Giriş
Çelik, maden ve enerji sektörlerinde kullanılan makineler, doğası gereği çok yüksek sıcaklık ve/veya yoğun basınç koşulları altında çalışır. Örneğin çelik üretiminde haddehanede fırın hidrolikleri, maden kamyonlarında redüktör yağları, enerji santrallerinde türbin yatak yağları gibi uygulamalar ekstrem şartlar barındırır. Bu durum, yağlayıcıların termal kararlılığını, oksidasyon direncini ve mekanik dayanımını zorlar. Söz konusu ağır koşullar için özel formülasyonlu, genellikle sentetik baz yağlı ve kuvvetli katkı maddeli yağlar üretilir. Bu bölümde yüksek sıcaklık ve basınca maruz kalan ağır sanayi yağlarının tasarım prensipleri ve örnek uygulamalar ele alınacaktır.
Detaylı Teknik Analiz
Sentetik Baz Yağlar ve Yüksek Termal Kararlılık: Ağır yük, şok yüklü dişliler ile yüksek sıcaklıkta çalışan parçalar için en uygun yağlayıcılar sıklıkla sentetik temellidir. Polialfaolefin (PAO) veya poliakrilik (PAG) esaslı yağlar yüksek viskozite indeksi sağlayarak geniş sıcaklık aralığında kararlı kalır. Örneğin Tulco firması, PAO/PAG baz stoklu yüksek viskozite indeksli yağların 200°C üzeri sıcaklıklarda bile stabil kaldığını ve 100°C’de 10.000 saate kadar hizmet ömrü sunabildiğini belirtmektedir. Sentetik bazlar aynı zamanda düşük buharlaşma (düşük kayıp) ve kimyasal bozulmaya dirençlidir, bu da yüksek sıcaklıklarda yağlama filminin korunmasına olanak tanır. Sentetik ester ve silikon bazlı grearlar ise 300°C’nin üstü sıcaklıklarda bile dayanım gösterebilir.
Aşırı Basınç (EP) Katkıları: Ağır sanayideki dişli kutuları, hidrolik pompalar ve yataklar genellikle aşırı yük altındadır. Bu yüzden çok yüksek basınca dayanıklı EP katkıları şarttır. Sülfürlü ve klorlu EP katkıları, metal yüzeylere kimyasal reaksiyon vererek koruyucu film oluşturur. Örneğin interstisyel koşullarda metal yüzeyine tepki vererek demir sülfür/klorür gibi koruyucu tabakalar bırakırlar. EP katkılı yağlar, şok yüklenmeler ve dur-kalklı ağır yük şartlarında dişlileri aşınmadan korur. Tulco’nun analizlerine göre bu katkılar sayesinde yağlar, yüksek yük altında enerji tüketimini azaltacak üstün sürtünme özellikleri sunar.
Özel Katkılar ve Tatlı Su-Çözeltiler: Çelik fırınları gibi yangın riski olan sistemler için genelde “yangına dayanıklı” (fire-resistant) hidrolik yağlar veya su/glikol veya su/poliol ester emülsiyonları kullanılır. Bu tür yağlar, basınç altında bile parlayıcı olmayan bileşenler içerir. Basınçlı çalışma sistemlerinde ise solvent taşıyıcılar veya yüksek oksidasyon stabilitesi sağlayan ek katkılar gerekebilir. Örneğin CONDAT firması, haddeleme silindirlerinin yüksek ısıl yük ve ağır basınç nedeniyle sık sık yağlanmasını vurgulamış; aşırı yıkama ve ağır yük koşullarına dayanıklı greslerin kullanılmasını önermiştir.
Çevresel ve Dayanım Özellikleri: Ağır sanayi yağları, sadece termal ve mekanik değil, aynı zamanda kimyasal korozyon ve yıkayıcı akış gibi etkenlere de dirençlidir. Örneğin yüksek sıcaklığa maruz kalan rulman yataklarına uygulanan greste kil/çoğaltıcı takviyeler veya alüminyum kompleks yağ asitleri tercih edilir. Böylece gres suya ve atık yağ akışına karşı stabil kalır. Ayrıca bazı madencilik uygulamaları su ile temas edebileceğinden, çevresel regülasyonlara uygun biyodegradasyon özelliğine sahip sentetik ester yağlar kullanılabilir.
Uygulama Örnekleri
- Çelik Fabrikası Fırın Hidroliği: Reheating (tavlama) fırını kapılarında güvenlik için yangına dayanıklı fosfat ester hidroliği. Hidrolik sistem, yüksek sıcaklığa rağmen parlamaz, sıvı sızıntısında çevre güvenli kalır.
- Haddehane Silindir Yağı: Silindir yatağı gresleri, sürekli 200–250°C sıcaklıkta kalabilecek sentetik poliürea greşlerdir. Bu greşler, yüksek termal kararlılık ve aşınmaya dirençli katkılar içerir. CONDAT’a göre silindir yatakları yüksek sıcaklıkta yağlama kaybına uğramamalıdır.
- Madencilik Redüktörü (Dişli Kutusu): Madencilik kamyonlarında kullanılan büyük dişliler için ISO VG 220–460 sentetik dişli yağları (PAO/PAG) tercih edilir. Bu yağlar aşırı yüklerde EP katkılı ve yüksek yük taşıyıcı özelliktedir. Tulco’ya göre bu sentetik yağlar 200°C üzerinde kararlı kalabilir ve uzun servis ömrü (10.000 saat) sunar.
- Türbin ve Kompresör Yağı: Enerji santrallerinde kullanılan bujeksiyonlu kompresör ve türbin yatak yağları, yüksek vakum ve ısıda çalışan poliol ester veya PAO bazlı sentetik yağlardır. Titanyum güveçlere kadar uzun ömürlü çalışmalı, oksidasyona karşı özel inhibitörler içermelidir. Örneğin bir gaz türbinine ait yağ, 93°C’de 12 ay, 120°C’de 3 ay dayanacak şekilde formüle edilebilir.
Bu örnekler, ağır sanayi yağlarının seçiminin dayanması gereken aşırı termal ve mekanik gereksinimleri vurgular. Uygulama alanında oluşan ortam sıcaklığı ve yük tipi ne kadar yüksekse, daha gelişmiş sentetik formülasyonlar ve güçlü katkılar gerekir.
Sonuç
Yüksek sıcaklık ve basınçlı endüstriyel uygulamalarda kullanılacak yağların formülasyonu, gelişmiş kimya ve katkı teknolojisi gerektirir. Çelik makineleri, madencilik ekipmanı ve enerji üretim üniteleri için özel geliştirilen sentetik baz yağlar ve EP katkıları, işlem güvenliğini ve ekipman ömrünü uzatır. Ayrıca çevresel güvenlik gereklilikleri doğrultusunda yangına dayanıklılık ve biyolojik parçalanabilirlik gibi özellikler de göz önüne alınır. AR-GE çalışmaları sayesinde bu yağlar sürekli iyileştirilmekte, daha yüksek performans ve güvenilirlik sunmaktadır. Bu sayede ağır sanayi tesislerinde yağlama kaynaklı arızalar en aza indirilir ve bakım aralıkları uzatılır.
Kaynaklar
- Tulco Lubricants, Mining & Heavy Construction Gear Box Lubricantstulco.comtulco.com
- CONDAT Lubricants, Lubricants for Hot Rollingcondat-lubricants.comcondat-lubricants.com
- Machinery Lubrication, The Role of Extreme Pressure Additives in Gear Oilmachinerylubrication.com
- Amsoil, Difference Between API GL-4 and GL-5 Gear Oilblog.amsoil.com
