III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ ve SERGİSİ

tmmob
makina mühendisleri odası
III. ULUSAL
HİDROLİK PNÖMATİK
KONGRESİ ve SERGİSİ
BİLDİRİLER
KİTABI
İİ
mmo yayın no : E/2003/342-1
İZMİR
ARALIK 2003
i
t
tmmob
makina mühendisleri odası
Sümer Sok. No: 36/1-A Demirtepe, 06440 - ANKARA
Tel: (0 312) 231 31 59 - 231 31 64 - 231 80 23 - 231 80 98
Faks: (0 312) 231 3165
ODA YAYIN NO: E/2003/342-1
ISBN 975 - 395 - 658 - 4
BU YAPITIN YAYIN HAKKI MMO' NA AİTTİR.
KAPAK TASARIMI: Ürün Tanıtım - İZMİR Tel / Faks : (0232) 441 02 53
DİZGİ : TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI İZMİR ŞUBESİ
Atatürk Cad. No:422 / 5 35220 Alsancak / İZMİR
Tel: (0232) 463 41 98 Pbx
Faks : (0232) 422 60 39
BASKI: ALTINDAĞ MATBAACILIK - İZMİR Tel: (0232) 457 58 33
III. HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ PROGRAM BİLDİRİLERİ /PNÖ - 24
MMO, bu makaledeki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan
sonuçlardan ve basım hatalarından sorumlu değildir.
Pnömatik Sistemlerde Basınçlı Havanın
Hazırlanması
Enver ÇATAK
FESTO A.Ş.
MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI
BİLDİRİ
. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
Vakum
Tüketici
itici
Egzast
Havası
Atmosfer
havası
290
î
Va kum
Tankı
Basınçlı hava
kullanıcısı
Basınçlı hava
tankı
Basınçtı hava
haiırtanmasii
hara
Tahliye
Havası
t
- ^
Vakum
Hazırlanması
Basınçlı hava
dağıtırını
Vakum
Dağıtımı
Enerji
Şekil 1.
Basınçlı havanın hazırlanması ve dağıtımı aşamaları enerji kayıplarının kaynağı olabilir ve üzerinde
önemle durulması gerekmektedir.
Dağıtım şebekesi, kısmi olarak yanlış tasarlandığı ve/veya bakımının iyi yapılmadığı durumlarda
büyük masraflara yol açabilir. Aşağıdaki etkenler de kayıplar için önemli rol oynamaktadır.
Dağıtım şebekesinin durumu:Küçük kaçaklar çoğu zaman fazladan masraf demektir.
Şebekenin boyutları: Yetersiz kesitler büyük basınç düşüşlerine yol açar.
Tüketim karakteristiği aralığı: Basınçlı hava sisteminin yeni ihtiyaçları da karşılayabilecek şekilde
modifiye edilebilir olması gerekir.
Yoğunlaşmış suyun boşaltılması işlemi ise artık terkedilmiş olup, ince işçilik ve zahmet gerektirir.
Basınçtaki 1 barlık düşüş % 6-10 fazla enerji kaybına yol açar. İyi bir şebeke %10'dan fazla kaçağa
sahip olmamalıdır. Ancak pratikte %20-25'l bulan kaçaklar oldukça yaygındır.
Basınçlı hava %78 azot, %21 Oksijen ve %1 diğer gazları(temelde argon) içeren atmosfer havasıdır.
Atmosfer havasının basıncı jeolojik konuma göre değişir. Aşağıdaki temel değerler, en çok kullanılan
ve havanın sıcaklık ve basıncı için referans kabul edilen değerleridir.
Po = 1, 013 bar ve to = 20 eC veya Po =1,013 bar ve to = 0 9C
Basınç ve Basınç birimleri:
"Basınç" kavramı genelde A yüzeyine etki eden F kuvveti olarak bilinir ve şu eşitlik ile ifade edilir;
Hava içeren gazlar; genişleyerek, mevcut boşluğu üniform olarak doldurabilme özelliğine sahiptirler.
Bu kapalı bir kap olabilir. Bu durumda; moleküler kap çeperlerine kısa sürelide olsa bir kuvvet uygular.
Bu kuvvetlerin toplamı da kap içindeki gazın, kap çeperine yaptığı basınçtır. Sabit sıcaklıkta; bu
basınç, birim hacimdeki molekül sayısı ile orantılıdır.
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
291
Birkaç farklı tipte basınçtan söz edilebilir:
•
•
•
•
Atmosferik Basınç
Mutlak Basınç
Diferansiyel Basınç
Atmosfer Üzeri Basınç
• Atmosfer Altı Basınç
• Akış Basıncı
• Geri Basınç
(barometrik hava basıncı)
( mutlak vakum değeri "0" olarak kabul edildiği zaman)
(iki mutlak basınç arasındaki farkı gösteren basınç)
(atmosferik basınç değeri "0" olarak alındığında A. B.
değerinin üzerindeki basınç)
(atmosferik basınç değeri "0" olarak alındığında A. B. değerinin altındaki basınç)
( hava tüketimi sırasındaki basınç)
(hava tüketilmediği durumda basınçlı hava hattındaki basınç değeri)
Bu basınçlar aşağıda şematik olarak gösterilmiştir:
Şekil 2.
1978 yılında uluslararası standartlar, Paskal'ı(Pa) basınç ölçü birimi olarak benimsemiştir.
1 Pa
= 1 N / m2
10 5 pa =0, 1 Mpa
= 1 kg / ms2
= 1 Bar
Basınçlı hava sistemlerinde, hava farklı tiplerde kompresörlerde üretilir. Bunlar şu şekilde ayrılabilir:
•
•
Dönel Kompresörler (Vidalı, Paletli, Su halkalı, Roots Tipi)
Pistonlu Kompresörler (Dalma Pistonlu, Çapraz pistonlu, Serbest Pistonlu, Çift Yönlü, Diyaframlı
Tip)
• Turbo Kompresörler (Radyal, Eksenel tip)
Tek ve çift kademeli yağlı tip pistonlu kompresörler ve tek kademeli yağlı tip vidalı kompresörler
özellikle düşük basınçların (6-15 bar) elde edilmesinde kullanılır.
Nem
Kuru hava ve su buharının karışımı nemli havayı oluşturur. Havanın nem tutabilmek için belli bir sınırı
vardır. Bu sınır barometrik basınca ve hava sıcaklığına bağlıdır. Eğer, cam üzerindeki hava soğursa;
su buharı, cam üstünde yoğunlaşır. Yoğunlaşma olayı çok eski zamanlarda beri bilinmekte olup
ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
292
"sarnıçlarda kullanılmıştır. Bunlar büyük ve kubbeli taş yapılar olup geceleri, soğukta havanın suyunu
yoğunlaştırma işleminde kullanılırlardı. Yoğunlaşmanın başladığı nokta ise "çiy noktası" ve "basınç çiy
noktası" olarak adlandırılır.
Çiy Noktası
Çiy noktası; sıcaklık skalasında havanın su buharına doyduğu noktadır. Diğer bir deyişle, nem
%1OO'dür. Sıcaklık bu değerin altına düşmeye başladığı zaman yoğunlaşma görülür. Donma
sıcaklığının altında ise buz oluşur. Bu olayın, akış karakterinde ve pnömatik devre elemanları üzerinde
önemli etkisi vardır. Çiy noktası düştükçe, havanın tutabileceği su miktarı azalır. Çiy noktası; "bağıl
nem", sıcaklık, ve basınç değişkenleri ile tanımlanır:
•
•
Sıcaklık arttıkça, daha çok su tutulur.
Basınç arttıkça, daha az su tutulabilir.
Basınç Çiy Noktası
Basınç çiy noktası, farklı hava kurutucularının karşılaştırılmasının daha kolay yapılabilmesi için
kullanılır. Bu sıcaklık; uygun işletme basıncına uygulanacak çiy noktası sıcaklığıdır. Eğer basınç,
atmosfer basıncına bırakılırsa hava genişler. Bu nedenle sabit sıcaklıkta, atmosfer basıncındaki
havanın çiy noktası, basınç çiy noktasından daha düşüktür. Örneğin havanın basınç çiy noktası +5°C
ise çevre sıcaklığı bu değerin üzerinde olduğu sürece su yoğunlaşamayacaktır. Yoğunlaşma ancak
sıcaklık +5°C'nin altında olduğu zaman gerçekleşecektir.
Nem
Bağıl nem Wreı; havanın gerçek nemi ve mümkün olan en yüksek nem (doyma) arasındaki ilişkiyi
gösterir.
Wreı=[Mutlak Nem (f) / Doyma Miktarı (f max ) ] x 100 (%)
Önemli Not.Mutlak nem sabit kalsa bile sıcaklık değişimleri bağıl nem'de değişikliklere yol açar.
En Yüksek Nem (f max ) (g/m3)
Belli bir sıcaklıkta 1 m3 havanın tutabileceği maksimum su miktarıdır (doyma miktarı).
3
Mutlak Nem (f) (g/m )
1 m3 hava içerisindeki gerçek su miktarıdır
Kuru hava istenmesine rağmen pratikte hava çok nadir tamamen kuru olarak bulunur. Normalde bağıl
kuru hava yetersizdir. Çiy noktası sıcaklığı ölçüdür. Uluslararası kalite standartları basınçlı hava için 6
farklı nem nitelik grubu belirlemiştir. Örneğin, sınıf 3; takım tezgahları, tekstil makineleri ve paketleme
donanımları için kullanılır.
Sıkıştırma İşleminden Sonra Ne Kadar Nem Su Buharı Olarak Kalır?
Eğer; örnek olarak; 7 m3 hava sabit sıcaklıkta ve 6 bar basınçta 1 m3'e indirilirse 6 birim su buharı
fazla gelir ve yoğunlaşır. 1 m3 basınçlı hava, 1 m3 atmosfer havasından fazla su tutamaz. Nem miktarı
sıcaklık ve basınca bağlıdır. Nemin en yüksek miktarı aşağıdaki şekil'den bulunabilir. Sıkıştırma
süresince hava soğutulursa, havanın su tutma kapasitesi azalır ve su yoğunlaşır. Kalan nem de bütün
iş elemanlarına ulaşır. Bu sebepten dolayı da bu elemanların basınç taraflarına su tutucular
yerleştirilmelidir. Bunlar çevrim tipi filtreler olabilir. Bu tip filtrelerde; hava, engellere çarparak
döndürülür ve soğutulur. Santrifüj etkisi ve soğuma da yoğunlaşmayı sağlar.
. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
293
Şekil 3.
Hava sıcaklığının düşürülmesi için bir örnek verilecek olursa;
•
•
•
6 bar ve 40 °C'deki 1 m3 hava 7 gram su tutabilir.
Sıcaklık 10 °C'ye düşürülürse yalnızca 1, 3 gram su tutabilir.
Sonuçta 7-1, 3=5, 7 gram su yoğunlaştırılmış olur.
Basınçlı Havanın Hazırlanması
Basınçlı havanın hazırlanması, basınçlandırılmış havayı tüketen araçlara, kompresörler tarafından
sağlanan havanın bu araçların kullanımına uygun hale getirilmesini gerektirir. Hazırlama; kaba
filtreleme (süzme), kurutma ve hassas filtreleme olarak üç aşamaya ayrılabilir, ilk filtreleme işlemi
sıkıştırmadan hemen sonra uygulanır. Şekil 4. pnömatik bir sistemin temel yapısını göstermektedir.
^
V
M
PEV
LF
IDF
QH
WA
Büyük sistemler
için
Proje planlaması
için ayrılma
noktası
QH
1-2 derecelik eğim
K
LF
LOE
LDF
LR
M
Me
PEV
QH
V
WA
Şekil 4. Pnömatik bir sistemin temel yapısı
Yoğunlaşma
Filtreleme
Yağ püskürtücü
Kurutucu
Basınç düşürme valfi
Motor
Ölçme aracı
(Manometre)
Basınç anahtarı
Kapama valfi
Kompresör
Su ayırıcı
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
294
Basınçlı hava hazırlamanın temel prensiplerinden biri "Gerektiği kadar çok, mümkün olduğunca
az"û\\. Basınçlı hava gerektiği kadar temiz olmalı ancak temizleyici içermemelidir. Aşağıdaki noktalar
da göz önünde bulundurulmalıdır:
•
•
•
•
•
Aynı anda farklı kalite seviyelerinde hava isteniyorsa; bu durumda en hassas ihtiyaca göre
hava hazırlanmalıdır. Ekonomik olarak da araç için gerekli olan havadan "daha iyisini"
hazırlamak daha uygundur ( hassas filtreleme).
Farklı basınçlarda hava isteniyorsa bütün sistemi yüksek basınç altında çalıştırmak yerine bir
basınç yükseltici kullanılmalıdır.
Kompresöre çekilen hava kuru, serin ve tozdan arındırılmış olmalıdır. Sıcak ve nemli havanın
kullanımı, sıkıştırma esnasında büyük yoğunlaşmaya sebep olacaktır.
Sistem içinde büyük basınç salınımları oluyorsa, servis biriminin basınç hattına bir tank
yerleştirilmelidir.
Yoğuşmuş suyun biriktiği ve boşaltıldığı hatlar şebekenin en alçak yerine konumlandırılmalıdır.
Basınçlı havanın şartlandırılması yalnızca üretimin bir parçası olarak görülmemelidir. Sağlık açısından
da havanın şartlandırılması gerekir. Çünkü yağlı hava hem işyerindeki çalışanlar hem de çevre için
zararlıdır
Basınçlı Havanın Niteliği
Basınçlı havayı enerji taşıyıcı olarak kullanabilmek için öncelikle atmosfer havasından alınıp, ilk
hacminin belirli bir kesrine sıkıştırılması gerekir
Havanın basınçlandırılması sorunsuz değildir. Havadan gelen toz, is, kurum, pislikler, yanmamış
hidrokarbonlar ve tabii ki su buharı da sıkıştırılacaktır. Bunlar kompresör içerisinde aşınmış
malzemeler, karbonlu yağ ve aerosoller ile birleşir. Bu nedenle atmosfer havasını 8 bar'a sıkıştırmak
kirlilik yoğunluğunu 9 kat artırır. Ayrıca valf ve fittings elemanlarının montajı esnasında sistemde
kalmış olabilecek kaynak kalıntıları, sinter, pas ve boru şebekesinden kaynaklanan kalıntılar ve
parçalar da kirlilik yaratır. Şekil 5 basınçlı hava içerisinde kalabilecek parçacıklar ve boyutları hakkında
genel bir bilgi verebilir. Şehir havası, 1 m3 hacimde; %80'i 5 u'dan küçük olmak üzere; 140 milyon
parçacık içerir. Solunum havası için ise en büyük parçacık 0. 01 u olmalıdır.
