HİDROLİK SİSTEMLERDE YAĞ FİLTRELERİ Hidrolik sistemlerde yıpranmanın ve bozulmanın birinci nedeni yağ kirliliğidir. Filtreler yağı süzerek kirlilik derecesini güvenli bir çalışma için gerekli orana düşürür. Yağ kirliliği nelere sebep olur? a) Hidrolik elamanları aşımdırır. Böylece sızıntı artar ve sistemde ek ısınmalar olur. Isınma sistemi kuvvetten düşürür, enerji kaybı yaratır ayrıca hortum ve sızdırmazlık elemanlarının kimyasal yapılarını bozarak ömürlerini kısaltır. b) Hidrolik elemanların fonksiyonlarını bozar. Örneğin çek valfler ve oturmalı valfler açık kalırlar. Sürgülü valfler tutukluk yapar ve takılı kalırlar. Ayar organları tıkanır ve tutukluk yaparlar. Yağlama kanalları tıkanır ve yataklar yağsız kalır. Kısma ve debi ayar valflerinin fonksiyonlarında sapmalar olur. c) Yağın kendisini bozar. Yağın kimyasal yapısını değiştirir, köpürmesine ve çamurlaşmasına sebep olur. Yağın kirlenme nedenleri nelerdir? a) Tank, boru, hortum ve bağlama elemanlarının içleri montajdan sonra tamamen temizlenemediklerinden zaten belli ölçüde kirlidirler. b) Valf, pompa, motor, silindir, blok ve diğer elemanların içinde imalat ve montajdan kalma temizlenememiş talaş, çapak ve benzeri kirlilikler vardır. c) Sisteme yeni doldurulan yağ da zaten belli ölçülerde kirlidir. d) Sistem çalışırken aşınan malzemeler kirlilik oluştururlar. e) Malzemeler zamanla pas, korozyon ve oksidasyona uğrayarak kirlilik oluştururlar. f) Çalışan yağ zamanla eskir ve kimyasal yapısını değiştirerek, kendisini kirlilik kaynağı haline getirir. g) Sızdırmazlık ve bağlama elemanlarından dışarıdan sisteme giren yabancı malzemeler kirlilik yaratır. Bu anlatılanlardan; kirliliğin oluşmasını önlemenin mümkün olmadığı anlaşılıyor. Önemli olan yağı filtreleyerek kirlilik derecesini güvenli bir çalışma için gerekli olan orana düşürmektir. Filtreleme hassasiyeti ne kadar olmalıdır? a) Genel hidrolik sistemlerde en az 20 μ (mikron) olmalıdır. b) Kapalı hidrostatik devrelerde en az 10 μ olmalıdır. Aslında bir sistemdeki filtreleme hassasiyeti, o sistemde yer alan malzemelerden imalat ve çalışma toleransları en hassas olandan bağımlıdır. Örneğin; sürgülü bir yön denetim valfinin çekirdeğinin gövde içindeki çalışma hassasiyeti 15 μ mikron ise bu valfin kullanıldığı bir sistemde seçilecek filtre en az 15 M hassasiyetinde olmalıdır. Filtreler sistemde nerelere takılırlar? Genelde 3 yer vardır;
1) Pompaların emiş hatlarına, 2) Pompaların basınç hatlarına, 3) Sistemin tanka dönüş hatlarına. Ayrıca yine tank içinde emme borusunun ağzına takılan ve kaba parçacıkların pompaya gitmesini önleyen 100 125 μ hassasiyetinde bir süzgeç vardır. Ancak bu gerçek bir yağ filtresini görevini yapamaz. Kavitasyon tehlikesi dolayısıyla emiş hatlarına, pahalı oluşları nedeniyle basınç hatlarına filtre takılması genelde istenmez. Ancak zorunlu olan durumlarda kullanırlar. Genelde kullanılan filtreler dönüş hattı filtreleridir. Pratik olarak filtre kapasitesi nasıl seçilir? Filtre kapasitesi seçimi aslında pek çok şarta bağlıdır. Yağın cinsi, çevre şartları, çalışma şartları ve kullanılan sistem elemanların özellikleri dikkate alınmalıdır. Genel hidrolik sistemlerde en çok kullanılan ve 50 C de yaklaşık 40-45 mm² /san (cst.) kinematik vizkoziteye sahip ISO VG 68 yağlar için aşağıdaki pratik değerlerden seçim yapılabilir; Pompa emiş hatları için 20 μ lik filtrenin anma debi kapasitesi pompa