Giriş
Endüstriyel gresler, yağlayıcı baz yağı, kalınlaştırıcı ve katkı maddeleri içeren yarı-akışkan bileşiklerdir. ASTM tanımına göre gres; “katı ve sıvı halindeki yağlayıcı maddelerin periyodik olarak çöken ve ayrışan bir kısım maddelere eklenmesiyle elde edilen, kalınlaştırıcı içerikli bir yağlayıcıdır” Endüstride geniş kullanım alanı olan greslerin performansı, içerdikleri baz yağının türü ve viskozitesi, kalınlaştırıcı tipi ile katkı maddelerinin niteliği ve miktarına bağlıdır. Baz yağının viskozitesi ve kalınlaştırıcı yapısı arasındaki etkileşim, gresin yağlama filminin kalınlığını, taşıma kapasitelerini ve çalışma sıcaklık aralığını belirler. Bu makalede gresin kimyasal bileşimi ve yapıtaşlarının rolü ile yağlayıcılık özellikleri incelenecektir.
Detaylı Teknik Analiz
Baz Yağlar: Gresin ana bileşeni baz yağdır ve genelde karışımın %80–95’ini oluşturur. Baz yağları mineral, sentetik (PAO, diester, sentetik hidrokarbon vb.) veya bitkisel olabilir. Endüstriyel greslerde genellikle mineral baz yağlar kullanılırken, yüksek sıcaklık veya ağır yük uygulamalarında termal kararlılığı yüksek sentetik baz yağlar tercih edilir. Örneğin, PAO sentetik baz yağlar yüksek viskozite indeksine sahiptir ve sıcaklığa karşı viskozite değişimleri (in-deks) diğerlerine göre daha düşüktür. Sentetik yağlar ayrıca düşük buharlaşma ve oksidasyon eğilimine sahip olduğundan, uçucu kayıpları azaltır.
Kalınlaştırıcı (Verdirgeç): Gresi katılaştıran; yağ moleküllerini “sünger” gibi tutan yapıdır. En yaygın kalınlaştırıcılar metal sabunlarıdır (lityum, kalsiyum, sodyum, alüminyum vs.) ve bunlar yağ asitlerinin alkalilerle sabunlaştırılmasıyla elde edilir. Örneğin lityum yağ asitleri sabunu (Li-12-oksistearat) yaygın bir kalınlaştırıcıdır. Karma sabun (complex soap) greşlerde lityum-karboksilat (stearat + sebakikat) gibi bileşiklerle daha yüksek damlama noktası sağlanır. Sabunsuz kalınlaştırıcılar da kullanılır: poliüre bazlı, bentonit kil veya polyanilin jeli gibi inorganik/organik jeller, silikon veya floropolimer esaslı kalınlaştırıcılar yüksek sıcaklıkta avantajlıdır. Kalınlaştırıcı tipi, gresin mekanik kararlılığı, damlama noktası, su emülsifikasyonu ve sıyırılma dayanımını belirleyen ana faktördür. Örneğin lityum kompleks gresler, 250–300°C arası damlama noktası ile yüksek sıcaklıklarda stabil yağlama sağlar.
Katkı Maddeleri: Gres formülasyonuna tipik olarak %1–4 oranında katkılar eklenir. Anti-aşınma (AW) katkıları (ör. ZDDP, fosfat esterler), aşırı basınç (EP) katkıları (sülfür, klor, fosfor bileşikleri) dişli ve yataklarda metal-metal yüzey ayrımını destekler. Korozyon önleyiciler, oksidasyon inhibitörleri, köpük önleyiciler, dispersan ve deterjanlar gibi katkılar gresin genel performansını ve dayanıklılığını artırır. Örneğin dizel motor yağlarındaki yüksek deterjan/dispersan seviyesi, yüksek sülfür ve partikül yükünü nötralize edip paslanmayı önler. Greslere eklenen katı yağlayıcılar (grafit, molibden disülfür vb.) sınır koşullarında sürtünmeyi azaltarak yüksek yük altında koruma sağlar.