0.01
1.0
5
10
40
100
1000
Şekil 5. Hava içerisinde kirlilik Yaratan parçacıkların tipi ve Boyutları (1 p,m=0, 001 mm)
w
I. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
295
Görüldüğü gibi "çiğ halde" hava temiz değildir. Kirliliğe yol açan parçacıklar basınçlı hava hattında ve
pnömatik araçlarda hasara yol açabilir. Ayrıca bu parçacıklar birbirleri ile çift taraflı ilişki içindedirler.
Toz parçacıkları su veya yağ ile birleşerek daha büyük parçacıklar oluştururlar. Su ve yağ birleşerek
bir emülsiyon da meydana getirebilirler.
Farklı tiplerde araçlar için farklı nitelik sınıfları oluşturulmuştur. Aşağıdaki tablo her tip kirletici parçacık
için gerekli olan basınçlı hava niteliğini gösterir. Bu sınıflar DİN ISO 8573-1 'ce belirlenmiştir.
Tablo 1.
Uygulama
Asılı Kalan Suyun Çiy
Maksimum
Filtre
Parçacık
Noktası
Yağ Miktarı
Derecesi
um
0°C
mg/m 3
Maden işi
40
-
Temizlenil?
40
+10
25
5
40 um
40 um
40 ıı m
Kaynak Makineleri
40
+ 10
25
Takını Tezgahları
40
+3
25
40 um
Basınçlı Hava Silindirleri
40
+3
25
40 ].ını
Basınçlı Hjva Vaİtleri
40 veya 50
Paketleme Alanları
40
+3
1
5 u m - 1 (.im
Hassas Basınç Regülatörü
5
+3
1
5 u m - 1 |.ım
5 f i m - 1 um
+3
40 veya 50 um
Ölçüm Havası
1
+3
1
Ambar Havası
1
-20
1
5 u m - 1 nnı
Sprey Boya Havası
1
+3
0.1
5 .um- 1 um
0.1
5 u m - 1 um
Sensörler
1
Solunum Havası
0.01
-20 veya-40
-
-
- 0 . 01 um
Bu düzenleme basınçlı hava niteliğini 7 sınıfa ayırmaktadır (Tablo 2).
Tablo 2. ISO 554 gereğince normal koşullarda birim m3 havanın özellikleri
Sınıf
En büyük parça- Parçacık yoğunluğu Basınç Çiy
cık boyutu um
mg/m 3
Noktası °C
Kalıntı yağ
mg/m3
0.1
-70
0.01
1
1
-40
0.1
5
5
-20
1.0
4
15
8
+5'
5
5
40
10
+7
25
1
0.1
2
z>
J
6
7
+ 10
-
-
tanımsız
-
Kurutma Metotları
Hava; sıkıştırma işlemi süresince ısınır, sıkıştırma bittikten hemen sonra da soğumaya başlar. Bunun
sebebi; kompresörün, basıncı Pi'den P2'ye çıkarabilmek için enerji vermesidir. Böylece sıcaklık da
T!'den T2'ye yükselir
Hava daima bir miktar su buharı içerir. Ancak hava; "doyma seviyesi"ne kadar sınırlı miktarda su
tutabilir. Su; hava tüketen elemanlara ulaşmadan önce mümkün mertebe çok suyun yoğunlaştırılması
istenir. Hava yağlı ise basınçlı bir hava/yağ karışımı oluşur. Bu yağ; basınçlı havadan bir yağ tutucu ile
ayrılmalı ve yeniden soğutulmalıdır.
I. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
296
Pnömatik kontrol ve iş elemanlarının birer "su hidroliği" aracı haline gelmeden önce havanın
kurutulması gerekir. Kurutma; basınçlı hava hazırlanmasının en önemli safhasıdır. Havanın iyi
hazırlanmış olması pnömatik araçları ve hatları korozyondan korur. Çiy noktası sıcaklığı havanın
kurutulmasında bir ölçüdür
Basınçlı havanın sıcaklığı yükseldikçe tutabileceği su miktarı artar (doyma miktarı). Aşağıdaki tabloda
sıcaklık ve su buharı miktarı ilişkisi verilmiştir.
Tablo 3.
Sı*, aklık
|"|.J
-ki
M
..1
i'j
15
7.4
127 17.1
2(j
luı.
•;n
Vıoksıınum
ILI bııh.jrı (R/ıIı'I
0.9
2.2
b. '6
;
;o. ı 8 2 , :>
472 5SS
Hava Nasıl Kurutulur?
Havanın kurutulması için birçok yöntem vardır. Şekil 6'da bunlar şematik olarak göstermektedir.
Kanıtın,! ,Wk>'1ları
Yoç;usUif nı.ı
1
SoRUtarak
kurutma
1
Isıtılmamış
I
üzvon
ı
A^ in
sıkıştırma
1
Isıtılmış Kurutma Maddesi
I
AıJ--,or|i'-.Jv<'iıUı Kurutııaı
'.Kütı ki-irutrna ıınddcs t
I
Adsorpsiyo ı
Uı Kurutucu
1
1
1
havasının Isıtılması
Sıvı Kurutma
maddesi
I
Viombrnnlı
Kurutucu
I
Çözünebilir Kuıı tma maddesi
Şekil 6. Hava Kurutma Yöntemleri
Çoğu durumda soğutarak kurutma yeterlidir. Basınçlı hava bir soğutma maddesi ile soğutulur ve su
buharı yoğunlaşır. Basınç çiy noktası +1. 5 °C civarındadır. İşletme sıcaklığı +3 °C altına düşmediği
sürece basınçlı hava şebekesinde su görülmez. Soğutarak kurutma basınçlı hava üretiminin
maliyetinin %3'üne denk gelir. Bunun için, soğutma maddesinin hızının kontrol edilebildiği
kompresörler kullanılmaktadır. Böylece soğutulacak havaya uygun miktarda madde yollanır.
Diğer bir kurutma yöntemi de aşırı sıkıştırmadır (yüksek basınçta sıkıştırma). Bu yöntemde hava
gerekli olandan çok daha büyük basınçta sıkıştırılır, ve yoğuşuncaya kadar soğutulur. Hava daha
sonra normal basıncına kadar genişletilir. Bu yöntemde - 60°C basınç çiy noktası sıcaklığına
ulaşılabilir ancak bu yöntem oldukça pahalıdır.
Çevre sıcaklığı ya da uygulamalar - 70°C gibi basınç çiy noktalarını gerektiriyorsa adsorpsiyon ve
membranlı tip kurutucular kullanılır. Bu durumda hava hazırlanması tüm maliyetin %20'sini
oluşturabilir.
Absorpsiyonlu kurutucuda ise; su buharı, bir madde tarafından kimyasal olarak absorbe edilir, ve bu
madde kurutma süresince çözülür. Kimyasal madde NaCI bazlı tuz olup, kurutucunun yapısı oldukça
basittir. Ancak işlem sırasında kimyasal madde tüketimi olur. 1 kg tuz yaklaşık 13 kg suyu
yoğunlaştırır. Bu da tuzun düzenli olarak yenilenmesini gerektiği anlamına gelir. Ulaşılabilecek en
düşük basınç çiy noktası sıcaklığı -15 °C'dir. Diğer kurutma maddeleri gliserin, sülfürik asit, suyu
alınmış kireç ve süperasidik magnezyum tuzu içerirler. İşletme maliyetleri yüksektir, bu da
uygulamanın pratikte oldukça sınırlı olması demektir.
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
297
Membranlı kurutucular ise buharlaşmaya izin verecek yapıda içi boş liflerden oluşurlar. Kurutulmuş
hava bu liflerin etrafında akar. Kurutma olayı; ters yönde akış ve lifler içindeki nemli havanın kısmi
basınç farkı sayesinde gerçekleşir. Sistem; membranın her iki tarafındaki buhar yoğunluğu eşit olunca
dengeye ulaşır.
Filtreleme:
ilk hava filtreleri yüzyılı aşkın bir süre önce yapılmıştır ve filtreleme ortamı olarak dokuma
kullanılmıştır. Filtreler o zamandan beri büyük değişikliğe uğramış ve gelişmişlerdir.
Doğru filtrenin seçimi basınçlı havanın kalitesinde önemli bir etkiye sahiptir.
Yüksek kalitede basınçlı hava birkaç filtreleme safhası gerektirir. Yalnızca hassas bir filtrenin
kullanılması çözüm değildir.
Filtreler şu şekilde sınıflandırılabilir:
Filtreler. 40 um 'dan büyük( ya da filtre kartuşu seçimine göre 5 um ) parçacıkları tutar.
-
Hassas Filtreler: 0. 1 um 'den büyük parçacıkları tutar
Mikrofiltreler : 0. 01 um'den büyük parçacıkları tutar. Ancak hava daha önce 5 um'lik bir
filtreden geçirilmiş olmalıdır
Aktif Karbon Mikrofiltreler : 0. 003 um'den büyük parçacıkları (aromatik veya koku yapan
maddeler gibi) tutar. Bu tip filtreler "altmikrofiltre" olarak da adlandırılır.
Daha yüksek kalite elde edilmek isteniyorsa, hassas filtreleri yada mikro filtreleri seri olarak kullanarak
asılı kalan maddeler kademeli olarak filtre edilmelidir.
Hangi Filtreleme Prensipleri Kullanılmaktadır?
Atalet Kuvveti Yardımı İle Filtreleme
Hava; içeri alındıktan sonra, santrifüj etki sağlanacak biçimde, kanatlar tarafından döndürülür. Tropikal
hortumlara benzerliğinden dolayı, bu filtre "çevrim filtresi" olarak da adlandırılır.
Büyük katı ve sıvı parçacıklar santrifüj kuvvetlerin etkisi ile filtre kabının iç çeperlerine fırlatılırlar ve
%90'a varan bir ayrışma sağlanır. Ön temizlenmeye tabi tutulmuş hava daha sonra çok gözenekli
sinter malzemeye sahip filtre içerisinden geçirilir. Yoğunlaşmış su ve kirlilik yaratan parçacıklar filtre
kabında toplanırlar. Biriken su ve parçacıkların zaman zaman boşaltılır. Filtrenin içi belli bir zaman
sonunda değiştirilip temizlenmelidir.
Yüzey Tipi Filtreler
Bu tip filtreler 5 ila 40 um arası gözeneklere sahip metal ya da plastik örgülerden oluşurlar.
Tanımlanan gözenek boyutundan büyük kirlilik yaratabilecek parçalar tutulur. Yüzey tipi filtreler;
santrifüj tipi filtreler için ön-filtre olarak kullanılır
Derinlik Tipi filtreler
Bu tip filtreler 1 um'lik hassas ve 0, 01 um'lik mikrofiltrelerden ibarettir. Filtre malzemesi dokuma
olmayan kumaş bir mikrofiltredir, ve süper hassas borosilikat liflerden oluşur. Filtreleme olayı
parçacıkların direkt etkisi ile başlar ve absorpsiyon, elenme, difüzyon, elektrostatik yüklenme ve van
der VVaals kuvvetleri ile sağlanır. Parçacıklar liflere dolaşırlar. Sıvı parçacıklar ise daha sonradan filtre
kabında toplanmak üzere büyük damlalar oluştururlar.
Derinlik tipi filtreler basınçlı havadaki en küçük yağ ve toz parçacıklarını ayırır. Aktif karbon filtreler
kullanıldığı takdirde ise istenmeyen yağ buharı ve kokular filtre edilebilir. Ancak bu; yalnızca ilaç ve
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
298
gıda sanayii ve paketleme gibi yüksek hassasiyet ve temizlik istenen alanlarda kullanılır. Filtreleme
derecesi ise isteğe bağlıdır. Basınçlı hava içerisinde müsaade edilen parçacık boyutları şöyledir:
• Kanatlı motorlar, iş yapan silindirler, açık çevrim kontrolleri ve vurma araçları için 5 ila 40 um arası.
• Kapalı çevrim kontrolleri, valfler, ölçme aletleri ve sprey tabancaları için 5 um'den küçük.
• Gıda, ilaç, paketleme sanayii, ve elektrik-elektronik mühendisliği için 1 um'den küçük.
Aktif Karbon Filtreler
2
Bu tip filtreler gözenekli halde amorf karbon içerirler. Aktif karbon; 500-1500 m /g gibi sıra dışı bir iç
yüzeye sahiptir. Bu da çok küçük parçalar için bile büyük bir adsorpsiyon kapasitesi demektir.
Adsorpsiyon olayı; yüzeyin, nokta, kenar, köşe, kafes boşlukları gibi yerlerinde de gerçekleşir.
Aktif karbon filtrelerin servis ömürleri basınç taraflarına yerleştirilen bir önfiltre ve mikrofiltre sayesinde
uzatılabilir. Bu filtreler 1000 saatlik kullanım sonunda yada yağ kokusu oluşmaya başladığında
değiştirilir. Bu işlem sonunda (yeterli ön filtreleme yapıldı ise) kalıntı yağ miktarı 1 milyonda 0, 003
parçacıktır. (0, 003 ppm) Bu bir SI birimi olmamasına rağmen hala geçerlidir. ( SI 'da ifade "0, 003
mg/m3 'tür). Bu tip filtrelerin yukarıda bahsedilen alanlarda kullanımı özellikle tavsiye edilmektedir.
Not: Aktif karbon tipi filtreler daima basınç düşürme valflerinin basınçlı tarafına yerleştirilirler çünkü
içteki basınç kaybı hacimsel debiye bağlıdır.
Eczacılık ve gıda sanayii gibi uygulamalar yağsız basınçlı hava gerektirir. Kalıntı yağ (kompresör yağı)
mutlaka giderilmelidir. Kompresör yağsız çalışan tip olsa dahi içeri çekilen havada bulunan yağ
partkülleri hassas araçlara ulaşır. Bu yağ hassas çalışan parçaları tıkayabilir ve bozulmalarına sebep
olabilir ya da yağlanmalarını hasara uğratabilir. Pneurop sınıfları (Pneurop Talimatları 6611) aşağıdaki
standart değerleri belirlemiştir:
Tablo 4.
Sınıf
Yağ içeriği (mg/m3)
1
2
0.01
0.1
1.0
5.0
25.0
3
4
5
Basınçlı havanın içerdiği yağ miktarı şu şekilde de ifade edilebilir.
Düşük Yağlı Hava
Havanın 1 um ila 20 um arası bir filtreden geçirilmiş halidir. Bu şekilde, çevre koşullarının elverdiği
derecede, "ölçme" yada "solunum havası" kalitesine ulaşılır.
Teknik Olarak Yağsız Hava
Kalıntı yağ miktarı 0, 3 ila 0, 01 mg / m3 arasındadır ve teknik uygulamalarda soruna yol açmaz.
Hassas filtreler ile elde edilir.