debisinin yaklaşık 7 katı olmalıdır. Pompa basınç hatları için 10 μ lik filtrenin anma debi kapasitesi pompa debisinin yaklaşık 2 katı olmalıdır. Dönüş hatları için 20 μ lik filtrenin anma debi kapasitesi dönüş hattındaki debinin yaklaşık 3 katı olmalıdır. Ayrıca tank içine emme borusunun ağzına kaba parçacıkları tutması amacıyla yerleştirilebilen 100-125 μ lik süzgeç içinde anma debisi olarak, pompa debisinin 4 katı seçilmelidir. Filtrelerde kirlilik göstergesi nedir? Filtrelerin kirlilik derecesini, yani değiştirilme veya temizlenme zamanının gelip gelmediğini anlamanın tek sıhhatli yolu kirlilik göstergesi kullanmaktır. Kirlilik göstergeleri filtre üzerinden geçen debinin oluşturduğu akış direncini (yani basınç kaybını) ölçerler. Bu değer kirlilik derecesinin bir göstergesidir. Dönüş hattı filtrelerinde, filtre direk tanka açılıyorsa, Filtrenin giriş ağzına takılan hassas bir manometre, Basınç hattı filtrelerinde, filtrenin girişiyle, çıkış ağızları arasındaki basınç farkını ölçebilen bir manometre, Emiş filtrelerinde pompanın emiş ağzına yerleştirilen bir vakummetre. Kirlilik göstergesi olarak kıllanılabilirler. Ayrıca mekanik ve elektrik kirlilik göstergeleride vardır. Çok genel olarak, Dönüş hattı filtrelerinde basınç kaybının 0.5 bar basınç hattı filtrelerinde ise basınç kaybının 1 bardan küçük olması gerektiği söylenebilir. Emiş hatlarında ise önemli olan pompanın giriş ağzında en az 0.8 barlık bir mutlak basıncın bulunması gerektiğidir. Normal atmosfer basıncının 1 bar olduğu kabul edilirse, bu yağın pompa ağzına gelinceye kadar toplam en fazla 0.2 barlık bir direnç kaybına uğraması gerektiğinin bir ifadesidir. Standart manometreler atmosfer
basıncı olan 1 barı kendilerine 0 (sıfır) noktası olarak gösterilir. Yani 1 barın altındaki mutlak basıncı göstermezler. Bu nedenle pompaların emiş ağzında kirlilik göstergesi olarak 0-1 bar arası mutlak basınç gösterebilen vakummetreler kullanılır. Filtrelerde By-pas nedir, ne işe yarar? Filtreler genelde kendi içlerine monte edilmiş bir çek valfler yani bir By-pass sistemiyle kullanılırlar. By-pass ın iki ana amacı vardır. a) Filtreyi yüksek basınç birikimlerine karşı korumak, b) Filtrede ortaya çıkan basınç birikimlerini sınırlayarak, bundan dolayı hidrolik sistemde oluşabilecek fonksiyon yanılmalarını ve sızdırmazlık elemanlarının bozulmalarını önlemek. Filtre üzerinden geçen debi belli bir basınç kaybı yaratır. Bu kayıp filtrenin girişinde kendisini basınç birikimi olarak gösterir. Basınç birikimi aşağıdaki faktörlerden bağımlıdır. Filtrenin gerginlik kapasitesi ve süzme hassasiyeti, Filtre üzerinden geçen yağ debisinin miktarı, Filtrenin kirlilik derecesi, Yağın vizkozitesi. By-pass valfi belli bir basınç değerine ayarlanır. (Örneğin 3 bar). Basınç kaybı bu değere ulaştığında By-pass açılır ve yağ debisinin tamamı veya bir kısmı buradan geçer ve basınç kaybının bu değerde sabit kalmasını sağlar. By-passlı filtreler mutlaka kirlilik göstergeleriyle beraber kullanılmalıdırllar. Aksi takdirde filtre kirlendiğinde yağ Bypass dan geçecek bir filtrelenmeden kullanılacaktır. Filtrenin kirlendiğini ise anlamak mümkün olmayacaktır. Filtreler ne zaman yenilenmelidirler? Aşağıdaki tavsiyeler sistemin ömrü ve ekonomikliği açısından son derece önemlidir. a) Kirlilik göstergesi sinyal verdiğinde, b) 1000 saatlik işletme zamanından sonra, c) En az senede 1 defa, d) Yağ yenilendiğinde