Performans Belirleyicileri: Gres performansını etkileyen başlıca parametreler arasında NLGI kıvam sayısı (penetrasyon değeri) ve damlama noktası yer alır. NLGI sayısı, ASTM D217/D566 metoduyla 25°C’de 60 darbeli koni penetreasyonu sonucuna göre belirlenir. Düşük NLGI (0-1) yumuşak akışkan, yüksek NLGI (2-6) katı, blok benzeri yapıya işaret eder. Koni penetrasyonu; gres kıvamını ve çalışma sıcaklığını tahmin etmede kullanılır. Damlama noktası testi (ASTM D2265) ile gresin kaç °C’de yapısını kaybederek akışkan hale geçeceği bulunur. Yüksek damlama noktası, yüksek sıcaklık uygulamaları için tercih edilir. Ayrıca, gresin mekanik stabilitesi (çalışma öncesi/sonrası kıvam farkı), oksidasyon stabilitesi, suya dayanım (ASTM D1264 su yıkama testi) ve yağ ayrılması (ASTM D1742) da performans kriterlerindendir. Özetle, yağ viskozitesi, kalınlaştırıcı kimyası ve katkı paketi birlikte gresin taşıma kapasitesini, aşınma ömrünü ve sıcaklık dayanımını belirler. Örneğin, yoğun EP katkılı ve kompleks lityum gresler çok yüksek basınç ve titreşimli koşullarda tercih edilirken, sentetik poliürea gresler sürekli 150°C üzeri sıcaklıklara dayanır.
Uygulama Örnekleri
- Bilyalı Yataklar: Genel amaçlı yatak greslerinde lityum sabun baz yağı (mineral yağ) sık kullanılır. NLGI 2 kıvamı yaygındır. Rutin bakımda kolay uygulanır ve sızıntıya karşı yeterlidir.
- Hidrolik Sistemler: Düşük viskoziteli (ör. ISO VG 46-68), yarı akışkan (NLGI 000) polialfaolefin veya diester baz yağlı gresler tercih edilebilir; böylece ince film yüksek basınç ve ısıda bile koruma sağlar.
- Yüksek Sıcaklık Rulmanları: Çelik haddehaneler, fırınlar gibi uygulamalarda damlama noktası 300°C’nin üstünde olan kompleks lityum veya alüminyum kompleks gresler kullanılır. Örneğin lityum kompleks gres, 250°C’ye, alüminyum kompleks gres ise 300°C’ye kadar stabil kalabilir.
- Dış Mekan veya Suya Maruz Yüzeyler: Mineral bazlı kalsiyum sulfonat kompleks veya poliürea gresler su yıkamaya ve paslanmaya karşı dayanıklıdır. Elektrik motoru şaftlarına, kayar kapılara bu tip gresler uygundur.
- Aşırı Yük Dişliler: Çelik fabrikası dişli kutuları, madencilikte ağır dişliler için GL-5 seviye EP katkılı (sülfür-klor) mineral veya sentetik yağlı gresler kullanılır. Bu gresler ağır yüke ve darbeli yüke dayanır, dişlileri aşınmadan korur.
Bu örnekler, gres seçiminde tribolojik koşulların (yük, hız, sıcaklık, çevre) dikkate alındığını gösterir. Uygulama alanına uygun baz yağ ve kalınlaştırıcı seçimi, gresin beklenen performansı elde etmesinde kilit rol oynar.
Sonuç
Endüstriyel gresler karmaşık bir kimyasal yapıya sahiptir; baz yağ, kalınlaştırıcı ve katkı maddeleri doğru kombinasyonla bir araya gelerek yağlama görevini üstlenirler. Baz yağın türü ve viskozitesi ile kalınlaştırıcı sınıfı, gresin taşıyabileceği yük, çalışma sıcaklığı aralığı, kıvamı ve mekanik kararlılığı üzerinde belirleyicidir. Katkı maddeleri ise aşınma direnci, oksidasyon ömrü ve suya dayanım gibi ek özellikler sunar. Bu temel prensiplerin bilinmesi, doğru gres seçimini ve formülasyonunu sağladığından, sektör profesyonellerinin gres tasarımı ve uygulamasında vazgeçilmezdir. Doğru uygulanmış bir gres, makine ömrünü uzatır ve bakım maliyetlerini azaltır.
Kaynaklar
- Machinery Lubrication, Grease Basics and Anatomymachinerylubrication.commachinerylubrication.com
- Macon Research, Composition of a lubricating grease: chemistry and structuremaconresearch.commaconresearch.com
- NLGI, Consistency test of lubricating grease (ASTM D217)petrolube.competrolube.com
- Petrolube Laboratories, ASTM D2265 Dropping Point of Lubricating Greasepetrolube.com
- Petrolube Laboratories, ASTM D1742 Oil Separation from Greasepetrolube.com
- Machinery Lubrication, Comparing Gasoline and Diesel Engine Oilsmachinerylubrication.com
- Machinery Lubrication, Synthetic Oil Explainedmachinerylubrication.commachinerylubrication.com