Mutlak Yağsız Hava
Basınçlı hava hazırlanması esnasında yağsız hava girişinde havanın yağ ile teması yoktur. Yağ içeriği
0, 003 mg / m3 'den azdır. Bu seviyeye yalnızca aktif karbon filtreler ile ulaşılabilir.
Yağ miktarını azaltmak için 3 yöntem kullanılabilir:
•
•
•
Yağsız hava üretiminde kullanılan kompresörler.
Aynı anda hem soğutma hem de %80 oranında yağ ayırımı yapan soğutuculu kurutma
yöntemi.
Yağ ayırıcı filtreler.
ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
299
İkinci filtrenin aktif karbon filtre olduğu ve adsorpsiyonlu filiterlemenin yapıldığı iki mikrofiltreyi seri
olarak bağlayarak birden fazla yöntemi aynı zamanda uygulamak da mümkündür. Bu şekilde diğer
kirleticiler giderilmiş ve yağ kokusu da önlenmiş olur ve bu sayede üretim aşamasında kalıcı olarak
yağlanan ve hassas çalışan pnömatik araçlar ve kontrol elemanları da yağsız hava ile çalıştırılmış
olurlar. Ama bir kere yağlı hava kullanıldı ise, devamlı olarak yağ kullanılmalıdır çünkü yağsız hale geri
dönülemez. Yağsız ve basınçlı havayı; yağsız tip kompresörle üretmek ya da sıkıştırma işleminden
sonra yağı filtre etmek bir tercih meselesi olmakla beraber yağsız tip kompresörler daha ucuzdurlar.
Basınçlı hava filtre edildiğinde su oluşur. Bu su yoğuşmuş halde ve zaman zaman boşlatılmak üzere
biriktirilir. Çok miktarda su kısa zamanda birikiyorsa bu takdirde otomatik drenaj kullanılarak filterenin
kontrolü daha kolay hale getirilebilir.
Tablo 5. Filitre seçimi uygulamaya bağlıdır
Filtre tipi
Uygulama
Ana işlev
A
Küçük katı kirleticiler,
nem ve yağ geçirir
Makine kontrolü,
bağlama tertibatı (mengene), pnömatik
çekiçler, körük havası
5 um üzeri parçacıkların, %99 üzeri yağ ve
%99 altı aşırı yojuşmuş
nemin tutulması
B
Asıl amaç yağ" ve tozun
giderilmesi olup az miktarda (sıcaktık farkından
kaynaklanan) nem geçirebilir
Endüstriyel donanım: pnömatik tahrik elemanları,
takım tezgahları,
motorlar, metal burçlar
0,3 um üzeri
parçacıkların, %99.9
üzeri yağ sisi ve %99
üzeri aşırı doymuş
nemin tutulması
C
Asıl amaç nemin tutulması olup az miktarda
toz ve yağ geçirir.
A'ya benzer şekilde;
araçlarda ya da hatlardaki
sıcaklık farkı nedeniyle
zorlaştmtmış, sprey ve boya
uygulamaları.
5 um üzeri parçacıkların
ve %99 üzeri sıvının
tutulması, atmosferik çiy
noktası -17 °C'den az
D
Nemin, tozun ve yağın
tutulması asıl amaçtır.
Proses mühendisliği, ölçme
araçları, yüksek kaliteli
boyama sistemleri kalıpların
soğutulması ve plastik
enjeksiyonlu kalıp makineleri
0,3 um üzeri parçacıkların, nemin ve %99.9
Üzeri yağ sisi tutulması,
atmosferik çiy noktası
-17°C'den az.
E
Nem toz ve yağdan
tamamen (yaklaşık)
arındırılmış hava istenir
Pnömatik ölçme araçları-.
akışkanlar bilimi, elektrostatik boyama, elektronik
parçaların temizlenmesi ve
kurulanması.
0,01 um üzeri parçacıkların, %99,9999 üzeri yağ
ve nemin tutulması,
atmosferik çiy noktası l7°C'denaz.
F
Nem, toz, koku ve
yağdan tametnen
(yaklaşık) arındırılmış
çok temiz hava istenir
İlaç ve gıda sanayi (paketleme, kurutma, nakil, içecek)
0,01 pm üzeri
parçacıkların, nemin ,
kokunun ve %99,9999
üzeri yağın tutulması,
atmosferik çiy noktası •
17 °C'nîn altı.
G
Asıl amaç düşük çîy
noktası, tozsuz ve
yağsız hava eldesidir
Kurutma (elektronik, kargo)
ilaç depolama, deniz ölçümleri, nakil malzemeleri
0,01 u.m üzeri
parçacıkların, koku,
buhar %99,9999 üzeri
yağın ve nemin tutulması, atmosferik çiy noktası -17°C'nmaltı.
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
300
Filtre seçiminde şu noktalar dikkate alınmalıdır:
• Hangi derecede temiz hava isteniyor?
• Bağlantı büyüklüğü nedir? (basınca ve hacimsel debiye bağlı olarak)Boşaltma tipi nedir?
(manuel yada otomatik)
Bağlantı (port) büyüklüğü mutlak giriş basıncından %3 den fazla düşüşe yol açmayacak şekilde
seçilmelidir. 6 bar basınç için bu değer Ap=0, 2 bar basınç kaybına eşittir. (Şekil 7). En kaliteli filtre
dahi basınç düşüşüne sebep olur. Pratik uygulamalar; seçilen filitrenin gerçek debisinin işletme
basıncında düz çizginin altında olması gerektiğini göstermiştir (bkz şekil 7)
Örnek:
6, 3 bar basınç ve 450 It/dk debide Ap=0, 2 barlık kayıp gerçekleşir.
En yüksek ve en düşük debiler için limitleri gözlemek oldukça önemlidir. Eğer filtreler en düşük
debiden daha da düşük bir debide çalıştırılırlarsa van der VVaals kuvvetleri parçacıkları tutmak için
yeterli olmaz, ve parçacıklar daha sonra da tutulamazlar. Aksi bir durumda ise yani maksimum değer
aşılırsa (ki pratikte çok sık rastlanan bir durumdur) diferansiyel basınç hızla artar. Bu da ekonomikliği
ve verimi azaltır. Daha da kötüsü tutulan parçacıkların gevşeyip filtre içine itilmesidir. Bu da
filtrelemeye rağmen sistemde parçacıklar bulan operatör için şaşırtıcı bir durumdur!
t
0.7
3.2
0.6
>
0.5
63
f
/
10
^b
/
a)
b)
/
0.2
Tavsiye edilen en
yüksek debi
işletme basıncı
(bar)
0.1
o
200
400
600
800
1000
1300
Şekil 7. Debinin bir fonksiyonu olarak Filtredeki basınç kaybı
Basınçlı havadan yoğunlaşan sıvı için önemli bir nokta da; bu sıvının katı parçacıklar, su ve yağın bir
karışımı olduğudur. Genel özellikleri oldukça zararlı olduğu için bu sıvın boşaltımı ciddi bir durumdur.
Termokimyasal yoğuşturma işlemcileri bu sıvıyı içme suyu ve solunum havası kalitesine getirebilirler.
Bu gibi filtrelerin kullanımı boşaltım sorununu ortadan kaldırır.
Yağlayıcılar
Yağlı hava sistemdeki çalışan parçaların yağlanması gerektiği zaman tercih edilir. Yağlayıcı yağ sisini
otomatik olarak içeri alır. Yağ sisi pnömatik kontrol elemanları ve parçalar için sürtünmeye ve
aşınmaya karşı koruma sağlar. Ancak yağ sisini basınçlı havadan ayırmak ve bunu bir yağlayıcı olarak
kabul etmek mümkün değildir. Bu yağın moleküler yapısı sıcaklık ve basınç yüzünden hasara
uğramış, asidik ve zararlı bir durum almıştır. Yani kompresör yağı yağlama için uygun değildir.
Standart bir yağlayıcıda; yağlayıcı kafa, basınçlı havanın geçtiği kısma doğru bir venturi nozulu
bulunur. Bu nozulun yapısı emme açıklığında bir vakum oluşturur. Yükseltici bir boru vasıtası ile
kaptan yağ emilir. Bu yağ havaya damlalar halinde karışır ve püskürtülür. Damla sayısı bir kısıtlayıcı
ile ölçüm yapılarak ayarlanabilir.
. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
301
Mikroyağlayıcıda yağ damlacıkları bir saptırma plakası ile 2 um'den daha küçük boyutlarda oldukça
hassas bir biçimde püskürtülür. Damlacıkların yalnızca %5-10'luk kısmı hava akımına karışır. Yağ
cinsi olarak hafif makine ve hidrolik yağı uygundur. Viskozite ise 20 °C'de 17-25 mm2/s seçilmelidir.
Akış karakteristiği yağlayıcı seçimi için belirleyici bir durumdur. Basınç kayıpları Ap= 0. 15 ila 0. 30 barı
aşmamalıdır. Yağ tüketimi talebe bağlıdır ve kesin olarak belirtilemez.
N
\\\
'"il"'
1 1 il. İl II
:
İL
1 w
3
*
1
2
3
4
5
6
Yağlayıcı
Emme açıklığı
Yükseltici boru
Kap
Yağ damlacığı odas
Boşaltma vidası
Şekil 8. Yağlayıcılar
Yağlama m3 başına 2-5 damla olmalıdır. Bu sınırın altı sürekli akışa, üzeri ise kesikli akışa yol açar.
Mikroyağlayıcılar ise bunun yaklaşık 10-20 katı damlacığa ihtiyaç duyarlar. 1000 litre için yaklaşık 4-6
damla; pnömatik motorların işletimi için yeterlidir, bu durumda 15 dm 3 hava için bir damlalık yağ
kullanılır. Damla sayısı bir ayar vidası ile belirlenebilir. Sürekli ve kesikli akışta (1 dakikadan daha uzun
süreli çalışma durumunda) bir yağlayıcı ile basınçlı havaya yağ eklenir. 1 dakikadan daha az süreli
çalışma durumundaki kesikli işletimde ise, şebekedeki yağ kayıpları dolayısı ile yağlanması gereken
aracın yetersiz yağlanmasını önlemek için yağlamanın bu araca yakın bir konumda yapılması tavsiye
edilmektedir. Sıcaklık dayanımı artırılmış sızdırmazlık elemanına sahip silindirler yağlı hava ile
çalıştırılmamalıdır; çünkü yağ, özel grese zarar verebilir. Sis tipi yağlayıcıların hava giriş hattının, akış
yönünü gösterecek biçimde yerleştirilmesi gerekmektedir.
Şekil 9'de birkaç yağlayıcı yerleşimi gösterilmiştir.
1 Soğutucu
2 Tank
3 Diferansiyel basınçlı
yağlayıcılar
4 Standart yağlayıcılar
5 Çok kademeli
yağlayıcılar
6 Darbe enjeksiyonlu
yağlayıcılar
<yrrh
Şekil 9. Değişik yağlayıcı uygulamaları
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
302
Tablo 6. A tipinden E tipine kadar, yağlayıcı seçimde göz önünde bulundurulması gereken faktörleri
belirtilmiştir.
Filtre tipi
Uygulamalar (örnekler)
Ana işlev
A
150 m üzeri hatlar ve
fazla ya§ gerektirmeyen
çok sayıda araç için
homojen yağ sisi istendiğinde kullanılır.
Montaj hatlarındaki
basınçlı hava kullanan
araçlar, pnömatik kontroller, kaynak ve baskı
hatları, üretim birimleri
Uzun mesafedeki araçlar,
2 jiin'den büyük boyutlu yağ
sisi, 150 metre üzeri iyi iletim
karakteristiği, sorunsuz dallanma, 7 ila 12 mg/m 3 yağı sürekli
iletebilme, araç üzerine
yerleştirilmesi tavsiye edilir.
B
Küçük mesafelerdeki ayrı Takımlar, pnömatik
çalışan araçlar için özel
sürücüler, kontroller
istek gerektirmeyen
standart uygulamalarda
kullanılır.
Ayrı çalışacak aletlerin yağlanması, 4 ila 10 um arası yağ sisi,
6 m'ye kadar yeterli iletim, 15
ila 25 mm3/damla yağ iletimi,
araç üzerine yerleştirilmesi tavsiye edilir
C
Geniş bir hacimsel debi
aralığı, yüksek
duyarsızlık, yağlayıcının
basınçlı tarafından
yağsız hava eldesi istendiğinde kullanılır.
Az havaya ihtiyaç duyan
araçlar, basınçlı hava ile
çalışan silindir kontrolü,
yağsız hava eldesinin
kontrolü.
Düşük duyarlılıkta sınır değeri,
geniş hacimsel debi aralığı,
10 um üzeri yağ sisi, 6m'ye
kadar yeterli iletim karakteristiği, 15 ila 25 rnm3/damla yağ
iletimi, araç üzerine yerleştirilmesi tavsiye edilir.
D
Uzun zaman
aralıklarından sonra
yapılacak işlemler için,
yağlayıcı ve araç arası
mesafe uzun ise, düşük
debi istendiğinde kullanılır
Kısa stroklu silindirler,
basınçlı hava ile çalışan
küçük araçlar, kesme
aletleri
Düşük yağ tüketimi (1 ila 30
mm 3 damla), tüketim noktasına
Yerleştirilmesi tavsiye edilir.
Piston stroğu başına
1-30 mm 3 yağ iletimi. Taşıma
özellikleri uygulanabilir
değildir.
E
Küçük ancak hassas
ölçüde ve üniform
yağlama / yağ sisi-tstendiğinde kullanılır.
Yüksek hızlı rulmanlar,
taşlama tezgahları, örgü
makinaları, dişli kutuları
Yağlama ve soğutma amaçlı
hassas yağ sisi iletimi, 2 u.m'den küçük yağ sisi, 30 m üzeri
iyi iletim karakteristiği, araç
üzerine yerleştirilmesi tavsiye
edilir.
Basınç Regülatörleri
Basınç regülatörlerinin görevi ana basınçlı hava hattındaki (birincil basınç) tüm salınımlara karşın
güvenli ve sabit bir basınç (ikincil basınç) sağlamaktır. Sabit basınç sağlanmazsa iş ve kontrol
elemanlarının hareket ve sinyallerinde kabul edilemez sapmalar meydana gelir. Çok yüksek basınç
aşınmayı artırır, uygun olmayan enerji sarfiyatına yol açar. Çok düşük basınç ise verimi azaltır ve iş
elemanlarının işe yaramamasına sebep olur. Basınçlı hava sistemlerinde; genelde, işetme kısmında 6
barlık, kontrol kısmında da 4 barlık basınç görülür. Şekil 10'de basınç regülatörlerinin işlevi için iki
farklı prensip gösterilmiştir.