Filtrelerde yenilenmelidirler. Filtreler genelde, 10 ve+1000 C işletme ısısında çalışabilmektedirller. YAĞ NEDEN DEĞİŞTİRİLMELİDİR? Makinanın ömrünü uzatmak ve arızalar yol açmamak için, doğru yağ seçilmesi ve kullanılması gereklidir. Ama bu zaman içinde yağ da yavaş yavaş bozulacak ve niteliğini yitirecektir. Aşınan dişlilerden, milerden, vb. çıkan metal tozları ve dışardan gelen toz ve pislik yağı kirletir. Bu kirlenme sonucu, yağ özelliğini yitirir ve hatta sisteme zararlı duruma bile gelebilir. Bunun tek çözümü, yağı periyodik olarak değiştirmektir. HİDROLİK DEVRELERİN TEMİZLİĞİ FİLTRELEME İyi dizayn edilmiş ve kaliteli malzeme kullanılarak yapılan hidrolik sistemlerde bakım olayı, akışkanın ve filtrenin değiştirilmesi şeklinde basitleştirilebilir. A- KAPALI SİSTEMLERDE FİLTRELEME Aşağıdaki şemada görüldüğü gibi kapalı sistemler genelde değişken debili pompa ve sabit /değişken motordan meydana gelir.
AÇIKLAMA: P (S) ve S (P) : Yüksek Basınç Ağızları I, J, N ve O : Uzaktan Kumanda, Doldurma Boşaltma Ağızları F ve H : Soğutucu Bağlama Ağızları X : Kontrol Basınç Ağızı Sistem sürekli pozitif basınç altında tutulduğu için, filtrelerde ortalama 25 bara dayanıklı seçilir, ve besleme pompasının bastığı akışkan soğutucu ve filtreden geçirildikten sonra sisteme basılır. Bu filtreler yandaki fotoğrafta görüldüğü gibi kolaylıkla sökülüp takılabilir. Linde BPV pompalarında bu filtreler 10 pmm olup, sistem devreye alındıktan 100 çalışma saati sonra mutlaka değiştirlmelidir. Daha sonraki filtre değiştirmeleri 500 saatlik çalışma saatinden sonra yapılmalıdır. Bu tip sistemlerde yağ, uygulama ortamının değişik şartlarına göre (toz, sıcaklık vs.) 1000 veya 2000 çalışma saatinden sonra değiştirilmelidir. Yüksek çalışma sıcaklıkları, soğuk havalarda oluşan yoğunlaşmış hava akışkanın ömrünü kısaltır. Akışkan değiştirilirken önce tank, daha sonra da soğutucu, pompa ve motor gövdeleri boşaltılmalıdır. Yüksek basınç devresinde kalan yağın değiştirilmesine gerek olmayabilir. Bazı uygulamalarda yağın tümünün değişmesi yerine, her filtre değişiminde azalan yağ yerine ilave yapılabilir. Bunun için üreticinin kullanma klavuzlarına bakılmalıdır.
B- AÇIK SİSTEMLERDE FİLTRELEME Açık sistemelerde akışkan tanka serbestçe döner. Bu devrelerde filtreleme daha çok önem kazanır. Zira, gerek sistem yapılırken içinde kalan parçacıklar boya vs. gerekse sonradan ilave olan keçe parçaları, metal parçaları sistemin daha çabuk kirlenmesine neden olur. Tank içinde akışkanın yükselip-açalması, açılırken oluşan vakumdan dolayı dışarıdan emilen hava içinde olan tozlar vs. de bu kirlenmeyi çabuklaştırır. Çok tozlu ortamlarda (dökümhane, iş makinaları) çalışan makinalarda akışkan tankına 0.25-0.5 barlık bir basınç uygulamak sureti ile gerek pompa emişini kolaylaştırmak, gerekse dışardan girecek yabancı maddelere mani olmak mümkün olur. Aşağıdaki şekilde, açık bir sistemde filtrenin konulabileceği yerler verilmiştir. Görüldüğü gibi filtreyi 9 değişik yere yerleştirmek mümkündür. 1) Tank içine yerleştirilmiş emiş filtresi: Bu filtrelerde basınç düşümü endüşük seviyelerde olmasıdır. Aksi takdirde pompanın emişi güçleşir ve pompa girişinde kavitasyon olayı ortaya çıkar. Soğuk havalarda akışkanın pompa girişinde yine kavitasyon olayı ortaya çıkar. Soğuk havalarda akışkanın kalınlaşacağı da göz önüne alınırsa, filtrenin oldukça kaba gözenekli olması gerekir.
