Madencilikte Hidrolik Sistem Bakımı ve Filtrasyon Stratejisi
Ağır çevre şartlarında çalışan maden makinelerinde hidrolik arızalarının %80'i yağ kirliliğinden kaynaklanır. Doğru filtrasyon ve kestirimci bakım stratejileriyle duruşları önleyin.
Madencilik Ortamında Yağ Kirliliği ve ISO 4406 Standartları
Açık ocak ve yeraltı maden işletmelerinde çalışan ekskavatör, yükleyici ve delici gibi iş makineleri, yüksek konsantrasyonda kuvars ve silis bazlı toz parçacıklarına maruz kalır. Hidrolik sistemlere sızan bu katı parçacık kirliliği (solid particulate contamination), bileşen yüzeylerinde üç gövdeli aşınmaya (three-body abrasive wear) neden olur. 250 bar ve üzeri basınçta çalışan ekskavatör hidrolik pompalarının iç bileşenleri arasındaki çalışma boşluğu (clearance) genellikle 1 ila 5 mikron ($\mu m$) arasındadır. Pompa ve valf toleranslarından daha büyük sert parçacıklar, metalik yüzeyleri çizerek erosif aşınmayı hızlandırır.
Yağ temizliği ISO 4406:2021 standardına göre 4 $\mu m(c)$, 6 $\mu m(c)$ ve 14 $\mu m(c)$ üzeri parçacık adetleri sayılarak değerlendirilir. Madencilik sahalarındaki yüksek basınçlı ekskavatör ve kırıcı hidrolik sistemlerinde hedeflenmesi gereken kod seviyeleri ile genel endüstriyel beklentiler aşağıdaki gibidir:
- Oransal ve Servo Valfli Hassas Hidrolik Sistemler: ISO 15/13/10
- Yüksek Basınçlı Pistonlu Pompalı Yürüyen Ekipmanlar: ISO 16/14/11
- Orta Basınçlı Genel Maden Makineleri: ISO 18/16/13
Tozlu Sahalarda Çok Kademeli Filtrasyon Stratejisi
Sadece dönüş hattı filtresine güvenmek, tozlu maden ortamında hidrolik sistem ömrünü uzatmak için yeterli değildir. Tank içi hava sirkülasyonu sırasında silindir keçelerinden ve havalandırma kapağından giren kirliliği kesmek ana hedeftir. Nem alıcı silika jel barındıran havalandırma filtreleri (desiccant breather filters), depoya giren havadaki nemi ve 1 mikron üzerindeki katı parçacıkları tutar. Yüksek toz konsantrasyonu olan konkasör ve kırma-eleme tesislerinin hidrolik depolarında, tankın hafif pozitif basınçta (0.2 - 0.3 bar) tutulduğu aşırı basınçlandırma sistemleri tercih edilmelidir.
Ana sistem filtrelerinde tutuculuk verimi, ISO 16889 standardına göre tanımlanan Beta Oranı (Beta Ratio - $\beta_x(c)$) ile ölçülür. Madencilik kritik ekipmanlarında $\beta_{x(c)} \ge 1000$ (%%99.9 verimlilik) değerine sahip sentetik cam elyaf (micro-glass) filtre elemanları kullanılmalıdır. Selüloz esaslı filtreler yüksek basınç dalgalanmalarında parçacık salımı (particle unloading) yaptığı için önerilmez.
| Filtre Konumu | Medya Tipi | Hedef Mikron [\mu m(c)] | Önerilen Beta Oranı |
|---|---|---|---|
| Havalandırma (Breather) | Silika Jel + Cam Elyaf | 1 - 3 | \beta_3(c) \ge 200 |
| Basınç Hattı (Pressure) | Sentetik Cam Elyaf | 3 - 5 | \beta_5(c) \ge 1000 |
| Dönüş Hattı (Return) | Sentetik Cam Elyaf | 10 - 15 | \beta_{10}(c) \ge 1000 |
| Çevrim Dışı (Offline) | Derinlik Tipi Mikrofiber | 1 - 3 | \beta_3(c) \ge 1000 |
Yürüyen Ekipmanlarda Doğru Numune Alma Teknikleri
Mobil maden makinelerinden (ekskavatör, loder, kaya kamyonu) alınan yağ numunelerinin doğruluğu, doğru noktanın seçilmesine bağlıdır. Yağ haznesinin altındaki karter tahliye tapasından (drain plug) alınan numuneler, dipte çökmüş olan ağır tortuyu topladığı için sistemdeki gerçek sirkülasyon yağını temsil etmez. Aynı şekilde, durağan halde bekleyen makineden numune alınmamalıdır.
Numune alma işlemi, ekipman çalışma sıcaklığındayken (65°C - 80°C) ve sistem çalışır durumdayken, basınç hattına veya dönüş hattı öncesine yerleştirilmiş canlı numune vanası (minimess valve) üzerinden gerçekleştirilmelidir. Numune almadan önce, hat içinde birikmiş olan ölü hacim yağı (dead volume) en az 100-200 ml kadar dışarı akıtılmalı (flushing yapılmalı), ardından ISO 3722 sertifikalı ultra-temiz numune şişelerine dolum yapılmalıdır. Vakum pompası ile numune alma çubuğu (thief tube) kullanılarak tank ortasından çekim yapılması yalnızca vana bulunmayan sistemlerde ikincil alternatif olmalıdır.