;|. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
303
a) Egsoz Hatlı Regülatörler
b) Egsoz Hatsız Regülatörler
1 Muhafaza
2 Valf yuvası
3 Valf diski
4 Valf deliğine sahip diyafram
5 Valf pistonuna kalıcı olarak bağlı
diyafram
6 Egsoz deliği
7 Ayar vidası (yay kuvveti için)
8 Manometre
Şekil 10. Basınç regülatörlerinin prensibi
Servis Birimi
Servis birimleri birkaç parça aracın bileşiminden oluşur ve tüketim noktalarında bulunurlar. Basınçlı
havanın hassas bir biçimde hazırlanmasını sağlarlar ve bir açma/kapama valfi, filtre, basınç regülatörü
ve yağlayıcıdan ibarettirler. Parçalar bu sıra ile konumlandırılmalıdır. Akış yönü (elemanların dış
yüzeyinde gösterilmiştir) daima göz önünde bulundurulmalıdır. Emniyet ve görüntüleme cihazları da
bunlar üzerine yerleştirilebilir. Servis birimleri; büyük makineler söz konusu olduğunda, temel hava
ihtiyacı için makine gövdesi üzerine de yerleştirilebilirler. Servis biriminin alt tarafındaki boşluk
yoğuşma sıvısının biriktiği kabın boşaltılabilmesi için yeteri kadar büyük olmalıdır. Basınç regülatörleri,
istenen işletme basıncında çalışılabilmesi için tüketimdeki tüm salmımlara karşı basıncı sabit
tutabilmelidir. İşletme basıncı; basınç regülatörü üzerinden ayarlanır. Şekil 11 modüler bir servis
biriminin yapısını göstermektedir.
12
1 Boru bağlantı yeri
2 Manuel açma/kapama valfi
3 Filtre ve basınç regülatörü
4 Filtre
5 Drenaj
6 Ayrılma parçası
7 Yağlayıcılar
8 Basınç regülatörü
9 Soft-start valfi
10 Ayrılma parçası
11 Manometre
12 Basınç anahtarı
Şekil 11. Modüler bir servis biriminin an bileşenleri (örnek)
Servis birimleri yalnızca havanın optimum şekilde hazırlanmasını sağlamaz, bunun yanında
kompresörün çalışıp durmasından kaynaklanan basınç salınımlannı da düzenlerler. Şebekenin birincil
ve ikincil kısımları bu şekilde birleştirilmiştir. Ayrılma parçaları çeşitli kalitede havanın sağlanmasında,
örneğin yağlayıcının basınçlı tarafında yağsız hava istendiği zaman, kullanılır. Servis birimleri farklı ve
ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
304
bağımsız basınç alanları istendiğinde de kullanılabilir. Değişik filtre kombinasyonları kullanılarak aynı
şekilde farklı kalitelerde hava elde edilebilir. '
Pratikte birkaç tip kombinasyon bulunur. Bunlar şekil 12'da gösterilmiştir ve uygun olacak biçimde
birleştirilebilirler. En çok kullanılan uygulamalar için hazır kombinasyonlar da mevcuttur. Servis
birimleri aşağıdaki özellikleri ile birbirlerinden tamamen ayrılırlar:
•
•
•
•
Yağlı ve yağsız hava istenebilir. Yağlanmamış hava, yağlayıcının basınçlı tarafında ayrılır.
Basınçlı havanın yağlı hattan geri akmamasından emin olunması için, manifoltda bir geri
dönüşsüz valf (çek valf) bulunur. Yağ sisi ölçülebilir.
"Servis hattr'nın başlangıç kısmında, ilerideki hatlardan daha yüksek debi bulunmalıdır, bu
durum tasarım aşaması boyunca göz önünde bulundurulmalıdır.
Farklı kalitelerde basınçlı hava gereklidir. Örneğin çok kademeli filtreler, farklı kalite
seviyelerinde hava geçişine izin verirler. Son kademe "mikrofiltre" edilmiş basınçlı hava sağlar
(tozsuz ve yağsız). Bu gibi bir filtreleme örneğin, düşük basınç kontrol birimleri için gereklidir.
Her filtre basınç kaybına yol açacağı için, yalnızca gerekli seviyede filtreleme yapmak
ekonomik açıdan daha uygun olur.
Servis birimi bir yol verme valfi ile de başlayabilir. Bu da pnömatik sistemin basınçlandırılması
ya basıncının kesilmesini sağlayabilir. Seviye ise standart bir kilit ile koruma altına alınabilir.
BJS.MII,
Kaynağı
Ana Filtreleme
Kalite Artırma
Açıklama
Hırlı & güçlü çalışan
parçalar ve pııomatik
araçlar için yağlı hava
(1). Normal uygulamalar içi valsız hava
i i)
FRM-» L F M B FRM
1 fim
l f M A
0.01 p.m
(ok kademeli filtrelcnıe sonucu yağdan ve
lozrlan arındırılmış
hava i.mikrofilti'e edilmiş hava !i>i)
Basınçlı hatlın ana
açına / kapama valfi
ile pg7os ve kapatma
işlemi, kilitlenebilir.
FRM
Ayrılma parçası
HE
Manuel açma
kapama valfi
LFR
Tek parça
halinde filtre ve basınç
regülatörü
LFMA Mikrofiltre
LFMB Hassas filtre
LOE
Yağlayıcılar
P
Basınçlı hava
kaynağı
Şekil 12. Birkaç servis birimi kombinasyonu
Seçim için karakteristik değişkenler; basınç, debi, nem, yağ içeriği ve havadan gelen parçacıkların
miktarı ve boyutlarıdır. Ayrıca seçim yapılırken şu noktaların da bilinmesi faydalı olacaktır.
•
•
•
•
•
Servis birimi daima maksimum debinin gerektirdiğinden 1 boy büyük alınır. Küçük boyut
seçimi basınçta salınımlara ve yetersiz hizmet ömrüne sebebiyet verir.
Servis birimleri her zaman sistemin en soğuk yerine (örneğin ısı yayan bir makine yakınına
değil, bir duvar kenarına) konulmalıdır.
Servis birimi ulaşılacak en uzak araçtan en fazla 5 metre uzakta olmalıdır. Aksi takdirde, yağlı
hava kullanılması durumunda, yağ sisi araca ulaşmadan önce çökelecektir.
Su tutucular, şebekede oluşan yağ damlacıklarını tutarlar, bu şekilde en büyük boyuttaki su
tutucu bile 1 günde dolabilir. Bu yüzden bakım işlemi planlanan doğrultuda yapılmalı veya
proje safhasında otomatik drenaj düşünülmelidir.
Filtre kapları yalnızca su ile temizlenmeli, başka bir çözücü kullanılmamalıdır. Filtre kabının
hasar görebileceği çevrelerde metal bir koruma kabı kullanılmalıdır.
I. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
•
•
•
•
•
•
305
Katı parçacık filtreleri büyük olmalıdır. Yerleşim aşamasında akış yönü mutlaka doğru
tutulmalıdır. Filtre kartuşları temizlenmemen, yenisi ile değiştirilmelidir.
Adsorbsiyonlu kurutucu kullanılıyorsa, havanın alındığı filtrenin servis ömrünü uzatabilmek için
1 um filtreleme derecesine sahip bir ön filtreleme yapılmalıdır. Yağ, kurutma maddesinin
ömrünü azaltır. Ayrıca alınan hava sıcaklığı 35 °C'den az olmalıdır.
Basınç ayarlarının sabit tutulup, yetkili olmayan personel tarafından değiştirilmesini önlemek
amacıyla kilitlenebilir bir basınç regülatörü kullanılmalıdır.
Yağlayıcılar, mutlaka üretici firmanın tavsiye ettiği düşük viskoziteli mineral yağ ile
doldurulmalıdır.
100 mm'den daha büyük piston çapına sahip silindirler yağlı hava ile çalıştırılıyorsa, egzos
portuna bir filtre susturucusu konulmalıdır. Bu şekilde egzos sesi azaltılır ve içteki hassas bir
filtre ile parçacıklar ayrılır.
Servis birimlerine; bozulup sistemde arızaya yol açmasalar bile bakım yapılmalıdır.
Basınç Yükselticiler
Basınç yükselticiler şebekedeki basınçtan daha yüksek basınç sağlayan araçlardır. Bu nedenle basınç
düşürücülerinin (basınç ayar valfleri) tam tersi bir etkiye sahiptirler. Basıncın yükseltilmesi birkaç farklı
yolla gerçekleştirilebilir. Bunlardan biri şekil 13'da gösterilen çift pistonlu bir sistem ile basıncın
şiddetlendirilmesidir. Basınçlı havadan başka enerji kaynağına ihtiyaç duyulmaz. Tipe bağlı olmakla
beraber basınç iki katına çıkarılarak 10-16 bar basınca ulaşılabilir
1 Yükseltme odası (B)
2 Tahrik odası (A)
3 Tahrik odası (B)
4 Yükseltme odası (A)
5 Yön kontrol valfi
6 Kontrol hattı
7 Piston kolu
8 Akış kontrol valfi
9 Tank
P1 Giriş basıncı 2...8 bar
P2 Çıkış basıncı 2, 5... 10 veya 16 bar
Şekil 13. Hava - Hava basınç yükseltici
Bu tasarım darbeli bir çıkış basıncına yol açacağı için, tüketimi karşılamak ve basıncı düzenleyebilmek
için bir tank yerleşimi tavsiye edilmektedir. Unutulmamalıdır ki basınç yükselticinin kendi tüketimi de
basıncı yükseltme seviyesi ile birlikte artar. Bu da ikincil hacimsel debinin en az %20'sidir.
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
306
Yükselticiler; Avrupa Standartları Emniyet Düzenlemeleri (EN 1012, Bölüm 1)'de belirtilen bazı özel
standartlara tabidirler. Çıkıştaki basınç belli bir seviyenin üzerine çıkmamalıdır, bu da basıncın düşük
olduğu tarafa yerleştirilecek ve kumanda edilemez bir emniyet valfi ile sağlanır. Yüksek basınç
alanında kullanılacak valfler ve fitting elemanları basınca dayanıklı olarak tasarlanmalıdır. Bu arada
basınç yükselticiler sürekli çalışmaz. Eğer tüketim ihtiyacını bir hava tankı karşılayabiliyorsa basınç
yükseltici kesikli olarak çalıştırılabilir.
KAYNAKLAR
[1] S. Hesse, Compressed Air as an Energy Carrier, Festo, 2003 / Eslingen
ÖZGEÇMİŞ
Enver ÇATAK
1967 yılında Kayseri'de doğdu Ankara Gazi Üniversitesi Taknik Eğitim Fakültesi Makine Bölümünden
1990 yılında mezun oldu, halen Festo Sanayi Ticaret A.Ş. ' de Teknik Destek ve Otomotiv Sektör
Müdürü olarak çalışmaktadır.
III. HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ PROGRAM BİLDİRİLERİ /PNÖ - 25
MMO, bu makaledeki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan
sonuçlardan ve basım hatalarından sorumlu değildir.
Değişken Devirli Kompresörler
Dervişhan YILDIZ
ATLAS COPCO A.Ş.
MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI
BİLDİRİ
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
309
DEĞİŞKEN DEVİRLİ KOMPRESÖRLER
Dervişhan YILDIZ
ÖZET
Değişken devirli kompresörler gerek çevrenin korunması gerekse üretici firmaların maliyetlerini
düşürme amacıyla, yüzlerce fabrikada bağımsız elektrik kuruluşlarının yaptığı ölçümler ile
desteklenerek enerji tasarrufu sağlandığı ispatlanmış ve kullanıma sunulmuştur. Günümüzde çok
sayıda değişken devirli kompresör bu amaca uygun olarak kullanılmaktadır. Türkiye'de bu uygulama
1997 yılında başlamış olup, giderek daha fazla uygulama alanı bulmaktadır.
GİRİŞ
Dünyadaki çeşitli üretici firmalar daha fazla enerji tasarrufu yapabilmenin peşindedirler. Bunun sebebi
sadece maliyetlerin azaltılması değil aynı zamanda çevrenin de (Kaynaklar, ozon tabakası, sera etkisi
vb..gibi) korunmasını sağlamaktır. Değişken devirli kompresörler enerjinin bir formu olan basınçlı
havanın daha verimli kullanılmasını sağlamaktadır.
Bir kompresör üreticisinin bir elektrik dağıtım şirketine (Electrabel/Belçika) yaptırmış olduğu ölçümler
ile değişken devirli kompresörlerin konvansiyonel kompresörlere göre (boş-yük ve klapeli oransal
kontrol sistemiyle çalışan kompresörler) enerji maliyetleri açısından daha avantajlı olduğu
ispatlanmıştır. Ölçümler gerçek ortamlarda yüzün üzerinde fabrikada ölçüm kutusu adı verilen
cihazlarla yapılmıştır. Cihazlar makinaların selenoid valflerine bağlanmıştır. Buradan alınan sinyaller
ölçüm kutusunda toplanmış ve elektronik ortama taşınmıştır. Ölçüm kutusu programı diye geliştirilen
bir yazılım programı sayesinde küçük ve orta ölçekli firmalarda yapılan yüzlerce ölçüm Electrabel'in
laboratuarlarında analiz edilmiş ve hava ihtiyaçlarına göre 3 grup profil çıkmıştır;
Birinci profil, 24 saat/ gün çalışan bir fabrikadır. Bu profilde gece vardiyalarında düşük tüketim, gündüz
vardiyalarında yüksek tüketim, öğle paydoslarında azalan bir tüketim ve şebekedeki kaçaklardan veya
bazı ekipmanların minimum seviyede kullanılmasından dolayı sabit ve sürekli bir hafta sonu tüketimi
bulunmuştur. Yapılan tüm ölçümlerin % 64'ü bu profil altında toplanmıştır (ŞekiH).
K
A
P
A
S
İ
T
E
l/s
K
A
P
A
S
İ
T
E
l/s
Zaman
Zaman
Şekil 1. Profili.
Şekil 2. Profil 2.
İkinci profil, haftanın beş günü çift vardiya çalışan fabrikayı temsil etmektedir. Bu profilde geceleri ve
hafta sonu tüketim yoktur. Hava tüketimi düzensiz bir şekilde dalgalanmalar göstermektedir (Yapılan
ölçümlerin %28'i bu profilde toplanmıştır.) (Şekil 2).
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
310
K
A
P
A
Ş
İ
T
E
l/s
Zaman
Şekil 3. Profil 3.
