adımların uygulanabilmesi için bir sonraki atelyeye giderken, istenilen temizlemenin sağlanamadığı parçalarda teknik emirler baz alınarak işlem tekrarı uygulanabilir. 4.9 Kapasite Boyut : Kumlama atölyesinde bulunan kuru kumlama tezgahlarında maksimum 120 cm boy 120 cm genişlik ölçülerine sahip motor parçaları kumlanabilirken kumlama ve temizleme atölyelerinde bulunan ıslak kumlama tezgahlarındaysa 120 cm boy 100 cm genişliğinde parçalara işlem uygulanabilmektedir. Kimyasal temizleme atölyesinde bulunan ultrasonik temizleme tanklarının ölçüleri ise 18in-30in-46in ve 20in-16in-18in şeklindedir. Ölçülerinden de anlaşılacağı üzere ultrasonik temizleme prosesi ancak küçük ebatlara sahip motor parçalarına uygulanabilmektedir. 3-10

4.10 Kullanılan Tezgahın Özellikleri Jet Revizyon Müdürlüğü kumlama atölyesinde bulunan beş adet kuru kumlama tezgahı emmeli tiptedir. Tezgahlar manuel çalışmakta ve 70-120 psi arası hava basıncı kullanmaktadır. Kimyasal temizleme ve kumlama atölyelerinde bulunan ıslak kumlama cihazları da manuel ve 70-120 psi arası hava basıncıyla çalıştırılmaktadır. Ultrasonik temizleme tankları ve vibratörlü temizleme cihazlarıysa kimyasal temizleme atölyesinde bulunmaktadır. 3-11

REFERANSLAR [1] Aykut G. (1993). 1.HİBM.K.lığında Uygulanan İleri Teknolojiler El Kitabı, 1. HİBM K.lığı [2] Çakır A. (1990). Metalik Korozyon İlkeleri ve Kontrolü, Ankara [3] Ay S. (1988). Korozyon Kontrol, 1. HİBM K.lığı [4] Hi-Tech Repair Training Manual F110 Engine Chemical Cleaning & Stripping Training, (1998). USA [5] Fundamentals of Mass Finishing, 26.01.2004 te indirildi. İnternet : http: // www.vibratoryfinishing.com [6] Instalaltion, Operation and Maintenance Spesifications for Vibro Energy Finishing Mill Fmd-14LR, (1993). USA [7] Water Jet Cleaning Technology, Progressive Technologies (Firma Kataloğu) [8] Kuru Buzla Temizleme Yöntemi, Lang & Yüzer Otomotiv Yan Sanayi ve Ticaret A.Ş [9] PPCC 17, Kuru Kumlama Malzemelerinin Hazırlanması Proses Planı, (2002). 1. HİBM K.lığı [10] PPCP 17, Kuru Kumlama ile Temizleme Proses planı, (2002). 1. HİBM K.lığı [11] PPCC 19, Ultrasonik Temizleme Malzemelerinin Seçimi ve Temizlenmesi, (1989). 1. HİBM K.lığı [12] Operating Manual Ultrasonic Cleaning Equipment MG Series, USA [13] PPCP 20, Titreşimli Temizleme Proses Planı, (2003). 1. HİBM K.lığı 3-12