Laboratuvar Yağ Analizi Parametreleri ve Aşınma Göstergeleri
Kestirimci bakım stratejisinde toplanan numuneler düzenli olarak akredite bir laboratuvarda analiz edilmelidir. Madencilik hidrolik sistemlerinde DIN 51524 standardına uygun HLP veya HVLP sınıfı aşınma önleyici hidrolik yağlar tercih edilir. Yağ analiz raporlarında takip edilmesi gereken temel test yöntemleri şunlardır:
1. Spektrometrik Element Analizi (ICP-OES / ASTM D5185): Aşınma metallerinin (Fe, Cu, Cr, Al, Pb) ve dış kirlilik göstergesi olan Silisyum (Si) ile Sodyum (Na) miktarının ppm bazında tespiti. Silisyum artışı, emiş veya havalandırma kanallarından toz girdiğinin en net kanıtıdır.
2. Su Miktarı Tayini (Karl Fischer / ASTM D6304): Serbest, emülsifiye ve çözünmüş suyun ppm mertebesinde tespiti. Hidrolik yağlarda su limit değeri maksimum 200 ppm (%%0.02) olmalıdır. Su varlığı, yağdaki katıkların hidrojenasyonuna ve kavitasyona yol açar.
3. Lazerle Parçacık Sayımı (Particle Counting / ISO 11171 / ASTM D7647): Yağdaki katı kirlilik dağılımının ISO 4406 kodlarına dönüştürülmesi.
4. Toplam Asit Numarası (TAN / ASTM D664): Yağın oksidasyon seviyesini ve katık tükenmesini gösterir. Başlangıç TAN değerine göre 1.5 - 2.0 mg KOH/g artış, yağın değişim aşamasına geldiğini doğrular.
Sistem Yıkama (Flushing) Operasyonları ve Sentech Yaklaşımı
Pompa arızası, ana bileşen kırılması veya ağır su/toz kontaminasyonu vakalarında sadece yağ değişimi yapmak yeterli değildir. Yeni eklenen taze yağ, boru hatlarında ve silindir diplerinde kalan kirlilik nedeniyle hızla bozulacaktır. Bu gibi durumlarda, türbülanslı akış (turbulent flow) koşullarında sistem yıkama (flushing) işlemi uygulanmalıdır.
Flushing esnasında boru çapına ve yağın çalışma viskozitesine bağlı olarak Reynolds Sayısı ($Re$) hesabı yapılır. Akışın türbülanslı olması için $Re > 4000$ şartı sağlanmalıdır. Akış hızı yüksek tutularak cidarlara yapışmış parçacıklar koparılır ve yüksek kapasiteli harici filtrasyon ünitelerinden geçirilir. Sentech Mühendislik, sahada gerçekleştirdiği yüksek debili flushing ve vakum dehidrasyon (water removal) hizmetleri ile maden tesislerinin duruş sürelerini minimize eder. Madencilik sahalarına özel sunduğumuz entegre saha ve analiz çözümlerimizi incelemek için [Madencilik çözümleri](/cozumler/madencilik) sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.
Sıkça Sorulan Sorular
Yürüyen maden ekipmanlarında hidrolik yağ numune alma sıklığı ne olmalıdır?
Ağır çalışma şartlarına sahip açık ocak makinelerinde her 250 ila 500 çalışma saatinde bir veya en geç ayda bir numune alınmalıdır. Ekipmanda beklenmeyen sıcaklık yükselmesi veya ses değişimi yaşandığında periyot beklenmeden derhal numune çekilmelidir.
Nem alıcı havalandırma (desiccant breather) filtrelerinin değişim zamanı nasıl anlaşılır?
Filtre içerisindeki silika jel tanecikleri nem emdikçe renk değiştirir (genellikle maviden pembeye veya sarıdan yeşile). Jel hacminin %75'i renk değiştirdiğinde veya filtre üzerindeki vakum göstergesi kirlilik uyarısı verdiğinde filtre elemanı derhal yenilenmelidir.
Karl Fischer su analizi sonucunda yağda 600 ppm su tespit edilirse ne yapılmalıdır?
600 ppm su, hidrolik yağın çözünürlük limitinin üzerindedir ve serbest su oluşumuna işaret eder. Standart filtreler suyu tutamaz. Bu durumda sisteme mobil vakum dehidrasyon ünitesi bağlanarak su seviyesi 100 ppm altına düşürülmeli, ardından su giriş kaynağı (keçe, soğutucu vb.) denetlenmelidir.
Hidrolik sistem flushing işleminde Reynolds sayısı neden önemlidir?
Laminar akışta ($Re < 2300$) yağ boru ortasında hızlı akarken cidar bölgelerinde durağandır ve yapışan parçacıkları sökemez. Reynolds sayısının 4000'i aşmasıyla oluşan türbülanslı akış, boru iç yüzeyindeki birikintileri mekanik olarak sökerek filtreye taşır.
Numunenizi değerlendirelim
Yağ analizi talebiniz için test paketini, numune alma kitini ve fiyatlandırmayı sizinle paylaşalım.
Analiz talebi oluştur