Üçüncü profil ise haftanın 5 günü sabit hava tüketimi olan fabrikalara tipik bir örnektir. Bu tip
uygulamalar küçük ve orta ölçekli fabrikalarda çok yaygın olmayıp yapılan ölçümlerin %8'ini temsil
etmektedir. (Şekil 3)
Tablo 1. Değişken devirli kompresörlerin hava ihtiyaç profillerine göre ortalama enerji tasarrufu
Hava İhtiyaç Profili
1
2
3
Ağırlıklı Ortalama
Haftalık kWh
2,170
871
522
1,674
Yıllık kWh
108,500
43,525
26,075
83,713
Yüzde %
%38
%29
%14
%35
50kW'lık bir değişken devirli kompresör ile 45'er kVV'lık boş-yük ve klapeli oransal kontrol çalışan 2 ayrı
kompresörün, laboratuarda 1 haftalık periyotlarla 9 hafta süren, 3 ayrı profile bağlı kalınarak yapılan
ölçüm sonuçlarına göre % 35 gibi yüksek bir oranda enerji tasarrufu ortaya çıkmıştır (Tablo 1). Bu
oranı 10 yıllık süreç içerisinde oransal olarak karşılaştırma yaptığımızda enerji maliyetinin ne kadar
büyük bir yer tuttuğunu (%75) (Şekil 4).ve bu oranın değişken devirli kompresörler ile %49'a kadar
düştüğünü görmekteyiz (Şekil 5).
D İlk yatırım
maliyeti °/o 19
• Bakım % 10
• tik Yatırını
Maliyeti % 15
• Bakım % 10
D Enerji Maliyeti
% 49
El Enerji Tasarruf
% 22
• Enerji Maliyeti
% 75
Şekil 4.
Şekil 5.
10 Yıllık süreçte kompresör harcamalarının oransal ilişkisi ve değişken devirli kompresörler ile sabit
devirli kompresörlerin maliyetler açısından karşılaştırılması
t
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
M
A
L
İ
Y
E
T
&
T
A
S
A
R
R
U
F
311
8
Profil 1
7
6
5
Ortalama tasarruf
KONVANSİYONELKOMPRESÖRLERE GÖRE
DEĞİŞKEN DEVİRLİ KOMPRESÖRLERİN EKSTRA
MALİYETİ;
4
VSD TOPLAM YATIRIM MALİYETİ
Profil 2
3
4
YIL
Şekil 6. Değişken devirli kompresörlerin profillere göre geri dönüş hızı
Bir değişken devirli kompresörün ilk yatırım maliyetini ve ektsra maliyeti olarak geri dönüşümü üç ayrı
profil için incelediğimizde; (Şekil 6)
>
>
>
>
Ortalama olarak bir konvansiyonel kompresör ile karşılaştırıldığında değişken devirli kompresörün
ekstra maliyeti 1 yıl içersinde, geri dönüş süresi ise 3 yıl olacaktır.
Firmalarında değişken devirli kompresör kullanan ve hava ihtiyaç grafiği profili grubuna giren
kullanıcılarda geri dönüş çok hızlı olacaktır.
Profil 2 için daha ekstra maliyeti kabaca 1.5 senedir.
Profil 3 ise sabit devirli bir kompresör için daha uygun olmasına ve dolayısıyla değişken devirli
kompresörlerin bu profil için uygun olmamasına rağmen, başlangıçta yapılan ekstra maliyetin 3 yıl
içinde geri dönüşü söz konusudur.
Değişken Devirli Kompresörlerin Akış Şeması
Değişken devirli kompresörlerde ise grafikte görüldüğü gibi sensör vasıtasıyla devamlı hava hattından
veriler alır ve bunu frekans konvertörüne iletir. Frekans konvertörüde bu veriyi uygun frekansla
birleştirerek motora verir. Motor elde ettiği frekansa göre hızını azaltır veya artırır. Motorun devrindeki
azalma veya artma değişen hava ihtiyacını karşılanmasını sağlayacaktır (Şekil 7).
Frekans konvertörü
İletişim
modülü
Mikro
işlemci
Basınç
sensörü
Motor
Kompresör
vida
elementi
FAD .
Şekil 7. Değişken devirli kompresörlerin akış şeması
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
312
Değişken devirli kompresörlerde kompresör bünyesinde titreşim oluşması nedeniyle titreşim testleri
yapılmaktadır. Bu yolla titreşim oluşturan tüm hızlar saptanarak gerekli önlemler alınmaktadır. (Özel
borulamalar, motorun desteklenmesi, kaplin yuvasının modifiye edilmesi, hız sürücüsüne uygun motor
ve yağ pompası seçilmesi vb.) Rezonans yaratan tüm frekansların önlenmesinin mümkün olmadığı
durumlarda hız regülatörü üzerinde programlama yapılarak rezonans yaratan bazı hız aralıkları
atlanmaktadır. Değişken devirli kompresör seçiminde aranması gereken diğer önemli bir nokta EMC
talimatlarına tam uygunluktur. Bu talimatlara bağlı olarak konvertörün verimli kullanılabilmesi ve
oluşabilecek rezonansın önlenebilmesi için hız sürücüsündeki kapasitörün nominal voltajının büyük
seçilmesi ve şok filtrelerinin kullanılması gerekmektedir.
Frekans Konvertörü
Konvertör, 3 ayrı kısımdan oluşmaktadır; Doğrultucu, DC-link ve İnvertör. Güç kaynağı 3 faz 380 volt
ve 50 Hz AC voltajı redrisöre iletir. Doğrultucu da bu voltajı DC voltaja çevirir. DC link bu voltajı
filtreden geçirir ve stabilize eder. (Doğrultucu ve DC link beraber, invertörü besleyen sabit doğru akım
voltaj kaynağı gibi davranırlar.) İnvertör de değişken frekans ve değişken gerilim yaratarak kompresör
motorunu besler. Bu çevrimle, motorun devri dalgalanan hava ihtiyacına göre değişecektir.
Değişken Devirli Ve Konvansiyonel Kompresörlerin Enerji Kullanımı Açısından Karşılaştırılması
Geleneksel makinalarda kalkış ve duruşlar motor gücüne göre sınırlı sayıdadır. Motora zarar
gelmemesi için konulan bu sınır nedeniyle konvansiyonel kompresörler ister, yük-boş kontrollü (loadno lad) çalışsın ister klapeli oransal (modulation control) kontrollü sistemler ile çalışsın hava profillerine
bağlı olarak boşta çalışırlar.
Boş Yük Kontrollü Çalışan Kompresörlerde Güç-Kapasite İlişkisi
Boş yük prensibiyle çalışan kompresörlerde hava ihtiyacı söz konusu olmadığında kompresör boşta
çalışarak % 25 civarında enerji tüketir (Şekil 8).
Bar
7,5 Pboş
7-
6,5 Pyük
6GÜÇ
KAPASİTE
TAM YÜKTE
GÜÇ
Minimum hava hattı basıncı
KAPASİTE
BOŞTA
Şekil 8. Boş-yük kontrollü kompresörlerde güç
kapasite ilişkisi
ûJ
Şekil 9. Boş-yük kontrollü kompresörlerde
çalışma basıncı aralığı
Klapeli Oransal Kontrol İle Çalışan Kompresörlerde Güç Kapasite İlişkisi
Klapeli oransal kontrol ile çalışan kompresörlerde ise kapasiteyi %100 ile % 50 arasında değiştirmek
mümkündür. Bu da kompresörün motorun kalkış sayısını azaltmak için düşünülmüştür. Fakat
kapasiteyi iki band arasında değiştirirken harcanan güç miktarı oldukça yüksektir (Şekil 10). Bu
sistemler de % 50 kapasitenin altında boşta çalışırlar.
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
313
Bar
76GUC KAPASİTE
% 50 ORANINDA
MODÜLASYON
GÜÇ KAPASİTE
TAM YÜKTE
7,5
Pboş
6,5
Pyük
.
Belirlenen basınç değeri
Minimum hava hattı basıncı
0-
Şekil 10. Klapeli oransal kontrollü
kompresörlerde güç kapasite ilişkisi
Şekil 11. Klapeli oransal kontrollü
kompresörlerde çalışma basınç aralığı
Değişken Devirli Kompresörlerde Güç Kapasite İlişkisi
Değişken devirli kompresörlerde güç ve kapasite kullanımı birbirine paraleldir. Sistemin azalan ve
artan hava ihtiyaçları, aynı oranda azalan ve artan güç miktarıyla karşılanmaktadır (Şekil 12).
Bar
••
GÜC
KAPASİTE
%100 KAPASİTE
1
KAPASİTE
8
Pindirekt durma seviyesi
Pdirekt durma seviyesi
p
belirlenen basınç değen
Minimum hava hattı basıncı
O-1
%50 KAPASİTE
GÜC
Şekil 12. Değişken devirli kompresörlerde güç
kapasite ilişkisi
Şekil 13. Değişken devirli kompresörlerde çalışma
basınç aralığı
Değişken Devirli Kompresörlerin Diğer Avantajları
Değişken devirli kompresörlerde basınç bandı 0.1 bar'dır. Konvansiyonel kompresörler de ise 0.5-1
bar basınç bandı aralığında değişmektedir. Basıncın her 0.3 bar düşüşü % 2 enerji tasarrufu
sağlamaktadır.
Değişken devirli kompresörler basınçlı hava sisteminin azalan ve artan hava ihtiyacını azalan ve artan
güç miktarlarıyla karşılamaktadır. Kalkış ve duruşlar sınırsız sayıda olduğu için motorun boşta
çalışmasına gerek kalmamaktadır. Boşta çalışmada harcanan enerji tüketimide potansiyel olarak
enerji tasarrufuna dönüşmektedir. (Soft start-soft stop) Aynı zamanda yumuşak kalkış söz konusu
olduğu için ilk çalıştırma akımlarında ortaya çıkan pik çekişler ortadan kalkacaktır (Şekil 14).
. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
314
Değişken devirli
--• Standart sistemler
Serbest' Hava Verlirtt
Şekil 14. Değişken devirli ve konvensiyonel kompresörlerin enerji kullanımı açısından karşılaştırılması
Motorun devri değişken olduğu için dişli kutusu veya kayış kasnak bağlantılarına gerek yoktur. Bu
yüzden oluşacak enerji kayıplarıda söz konusu olmayacaktır. Konvansiyonel kompresörlerde ise bu
bağlantılara ihtiyaç vardır (Şekil 15).
EMttrl* motoru
J
Pfglı grubu
^^#-^r?
firchjHn fconv««l6rO'
^-r?ftî
M«#H«İ
Şekil 15. Değişken devirli ve konvansiyonel kompresörlerin karşılaştırılması
Değişken devirli kompresörlerde güç faktörü (cosuj değerleri 0.95 ile 0.98 arasındadır. Bu diğer
sistemlerde 0.53'lere kadar düşebilmektedir. Bu değerin yüksekliği;
>
>
>
>
Aktif motor gücünün daha düşük toplam güç talebine gereksinimi olacaktır.
Güç kaynağı üzerindeki termal kayıplar daha az olacaktır.
Güç kaynağı üzerindeki voltaj düşüşleri azalacaktır.
Kullanıcının elektrik güç kaynağı daha küçük seçilecektir.
Değişken Devirli Kompresörlerin Sistem Adaptasyonu
Değişken devirli kompresörler sanayi tesislerine adaptasyonu için basınçlı hava ihtiyacının değişiminin
tespitinin yapılması gerekmektedir. Bu tespit ölçüm kutuları ile yapılabilmektedir. Ölçüm kutuları
sistemin seienoid valflerine takılarak yük ve boş durumlarından gelen sinyallere göre saatlik.günlük ve
haftalık tüketim eğrileri, ölçüm programları ile bilgisayar ortamına taşınabilmektedir. Bu eğrilerden yola
çıkılarak haftalık enerji tüketimi hesaplanır. Basınçlı hava hattındaki dalgalanmalar göze alınarak
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
315
simulasyon yöntemiyle değişken devirli kompresörlerin haftalık enerji tüketimini % oranında ne kadar
düşürdüğü ortaya çıkarılabilir. Değişken devirli kompresör yatırımına girmeden önce böyle bir tespitin
yapılması yatırımın geri dönüş süresinin tespiti açısından çok önemlidir.
Ortaya çıkan sonuçlara göre değişken devirli kompresör (Variable speed drive-VSD) 1. kompresör
olarak sistemdeki dalgalanmaları sönümleyebilir, yada 2.veya 3. kompresör olarakta aynı amaçla
kullanılabilir. Bu kompresörler 2. veya 3. kompresör olarak kullanıldığında konvansiyonel kompresörler
tam yükte kullanılacaklar ve böylece kullanılan basınçlı hava sisteminin verimi arttırılacaktır.
Değilken devirli kompreso
yüksek devirde
1 ve
2 nolu kompresör
maksimum
kapasitede
kapasitede
1 nolu komprestir
durur
Şekil 17. (Şekil 16-17) Konvansiyonel kompresörler ile değişken devirli kompresörlerin birlikte kullanımı.
SONUÇ
Günümüz uygulamalarında değişken devirli kompresörler enerji tasarrufu açısından serbest hava
veriminin dalgalanmalarına bağlı olarak ortalama % 7 ile %35 arasında değişen kazanımlar
sağlamaktadır. Uygulamada boşta çalışma süresinin oranı ve bu orandaki değişimlerin fazlalığı
değişken devirli kompresörün seçimindeki en önemli iki etkendir.
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
316
KAYNAKLAR
[1]
[2]
[3]
'Compressing Air Costs' ENERGY EFFICIENCY OFFICE, 126,1994
'Air Compressors with integral variable speed control' DETR General Information Leaflet, 45, 1999
'ATLAS COPCO Compressed Air Manual',1998
ÖZGEÇMİŞ
Dervişhan YILDIZ
1993 yılında Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Fakültesi Makina Mühendisliğinde lisansını tamamladı.
1994 yılında İstanbul İktisadi Bilimler Enstitüsünde İşletme İhtisası yaptı. 1997 yılından beri Atlas
Copco firmasında satış departmanında iş hayatını sürdürmektedir.
t
HİDROLİK PNOMATİK KONGRESİ PROGRAM BİLDİRİLERİ /PNÖ - 26
MMO, bu makaledeki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan
sonuçlardan ve basım hatalarından sorumlu değildir.
Kompresörlerde Enerji Geri Kazanım
Sistemleri
Çetin KARA
ATLAS COPCO A.Ş.
MAKINA MÜHENDİSLERİ ODASI
BİLDİRİ
1. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
319
KOMPRESÖRLERDE ENERJİ GERİ KAZANIM SİSTEMLERİ
Çetin KARA
ÖZET
Yükselen enerji maliyetleri ve artan çevre bilinci sayesinde çoğu kompresör kullanıcısı,
kompresörlerde potansiyel olarak bulunan ve kullanılmadan dışarıya atılan ısının farkına varmaya
başladı. Kompresör üreticileri, sıkıştırma işlemi sırasında ortaya çıkan ısıyı fan veya su soğutmalı
eşanjörler kullanarak uzaklaştırmaktadırlar.