Genel olarak emiş tankı içine 50-250 mikronluk filtreler yerleştirilebilir. Bir kısa devre (by-pass) bağlantısı ile, basınç düşümünü okumak için bir gösterge bulunmasında yarar vardır. Genellikle dış kabı olmayan bir filtre elemanı (süzgeç) kullnmak yeterli ise de zaman zaman filtre üzerinde biriken maddelerin tank içine düşeceği gözönüne alınarak sık sık tank temizlenmesi yararlı olacaktır. 2) Tank dışında emiş filtresi: Birinci konum için anlatılanlarbu konum için de geçerlidir. Filtrenin bir dış kabının olması avantaj sayılabilir. 3) Basınç uygılanan emiş hattı filtresi : Bu tip yerleştirmede düşük basınçlı ve kirli ortamda çalışmaya daha uygun bir başka pompa depodan yağı emer ve filtreden basınç altında geçirilen ana pompa girişine basar. Filtrenin yardımcı pompanın basıncına dayanması gerekir. Böylece filtre elemanının daha ince gözenekli seçilmesi mümkündür. Kısa devre bağlantısı ve basınç göstergesi bu tipte bulunmalıdır. 4) Basınç hattı filtresi : Pompanın basıncı kullanılarak daha ince bir filtrelemeye gidilebilir. Yüksek basınca dayanıklı bir filtre kabı maliyeti arttırırsa da filtre elemanının küçülmesi kısmen bu maliyet artışını azaltır. Kısa devre bağlantısının konup konmaması halen imalatçılar arasında tartışma konusu ise de eğer bu bağlantı konmayacak ise filtre elemanının sistem basıncına dayanıklı olmasına dikkat edilmelidir. Filtre tıkanmalarını ve basınç düşümünü gösteren bir göstergenin bulunması yararlıdır. 5) Çok hassas elemanlardan hemen önce konan filtreler : Dördüncü maddede anlatılanlar bu konum için geçerlidir. İstenirse korunacak elemanın cinsine göre daha ince veya kaba seçilebilir. 6) Emniyet valfi çıkışına konan filtreler : Sistem iş yaparken bu filtreden geçen akışkan miktarı oldukça az olmasına karşın filtre kapasitesi pompa kapasitesine eşit seçilmelidir. Basınç düşümü emiş filtresi kadar önemli değildir. Filtre yerleştirmek için iyi bir noktadadır. 7) Dönüş yolu filtresi : Sistemin bütün akışkanının özellikle yüksüz hızlarda boşaltılması halinde filtrenin oldukça kaba seçilmesi gerekibilir. Mutlaka bir kısa devre bağlantısına ihtiyaç vardır bu da tam filtrelemeyi sağlamaya mani our. 8) Dış kaynaklı filtreleme : Ayrı bir pompa ve filtre depodaki akışkanı sürekli temizler. Büyük tesislerde, zaman zaman iş makinalarının tamirlerinde bu tip filtrelemeye rastlanır. 9) Depo filtresi : Mağnetik eleman ihtiva eden bu tip filtreler akışkan içindeki metalik parçaları tutarlar. Bunlardan başka tank doldurma ağzına konan kaba gözenekli doldurma filtresi akışkanın doldurulması esnasında sisteme yabancı maddelerin girmesini önler. Nefeslik filtresi özellikle kirli havalarda son derece yararlıdır. Gözenekli difizörler bütün dönüş ağızlarına konulursa sisteme hava girmesi önlenebilir.