Basınçlı hava elde etmek için kompresörlerde harcanan elektrik enerjisinin % 90 veya fazlası ısı
enerjisi olarak geri kazanılabilir. Üretim veya proses aşamasında, ısıtma amaçlı elektrik, gaz veya sıvı
yakıt kullanılıyorsa, bu yöntemlerden birinin kısmen ya da tamamen yerini kompresörden elde edilecek
ısı enerjisine bırakma olasılığı vardır. Geri kazanılan ısı enerjisi kazancı belirlerken, elde edilecek
sıcaklık seviyeleri, olası kullanım alanlarını belirler.
%2 ışıma kayıpları
%4 Basınçlı havada kalan
%94 Geri kazanılabilir enerji
Şekil 1. Kompresörlerde tipik enerji akışı
GİRİŞ
Hava sıkıştırdığında ısı oluşur. Isı enerjisi sıkıştırılmış hacim içerisinde kalmakta ve basınçlı hava
boru hattına gönderilmeden önce bu ısının fazlası uzaklaştırılmaktadır. Pek çok basınçlı hava
uygulamasında kayda değer, fakat kullanılmayan enerji tasarrufu olanağı mevcuttur.
Örneğin; Su soğutmalı yağsız bir kompresöre harcanan enerjinin %94 'ünün 90 °C sıcak su elde
edilebilecek şekilde geri kazanılabileceği düşünüldüğünde, bu yolla yapılacak bir tasarruf, maliyetleri
düşürücü önemli bir unsur olacaktır.
ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
320
Soğutma suyu ve kullanım ye ileri
t°C
80° -,
60°
51%
<
Kazan dönüş
Suyunun ısıtılması
70°
Binaların ısıtılması
2 9 % ' 50°
,40°
14% <
Sıcak musluk suyu
Musluk suyunun
> ön ısıtması, proses suyu,
yerden ısıtma
. 80°
Şekil 2. Su sıcaklıkları ve tipik kullanım alanları
1. ISI GERİ KAZANIMININ FAYDALARI
Atık ısıyı geri kazanmak için kullanılacak ilave ekipmanın yatırım maliyeti, yapılacak tasarrufla kendini
kısa sürede geri ödemektedir. Bazı durumlarda ısı geri kazanım sistemleri, ısıtma veya sıcak su
ihtiyacının tamamını karşılamakta ve yatırım maliyetini düşürmektedir. Isının tamamının kullanılabildiği
durumlarda sistemin kendini 2 yıldan az bir sürede ödeyebildiği sıkça görülmektedir.
Örnek: Hava soğutmalı, 55 kW gücünde ve 159 İt/sn kapasitedeki bir kompresör, tam yükte 53,5 kW
harcamaktadır. Kompresörün haftada 48 saat ve yılda 52 hafta çalıştığı gözönüne alınırsa, geri
kazanılabilecek ısının toplam miktarı 133,536 kWh / yıl olacaktır. Bu ısının, kWh maliyeti 0,07 € olan
elektrikle sağlandığını varsayarsak, ortaya çıkacak yaklaşık yıllık tasarruf miktarı 9,347.- € olacaktır.
Finansal tasarrufa ek olarak, sistemin çevreye de faydası bulunmaktadır. Enerji tasarrufu yapmak
atmosfere bırakılan CO2 gazlarının miktarında önemli düşüşler sağlamaktadır. Örneğin: Doğal gazın
yanması sırasında 0,21 kg CO2/kWh değerinde bir emisyon oluşmaktadır. Yukarıdaki tasarruf
örneğinden yola çıkıldığında, 133,536 kWh/yıl ısı enerjisinin ortam ısıtılmasında kullanıldığı
düşünülürse, CO2 emisyonundaki yıllık düşüş;
133,536 x 0,21 = 28 ton CO2 olacaktır.
Kapalı devre soğutma kullanılarak kurulan sistemlerde, su kalitesinin iyi olması ve sıcaklık seviyesinin
dengeli olmasından dolayı, kompresörün servis ömrünü uzatma yönünde ilave avantajlar
sağlanmaktadır.
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
321
2. KOMPRESÖR TİPLERİ (ISI KAYNAKLARI)
Isı kaynaklarının tanımlanması:
•
•
•
Yaklaşık ne kadar ısı elde edilebilir?
Isı ne zaman elde edilebilir?
Isı nereden elde edilebilir?
Endüstride kullanılan kompresörlerin bir çok çeşidi vardır. Bunlardan bazıları su, bazıları hava ile
soğutulur. Pratikte 15 kVV'ın altındaki güçlerde ısı geri kazanım yatırımı yapmak ekonomik değildir.
Kompresörlerin öncelikli amacı havayı verimli olarak sıkıştırmaktır. Eksik veya zayıf dizayn edilmiş bir
geri kazanım sisteminin kullanılması, kompresörün temel soğutma işlevini etkileyecek, verimliliğini ve
güvenilirliğini azaltacaktır. Isı geri kazanımının yan işlev olduğu ve kompresörün öncelikli fonksiyonu
olmadığı unutulmamalıdır.
Isı geri kazanım sistemi, kompresörün yükte çalışacağı temeline göre dizayn edilmişse, hava
kapasitesinin
kullanımında azalma olması
durumunda hedeflenen tasarruf seviyelerine
ulaşılamayacaktır. Bu gibi durumlarda kompresör üreticisine danışılarak kısmi yüklere göre elde
edilebilecek gerçek ısı miktarları saptanmalıdır. Basit bir varsayımla, elde edilebilecek ısı miktarının
hava kullanımıyla doğrudan orantılı olduğunu söyleyebiliriz.
Birden fazla kompresör kullanıldığı durumlarda, ısı geri kazanım sistemi dizayn etmeden önce
kompresörlerin kullanımında nasıl bir sıralama ve değişme olacağı hesaba katılmalıdır. Örneğin; 3
kompresör kullanılıyor ve ana makina yer değiştiriyorsa, 3 kompresörün tümünden ısı geri kazanımı
yapılmadıkça, geri kazanılan ısı miktarı düşecektir.
Tablo 1. Potansiyel kazanım örnekleri
FAD
m3/dak
6,4
7,4
11,4
14,0
Geri Kazanılabilecek Güç
Isı akışı
2000 saat/yıl içindeki
kW
tasarruf kW/yıl
34
58000
40
80000
51
102000
- 61
122000
18,7
21,6
23,2
109
Petrol yakıtı
m3/yıl
10,0
11,8
15,0
17,9
118
184000
218000
236000
27,1
32,1
34,7
27,9
34,8
43,1
46,9
137
176
215
235
274000
352000
430000
470000
40,3
51,8
63,2
68,1
46,5
51,3
56,9
69,7
229
253
284
458000
506000
568000
732000
67,8
74,7
83,5
106
75,4
83,2
103,6
359
124
92
368
392
490
502
718000
784000
980000
1200000
106
115
144
177
I. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
322
2.1 Kompresörlerden Elde Edilebilecek Isının Saptanması
Kompresörün gerçek güç tüketimi bilindiği taktirde, potansiyel ısı kazanımı bu değerin %90 'ı
oranındadır (montaj kayıpları, yetersiz borulama ve kaçaklar hariç). Mevcut kompresör
uygulamalarında, yükte ve boşta geçen süreler kaydedilmeli ve ortalama yükte geçen süre
hesaplanmalıdır.
Örnek: 450 İt/sn kapasiteli kompresörden elde edilecek ısının özgül ısı metodu kullanılarak
hesaplanması;
• 450 İt/sn kapasiteli kompresörün nominal gücü 160 kW 'dır.
10 °C sıcaklıkta ölçülen soğutma havası miktarı = 4,160 İt/sn = 5,14 kg/sn (havanın yoğunluğu
0,81 m3/kg olarak alınmıştır)
10 °C emiş sıcaklığı = 20 kJ/kg ( bkz. Buhar tablosu)
• 38 °C çıkış sıcaklığı = 48 kJ/kg ( bkz. Buhar tablosu
Kompresörden elde edilebilecek ısı = (48 - 20) x 5,14 = 144 Kw
2.1.1 Su Soğutmalı Kompresörde Elde Edilecek Su Debisi Hesabı
160 kVV gücünde yağ enjekteli, vidalı, su soğutmalı kompresörden 107 kW enerji geri kazanılıyor ve 20
°C soğutma suyu 90 °C 'y e çıkarılmak isteniyor.
Geri kazanılan enerji = 4.2 x su debisi (l/sn) x suyun ısı artışı (°C)
Su debisi = 107kW/ 4.2 x (90 - 20) = 0,36 İt/sn olarak hesaplanmaktadır.
2.2 Farklı Kompresör Tiplerine Göre Uygulama Şekilleri
2.2.1 Yağ Enjekteli Vidalı Kompresörler:
•
•
Enjekte edilen yağ, sıkıştırılan havayı soğutmakta ve kompresör elementlerinin
sızdırmazlığında kullanılır.
Sıkıştırma sırasında açığa çıkan ısının %75'den fazlası yağ soğutucusu tarafından alınır,
kalan miktar son soğutucu ve ışıma kayıplarıdır.
2.2.1.1 Hava Soğutmalı
Genellikle kapaklı üretilirler, elde edilen sıcak hava kanallar yardımıyla ortam ısıtmasında kullanılır.
Şekil 3. Hava soğutmalı kompresörle ortam ısıtması
•
Bazı ünitelerde yağ soğutucusuna yağ/su ısı eşanjörü eklenerek sıcak su elde edilebilir.
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
323
2.2.1.2 Su Soğutmalı
•
Yağ soğutucusu ve son soğutucu harici bir su devresi tarafından soğutulur. Bir ısı eşanjörü
kullanılarak sıcak su, boyler besleme suyu veya proses ihtiyacı elde edilebilir. (Şekil 4)
2.2.2 Yağsız Vidalı Kompresörler:
2.2.2.1 Hava Soğutmalı
•
Genellikle akustik kapaklı olarak paket ünitelerdir. Ara, son ve yağ soğutucusundan elde
edilen ısı kompresörün sıcak hava çıkışından kanallar yardımıyla dağıtılır.
2.2.2.2 Su Soğutmalı
•
•
•
Soğutma devresinde
ihtiyacı elde edilebilir.
Bazı özel modellerde
edilebilir.
Bazı modeller atık
donatılmışlardır.
bir ısı eşanjörü kullanılarak sıcak su, boyler besleme suyu veya proses
(Şekil 5)
ara ve son soğutucu üzerinde çift geçiş kullanılarak 95 °C sıcak su elde
ısıyı kullanarak rejenerasyon yapan entegre kimyasal kurutucularla
Genleşme tankı
Soğutma suyu
Pompa
Basınçlı hava
Soğutma suyu
Enerji Geri Kazanım
{XJ
Şekil 4. Su soğutmalı yağ enjekteli vidalı kompresörde geri kazanım uygulaması
2.2.3 Santrifüj Kompresörler:
•
•
Bu kompresörlerin neredeyse
yapmaktadırlar. Bir ısı eşanjörü
karşılanabilir.
Dizayna esas soğutma suyu
kontrol aralığını etkileyebilir.
danışılmalıdır.
tamamı su soğutmalı iki, üç veya dört kademeli sıkıştırma
yardımıyla sıcak su, boyler besleme suyu veya proses ihtiyacı
sıcaklığında olabilecek değişiklikler ünitenin verimliliğini ve
Isı geri kazanım uygulaması yapmadan önce üreticiye
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
324
3. EKONOMİ HESABI
3.1 İlk Yatırım Maliyeti
Kanal ve boru işleri
izolasyon
Kontrol sistemi
Damperler ve valfler
Yardımcı fan ve pompalar
Yağ düzeltme emniyet valfi değişikliği
Su stok tankları gibi ekipmanların tümü hesaba katılmalıdır.
Genleşme tankı
Son
soğutucu
D
Pompa 2
*
Pompa 1
i
Basınçlı hava
Atık ısı
eşanjörü
Şekil 5. Su soğutmalı yağsız vidalı kompresörde geri kazanım uygulaması
3.2 İşletme Maliyeti
Tasarruf hesaplaması yapılırken tasarruf edilen yakıtın toplam maliyeti alınmalıdır. Bu kazanılan ısının
gerçek birim maliyetidir. Eğer kazanılan ısı, maliyeti 0,011 € ve verimliliği 0,75 olan gaz yakıtlı bir
kazan ile yer değiştirecekse, enerji tasarrufu = 0,011 / 0,75 = 0,015 € olacaktır.
Küçük görünse de fan ve pompa gibi yardımcı ekipmanların ilave maliyetlerini hesaba katmak gerekir.
Örneğin:
Fan işletme maliyeti = (fan kW) x ( çalışma saati/yıl) x ( elektrik maliyeti €/kWh)
Motor verimliliği
Motor verimliliği %85, çalışma saati 4,500 saat/yıl, gücü 5 kW olan bir fanın yıllık işletme maliyeti
yaklaşık 1,852 € olacaktır.
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
325
3.3 Geri Ödeme Süresi Hesabı
Örnek: İşletmede üç adet, hava soğutmalı, 360 İt/sn, 132 kW gücünde kompresör kullanılmaktadır.
•
•
•
Toplam ve yükte çalışma saatlerine bakılarak, kompresörlerden birincisi sürekli yükte, ikincisi
ortalama %30 yükte ve üçüncüsünün yedek olduğu görülmektedir.
Yakında bulunan geniş bir montaj alanında gaz yakıtlı bir kazan yılın yarısında ısıtma amaçlı
kullanılmaktadır. Kazan verimliliği % 75, gaz fiyatı 0,011 €/kwh 'dır. Montaj alanı gündelO saat,
hafta içi 5 gün ve Cumartesi günleri 5 saat ısıtılmaktadır. Elektriğin kWh bedeli 0,07 € olarak
alınabilir.
Kompresör üreticisinin gerekli kanal işi, 5 kw üfleme fanı, kelepçe ve sıcak hava by-pass
klapesi için teklifi 4,970 € 'dur.
A) Kompresörden tam yükte elde edilen ısı
kW
132kWx%90=120kW
B) Kompresör yük faktörü
%
kW
%100 + %30 = %130
120kWx%130= 156 kW
%
kW
%95 (%5 kayıp-kaçak)
E) Faydalanılacak ortalama ısı ( C x D/100)
F) Isının yılda kaç saat kullanılacağı
G) Yıllık enerji tasarrufu ( E x F)
h/yıl
kWh/yıl
156kWx%95= 148 kW
(50 + 5) x 24 hafta/yıl = 1,320 saat/yıl
148 kW x 1,320 saat/yıl = 195,360 kWh/yıl
H) Tasarruf edilen toplam yakıt maliyeti
€/kWh
«/yıl
€/yıl
0,011€/kWh / %75 = 0,015 €/kWh
195,360 kWh/yıl x 0,015 €/kWh = 2930 €/yıl
5 kW x 1,320saat/yıl x 0,07€/kWh = 462 €/yıl
€/yıl
€
2930 €/yıl - 462 €/yıl = 2,468 €/yıl
4,970 €
4,970 € / 2,468 € = 2 yıl
C) Toplam atık ısı ( A x B/100 )
D) Elde edilecek ısının kullanma oranı
I) Yıllık yakıt tasarrufu
J) Yardımcı ekipmanların işletme maliyeti
K) Toplam tasarruf (I - J )
L) Yatırım maliyeti
M) Geri ödeme süresi ( L/K )
yıl
SONUÇ
Basınçlı hava üretiminde kullanılan hava kompresörlerinin hemen hemen hepsinden değişik
yöntemlerle ısı geri kazanımı elde etmek mümkündür, iyi planlanmış bir enerji geri kazanım sistemi,
işletmenin maliyetlerini düşürerek daha rekabetçi olmasını sağlayacaktır. Kaynakların verimli
kullanılması yaşadığımız çevreye vermemiz gereken saygının bir gereğidir.
KAYNAKLAR
[1 ] "Compressed Air Manual", Atlas Copco, 1998
[2] "Heat recovery from air compressors", DETR Good Practice Guide, 1998
ÖZGEÇMİŞ
Çetin KARA
1967 yılında Erzurum'da doğdu, istanbul Teknik Üniversitesi Sakarya Mühendislik Fakültesi Meslek
Yüksek Okulundan "Makina Teknikeri" olarak 1988 yılında mezun oldu. Özel sektörde çalışma
hayatına başladı, 1997 yılının Mayıs ayından beri Atlas Copco firmasında çalışmakta ve 2,5 yıldır
Yağsız Kompresörler bölümünde Ürün Uzmanı olarak görevine devam etmektedir.
III. HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ PROGRAM BİLDİRİLERİ /HİD - 27
Bu bir MMO
yayınıdır
MMO, bu makaledeki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan
sonuçlardan ve basım hatalarından sorumlu değildir.
Erdemir Bakım Yönetim Sistemi (EBYS)
Yardımı İle Hidrolik ve Pnömatik Sistemlerin
Periyodik Bakımı
Emrullah ÇAYIR
ERDEMİR A.Ş.
Özkan DOĞAN
ERDEMİR A.Ş.
Serkan KESKİ
ERDEMİR A.Ş.
Kazım AYDIN
ERDEMİR A.Ş.
Yusuf ÖNAL
ERDEMİR A.Ş.
Bülent ERDAL
ERDEMİR A.Ş.
Burak ERUZ
ERDEMİR A.Ş.
MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI
BİLDİRİ
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
329
ERDEMİR BAKIM YÖNETİM SİSTEMİ (EBYS) YARDIMI İLE
HİDROLİK VE PNÖMATİK SİSTEMLERİN PERİYODİK
BAKIMI
Emrullah ÇAYIR
Özkan DOĞAN
Serkan KESKİ
Kazım AYDIN
Yusuf ÖNAL
Bülent ERDAL
Burak ERUZ
ÖZET :
Bu çalışmada, Erdemir Baktm Yönetim Sistemi (EBYS) yardımı ile hidrolik ve pnömatik sistemlerin
bakımlarının yapılış şekli anlatılmaktadır. Erdemir'deki bakım maliyetlerini minimize etmek ve işletme
verimliliğini artırmak amacı ile bilgisayar destekli ve WEB tabanlı EBYS (Erdemir Bakım Yönetim
Sistemi) kurulmuştur. EBYS aracılığı ile hidrolik, pnömatik , mekanik, elektrik, elektronik gibi tüm
sistemlerde arıza bakımın kaldırılarak, tamamen planlı ve kestirimci bakıma geçmek
hedeflenmektedir. Erdemir Bakım Yönetim Sistemi (EBYS), ISO 9001:2000 sistemini alt yapı olarak
desteklemektedir. EBYS, Erdemir'deki tüm bakım birimlerini kapsayacak şekilde tasarlanarak
uygulamaya açılmıştır.
1.GİRİŞ
Bilgisayar destekli bakım yönetim sistemleri, bakım maliyetlerinin düşürülmesi, ekipman ömürlerinin
arttırılması ve üretim verimliliğinin artırılması yönünde en önemli araçlardan birisidir.
Bu amaç doğrultusunda, ERDEMİR' de fabrikanın tüm birimlerini kapsayacak şekilde bilgisayar
destekli bakım yönetim sistemi kurulmuştur. Bakım yönetim sisteminin temel hedefi; ERDEMİR
bünyesinde yer alan kaynakların (insan, tesis, makine, teçhizat, malzeme, para) en etkin ve verimli bir
şekilde kullanılmasını sağlamak, bakım personelinin çalışma verimini artırmak ve beklenmeyen
arızaları sıfır' a yaklaştırmaktır. Erdemir' deki tüm hidrolik ve pnömatik sistemleri EBYS kapsamında
kodlanarak tanımlanmıştır. Böylece tüm bakım faaliyetlerinin bilgisayar ortamında yapılması
sağlanmaktadır.
2.HİDROLİK VE PNÖMATİK
FONKSİYONLARI
SİSTEMLER
İÇİN
BAKIM
YÖNETİM
SİSTEMİNİN
ANA
Hidrolik ve Pnömatik sistemler için, bakım yönetim (EBYS) sisteminden beklenen ana fonksiyonlar ve
hedefler şunlardır.
ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
330
Bakım organizasyonu içerisinde yer alan bakım birimlerinin görevlerinin etkin ve verimli bir
şekilde planlanmasına, gerçekleştirilmesine ve kontrolüne yardımcı olmak, bakımda kullanılan
her türlü bilgiye ulaşmak, fabrikada yer alan tesislerin faydalı ömrünü uzatmak,
Erdemir bünyesinde koruyucu bakım felsefesini oluşumunu geliştirmek,
Bakım birimlerince kullanılan hidrolik ve pnömatik sistemlerin yıpranmasını en aza indirmek,
Bakım maliyetlerinin analizini, tespitini yaparak bakım ve stok maliyetleri düşürmek,
Bakım birimlerince
yapılan görevlerde kullanılan talimatlarda, teçhizatlarda, tüketilen
malzemelerde standartlaştırmayı gerçekleştirmek,
Ölçüm yapılacak yerleri yer koduna veya iş tanımına göre sıralayarak liste hazırlamak, ölçüm
sonuçlarının analizini yapmak,
İş bildirimleri oluşturularak, bildirimin önemine ve durumuna göre iş emri açmak.
Planlı ve arıza duruşlara göre duruş içerisindeki gerçek bakım süresini ve maliyetini
göstermek,
İş planları yaparak, plan dahilinde oluşacak iş emirlerini tespit etmek. Örnek olarak bir planlı
duruşta yapılması gereken fırsat bakım çalışmaları gibi.,
Tahmini iş gücü ve fiili işgücü bilgilerini karşılaştırmak, adam*saat ve iş gücü maliyetlerini
tespit etmek,
İş talimatlarını kalite yönetim sistemine uygun şekilde düzenleyerek ilgili iş tanımına aktarmak,
bakıma çıkan personelin iş emrini aldığında hangi talimatlara göre çalışacağını belirtmek.
3. SİSTEMİN BİLGİSAYAR ALT YAPISI
Erdemir bakım yönetim sistemi (EBYS), bilgisayar destekli ve WEB tabanlıdır. Bilgisayar ağından
kullanıcı kodu ve şifre girilerek sisteme bağlanmaktadır. Sistem, Erdemir'deki tüm bakım birimlerini
kapsayacak şekilde tasarlanmıştır. Tüm hidrolik ve pnömatik sistemler programda kolaylıkla
tanımlanabilmektedir.
Temel yapı işlemci-sunucu şeklindedir. IBM RISC/6000 AIX sunucusu, 4 CPU ve 4 GB RAM ve 120
GB Harddisk şeklindedir.
Unix işletim sistemi üzerine ORACLE 8i veri tabanı, IAS Application server 9i ve ORACLE
DEVELOPER 2000 geliştirme aracı kullanılmıştır.
Uygulamada 296 tablo, 334 form, 228 rapor, 5 view ve 19 package kullanılmıştır.
Erdemir bakım yönetim sisteminin donanımın şeması Şekil 1'de verilmiştir.
EBYS (Erdemir Bakım Yönetim Sistemi) Donanım
EBYS SERVER (ANA BİLGİSAYAR)
- 4 CPU
- 4 GB RAM
- 120 GB HARDDİSK
- IBM AIX İŞLETİM SİSTEMİ
- ORACLE VERİTABANI
- ORACLE IAS SERVER
EBYS KULLANICI
BİLGİSAYARLARI
- 1 CPU
- 128 MB RAM
- 20 GB
HARDDİSK
- 450 KULLANICI
-100PC
Şekil 1. Erdemir Bakım Yönetim Sistemi (EBYS) Donanım Şeması.
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
331
Bakım birimlerindeki tüm bilgisayarlar, bilgisayar ağından ana bilgisayardaki EBYS'ye aynı anda
bağlanabilmekte ve bakım kayıtlarına ulaşabilmektedir. Sistemde, tüm bakım formenleri, bakım
mühendisleri ve yöneticiler, kullanıcı olarak farklı yetkilerle tanımlanmıştır. EBYS'deki kullanıcı sayısı
450 kişi, bilgisayar sayısı ise 150'dir. Bu kullanıcılardan ortalama 80 kişi aynı anda sisteme
bağlanarak veri girişi ve sorgulama yapmaktadır.
4. ERDEMİR BAKIM
TANIMLANMASI
YÖNETİM
SİSTEMİNDE
HİDROLİK VE
PNÖMATİK
SİSTEMLERİN
Fabrikadaki bakım yapılan tüm alanlar (Grup bazından-nokta bazına kadar) kodlanarak EBYS
üzerinde ağaç yapısına aktarılmıştır. Özellikle maliyetlerin doğru birimlere ve doğru yerlere makinalara
aktarılması için ağaç yapısı EBYS'nin kalbi durumundadır. Ağaç yapısı ile ilgili örnek kodlama yapısı
ile birlikte aşağıda verilmiştir.
Örnek:
ERDEMİR
1. ÇELİK İMALAT
3. HADDEHANELER
3-1. SICAK HADDEHANELER
3-5. SOĞUK HADDEHANELER
3-5-1. 1.SOĞUK HADDEHANE
3-5-1-10. TEMİZLEME HATTI
3-5-1 -10-10. GİRİŞ HAT BOYU
3-5-1-10-10-02. BOBİN AÇICI
3-5-1-10-10-02-02. HİDROLİK SİLİNDİR
3-5-1-10-10-02-02-02. HİDROLİK VALF
GRUP
GRUP
ÜNİTE
ÜNİTE
FABRİKA
TESİS
SAHA
EKİPMAN
MAKİNA
NOKTA
Hidrolik sistemin tanımlanması, Şekil 2' de şematik olarak tüm fonksiyonları ile verilmiştir.
GRUP (Haddehaneler)
•
•
4•
4•
<»
4•
>
»
•
»
•
>
»
4
4
ÜNİTE (Soğuk haddehaneler)
FABRİKA (1.Soğuk haddehane)
TESİS (Temizleme hattı)
SAHA (Giriş hat boyu)
EKİPMAN (Bobin açıcı)
MAKİNA (Hidrolik silindir)
NOKTA (Hidrolik valf)
w
Yer kodu
Yer bilgileri
İş bildirimleri
iş tanımları
işçilik bilgileri
Emniyet bilgileri
iş planları
iş talimatları
iş Emirleri
Tur rotaları
Yağlama tur rotaları
Duruş bilgileri
Doküman bilgileri
w
Şekil 2. Hidrolik sistem ile ilgili şematik yapı.
Bu kodlama yapısında, hidrolik ve pnömatik sistemlere ait tüm ekipmanlar ve parçalar
tanımlanabilmektedir. Bu ekipman ve parçalar üzerinde istenilen şekilde periyodik ve periyodik
olmayan bakımlara ait iş tanımları mevcuttur, iş tanımlarında bakımı yapacak personelin kalifiyesi ve
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
332
sayısı, kullanılması gereken teknik emniyet malzemeleri, işgücü, proje bilgisi, hidrolik ve pnömatik
sistemlere ait özellikler ve iş talimatları tanımlanabilmektedir. Periyodik yapılacak bakımlarda, periyot
dolduğunda yapılacak bakımlar otomatik olarak açık iş emri havuzunda görülmektedir. Ölçüm veya
yağlama sonuçları sisteme girilmektedir. Ölçüm sonucu ikaz ve stop aksamaları oluşuyorsa kullanıcı
uyarılmaktadır.
Hidrolik ve Pnömatik sistemlere ait iş emri akış şeması ve raporlama işleri Şekil 3' de verilmiştir.
Ölçülecek kriterlerin
cinsi
Hidrolik sistem
Resim-doküman
İş talimatı
işin süresi
İş tanımı
• Fiili iş gücü
Gerekli iş gücü
• Kullanılan malzeme
Yedek parça
iş Emri
• Maliyet
• Fiili ölçü değeri
• İşin süresi
işin tarifi
1
Raporlama
Gerekli teçhizat
İkaz edilecek üniteler
Periyot
Koruyucu malzeme
Maliyet bilgisi
İkaz veren nokta raporu
İş emri fiili bilgiler raporu
Sistemlerin performans raporu
Şekil 3. Hidrolik ve Pnömatik sistemlerin iş emri akış şeması.
İşletme içerisinden gelen tüm ihbarlar (iş bildirimi) bakım yönetim kapsamında tutulmaktadır. Gelen iş
bildirimleri değerlendirilir olumlu bulunursa, ilgili yere iş emri açılır. Bu amaçla bildirimi yapan kişi
yaptığı iş bildiriminin durumunu EBYS üzerinden takip edebilir.
Arıza yada planlı bakılacak yerler üzerinde iş emirleri oluşturmak amacıyla iş tanımları oluşturulur.
Bakıma çıkacak (planlı-arıza) tüm personeller iş emirlerini EBYS sisteminden alır. Böylelikle ilgili yer ile
yapılan tüm bakımlar sisteme kaydedilmiş olur.
5. HİDROLİK VE PNÖMATİK SİSTEMLERDE KONTROL KRİTERLERİ VE PERİYODİK İŞ
EMİRLERİ OLUŞUMU
Hidrolik ve pnömatik sistemlerde kontrol edilecek makine veya noktanın hangi kritere göre kontrol
edileceği çok önemlidir. Kontrol kriterlerinden bazıları Şekil 4' de verilmektedir.
. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
333
Titreşim
Sıcaklık
Basınç
Elektrik akımı
Yağ analizi
w
Hidrolik ve Pnömatik
Sistemlerin Kontrol
Parametreleri
Ses-Gürültü
Fonksiyon
Temizlik
Devir sayısı
Seviye-Set değeri
Filtre kirliliği
Deformasyon
Sızıntı-Kaçak
Şekil 4. Hidrolik ve Pnömatik sistemlerde kontrol kriterleri.
Hidrolik ve Pnömatik sistemin periyodik kontrol kriterleri için aşağıdaki hususlar göz önünde
bulundurulmalıdır.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Ne ölçülmeli ? Neden ?
Alt ve üst alarm ve stop limitleri nedir ?
Nereden ve hangi yönden ölçüm alınmalı ? Neden ?
Kaç ölçüm / makine olmalı ? Hangi sıklıkta ölçüm olmalı ?
Ne tip sensör kullanılmalı ?
Ölçüm karakteristikleri nedir ?
Ne zaman analiz yapılmalı ?
Hangi cihazlar ve teknikler kullanılmalı ?
Hangi şartlarda ölçüm yapılmalı ? Neden ?
Yukarıda belirtilen kontrol kriterleri ve hususlar göz önünde bulundurularak, Erdemir bakım yönetim
sisteminden alınan fiili pnömatik kontrol tur listesi Tablo 1'de verilmektedir.
Tablo 1: Fiili Pnömatik kontrol tur listesi raporu
İş Emri No
24/06/2003
İş Emri Durumu
Bakım Birimi
Yer Kodu/Ref. No
Oluşturduğu Tarih
02-119-2211 : TEMİZLEME HATTI PNÖMATİK KONTROL TUR
Rapor Alınma Tarihi:
KAPALI
SOĞUK HADDEHANELER, 1.SOĞUK HADDEHANE BAKIM, 1.SOĞ. HAD. MEKANİK BAKIM
3-5-1-45 HADDEHANELER, SOĞUK HAD. VE İKMAL TESİSLERİ, 1 SOĞUK HADDEHANE, TEMİZLEME 2
24/06/2003
O>
>
o
O
"O
Sıra
Mak
Drm
Makina
Nokta
İş Tanımı
Ölçüm Kriteri
Ölçüm
Değeri
Ölçüm
Birimi
Alt
Alarm
Ust
Alarm
1
Ç
PNÖMATİK SİSTEMLER,
HAVA TANKI VE DONANIMI
HAVA KURUTUCUSU
BASINÇ GÖSTERGESİ
HAVA BASINCI
BASINÇ
0,6
MPA
,4
,7
2
Ç
PNÖMATİK SİSTEMLER,
GİRİŞ FİLTRELERİ
HAVA KURUTUCUSU
FİLTRE NO :1
FİLTRE KİRLİLİK KONTROLÜ
KİRLİLİK
Uygun
3
Ç
GİRİŞ FİLTRELERİ
FİLTRE NO : 2
FİLTRE KİRLİLİK KONTROLÜ
KİRLİLİK
Uygun
PNÖMATİK SİSTEMLER,
SOĞUTUCU ÜNİTESİ
HAVA KURUTUCUSU
HAVA SICAKLIK GÖSTERGESİ
SICAKLIK KONTROL
SICAKLIK
5
SANTİGRAT
2
10
kg/cm2
4
6,5
4
Açıklama
O
o
m
w
m
w
m
DO
5
Ç
SOĞUTUCU ÜNİTESİ
HAVA BASINÇ GÖSTERGESİ
SOĞUTUCU HAVA BASINCI
BASINÇ
6
6
Ç
PNÖMATİK SİSTEMLER,
ÇIKIŞ FİLTRELERİ
HAVA KURUTUCUSU
FİLTRE NO :1
FİLTRE KİRLİLİK KONTROLÜ
KİRLİLİK
Uygun
7
ç
ÇIKIŞ FİLTRELERİ
FİLTRE NO :2
FİLTRE KİRLİLİK KONTROLÜ
KİRLİLİK
Uygun
Değil
8
ç
PNÖMATİK SİSTEMLER,
PNÖMATİK VALFLER
HAVA KURUTUCUSU
ÇIKIŞ BASINÇ REGÜLATÖRÜ
REGÜLATÖR ÇIKIŞ BASINCI
BASINÇ
0,6
MPA
,4
,6
9
ç
PNÖMATİK SİSTEMLER,
HAVA HAZIRLAYICI
HAVASTANDI NO-1
BASINÇ DÜŞÜRÜCÜ VALF
REGÜLATÖR ÇIKIŞ BASINCI
BASINÇ
6
kg/cm2
3,5
6
10
Ç
HAVA HAZIRLAYICI
BASINÇ DÜŞÜRÜCÜ VALF
REGÜLATÖR ÇIKIŞ BASINCI
BASINÇ
5,5
kg/cm2
4
7
11
Ç
HAVA HAZIRLAYICI
YAĞLAYICI
YAĞLAYICI YAĞ SEVİYE
KONTROLÜ
YAĞLANMA
Uygun
,5
12
ç
HAVA HAZIRLAYICI
NEM ALICI
FİLTRE SUYUNUN ALINMASI
SEVİYE
Uygun
Değil
,5
C/J
Yağlama
yapılacak
Su
alınacak
CO
CO
-t*
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
335
SONUÇ
Bakım yönetim sistemi bakımın verimli bir şekilde yapılması ve bakım maliyetlerinin düşürülmesi için
çok önemli bir araçtır. Hidrolik ve pnömatik sistemlerin kontrolleri genellikle fonksiyon kontrolü, yağ
değişimi ve kirlilik kontrolü, sıcaklık kontrolü, basınç kontrolü, filtre kirlilik kontrolü şeklindedir. Erdemir
bakım yönetim sisteminde (EBYS'de) bu işler için olması gereken alt ve üst limit değerleri
tanımlanabilmektedir.Sahada ekipmanlar üzerinden alınan ölçümler, EBYS'ye girilmekte ve ölçülen
değerlerin trendi grafik olarak görülebilmektedir.
Hidrolik ve pnömatik sistemler ile ilgili periyodik bakım tur listeleri, iş talimat raporu, iş bildirim raporu,
iş emri detay ve liste raporu, duruş dağılım raporları, EBYS yardımı ile alınabilmektedir. Bu raporlar
yardımı ile yapılan bakımlar analiz edilmekte ve iyileştirmeye açık alanlar tespit edilebilmektedir.
Sistem yaptığını yaz, yazdığını yap ilkesine uygun tasarlanmıştır. Bu şekilde bakım faaliyetlerinin
verimli bir şekilde gerçekleştirilmesi hedeflenmektedir.
KAYNAKLAR
[1]
[2]
Çayır E., Doğan Ö., Keski S., Aydın K., Önal Y., Erdal B., Eruz B., " ERDEMİR Bakım Yönetim
Sistemi", Bakım Teknolojileri Kongresi ve Sergisi Bildiri Kitabı, Yayın no : E/2003/334, Sayfa no :
119-126, 16-19 Ekim 2003, Denizli.
Erdemir Bakım Yönetim Sistemi kullanma kılavuzu, Erdemir.
ÖZGEÇMİŞLER
Emrullah ÇAYIR
1961 yılında Gümüşhane/Şiran'da doğdu. Makine Mühendisliği alanında; 1982 yılında Hacettepe
Üniversitesinden Lisans, 1986 yılında Orta Doğu Teknik Üniversitesi'nden Yüksek Lisans, 1996 yılında
İstanbul Teknik Üniversitesi'nden Doktora derecelerini aldı. Hacettepe Üniversitesi ve Orta Doğu
Teknik Üniversitesinde araştırma görevlisi olarak çalıştı. 1999 yılında Anadolu Üniversitesi İktisat
Bölümünü bitirdi. 1990 yılında Erdemir'e girdi. Halen Erdemir'de Verimler Yönetim departmanında
yönetici olarak çalışmaktadır.
Özkan DOĞAN
1957'de Kdz.Ereğli'de doğdu; 1979 yılında Gazi Üniversitesi Elektrik Mühendisliği'ni bitirdi. 1982-1986
yıllarında U.B.M, 1986-1987 yıllarında Salamah Co. firmalarında çalıştı. 1987 yılında girdiği
Erdemir'de Sinter bakım mühendisi ve baş mühendisi olarak çalıştı. Halen Erdemir'de Sinter ve
Hammadde Maniplasyon müdürü olarak görev yapmaktadır.
Serkan KESKİ
1972'de Kdz.Ereğli'de doğdu. İstanbul Kabataş Erkek Lisesi'nden mezun olduktan sonra, 1993 yılında
Hacettepe Üniversitesi Zonguldak Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümünden Lisans
2003 yılında Yüksek Lisans derecelerini aldı. 1993 yılında Erdemir'e girdi. Halen Erdemir'de Mekanik
ve Yardımcı Atelyeler Müdürlüğü, Sürekli Döküm Atelyesinde Atelye Başmühendisi olarak görev
yapmaktadır.
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
336
Kazım AYDIN
1970 yılında Zonguldak'ta doğdu.
İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine
Mühendisliği'ni 1990 yılında bitirdi. 2002 yılında Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Sosyal Bilimler
Enstitüsü İşletme Ana Bilim Dalı İşletme Yüksek Lisans derecesini aldı. Erdemir'e 1993 yılında girdi.
Halen Erdemir Çelikhane Müdürlüğü'nde Bakım baş mühendisi olarak görev yapmaktadır.
Yusuf ÖNAL
1966 yılında Malatya'da doğdu. Lise öğrenimini Malatya Turan Emeksiz Lisesinde tamamladı. 1987
Yılında ODTÜ Fen Edebiyat Fakültesi Matematik Bölümünden Mezun oldu. 1987-1991 yılları arasında
Karayoları Genel Müdürlüğü Bilgi İşlem Merkezinde çalıştı. 1991 yılında ERDEMİR'de çalışmaya
başladı. Halen ERDEMİR Bilgi işlem Baş Müdürlüğü'nde idari Uygulamalar Sistem Yazılım Şefi
olarak çalışmaktadır.
Bülent ERDAL
1969 yılında Kırıkkale'de doğdu; ilk, orta ve lise öğrenimini Ankara'da tamamladı; Lise tahsilinden
sonra 1988 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Ekonometri Bölümüne girdi. 1992 yılında mezun olduktan
sonra Renault Mais A.Ş.'de 2 yıl çalıştı. 1995 yılında Bosch Siemens Housgrate PEG A.Ş. 'de 3,5 yıl
çalıştı. 1998 yılında Erdemir'e girdi. Halen Erdemir'de Sistem ve Programlama Müdürlüğü, idari
Uygulamalar Şefliğinde Sistem Analisti olarak görevini sürdürmektedir.
A.Burak ERUZ
1975'de Ankara'da doğdu; ilk ve orta öğrenimini Kdz.Ereğli'de sırasıyla TED Koleji ve Kdz.Ereğli
Anadolu Lisesinde tamamladı; 1998 yılında Hacettepe Üniversitesi Matematik Bölümünü bitirdi.
Ankara MDA A.Ş.'de Programcı ve Analist olarak göreve başladı; 1999 yılında ERDEMİR'e girdi.
Erdemir Bilgi İşlem Baş Müdürlüğü, Sistem ve Programlama Müdürlüğü'nde Sistem Analisti olarak
görevini sürdürmektedir.
t
i
III. HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ PROGRAM BİLDİRİLERİ /HİD - 28
MMO, bu makaledeki ifadelerden, fikirlerden, toplantıda çıkan
sonuçlardan ve basım hatalarından sorumlu değildir.
Bakım Onarım Personeline Yönelik Bir
Hidrolik Sistem Eğitimi
Mustafa ÖZENEN
İZMİR DEMİR ÇELİK A.Ş.
EyüpSARITAŞ
İZMİR DEMİR ÇELİK A.Ş.
MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI
BİLDİRİ
. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
339
BAKIM ONARIM PERSONELİNE YÖNELİK BİR
HİDROLİK SİSTEM EĞİTİMİ
Mustafa ÖZENEN
Eyüp SARITAŞ
ÖZET
Teknolojinin gelişme hızına paralel olarak demir çelik sektörünün üretimde kullandığı makina ve
sistemlerde de ileri teknoloji ürünü ekipmanların kullanılması hızla artmaktadır. Genellikle hidrolik ve
pnömatik sistemlerin hakim olduğu bu makinaların montajlarıda işletme dışından taşeron ekipler
kullanılarak yapıldığı için, bakım onarım personeli detaylarını ve özelliklerini bilmedikleri bu
makinaların periyodik bakımlarını, arıza bulma ve giderme görevlerini üstlenmektedir. Bu durumda
bakım onarım personeli ancak arıza çıktıkça, makina ve ekipmanın parçalarını söktükçe detaylarını
görebilmekte ekipmanın özelliklerini, işlevinin ne olduğunu öğrenebilmektedir. Deneme yanılma
yöntemi diyebileceğimiz bu yöntemle bakım onarım ve arıza giderme çalışmaları üretim duruşu
maliyetlerini, bakım onarım masraflarını artıracağı gibi personelin ve makinaların güvenliğine zarar
verici durumlar oluşturmaktadır.
Kuşkusuz meslek odaları, eğitim kurumları, makina ve ekipman sağlayıcı firmalar eğitime büyük önem
vermekte değişik konularda ve teknolojinin yeni ürünleri hakkında eğitim, seminer ve tanıtım
toplantıları düzenlemektedirler. Ancak bu programlara işletmelerimizde çalışan personelimizin
tümünün katılımını sağlamak mümkün olmadığı gibi sorumlu olduğu makinanın tüm özelliklerini
mekaniğini, hidroliğini, pnömatiğini, otomasyonunu içeren eğitimi, dışarıdan uzman kuruluşlardan
temin etmek çoğunlukla olasılık dışıdır.
GİRİŞ
Demir Çelik sanayinde çalışan mekanik bakım mühendisleri olarak demir çelik sektörünün ağır ve
tehlikeli, iş riski yüksek olan bir sektör olması nedeniyle "işibilen elemanlarla görevi sürdürürüz"
mantığını kesinlikle yanlış bulup, makinalarını iyi tanıyan bilgili, eğitimli ve muhakeme yetenekleri
gelişmiş bakım ekipleri oluşturma çabasındayız. Bu amaçla fabrikamızda yeni bir sistemi devreye
almadan önce bu sistemle ilgili eğitim programı düzenlemekteyiz. Eğitim programları kendi teknik
personelimiz tarafından AutoCAD programlarında genel görünüş, detay, montaj-demontaj, hareketli
mekanizmaların hareket resimleri ayrı ayrı çizilip PovverPoint Animasyon programına kopyalanarak
hazırlanmaktadır. Hazırlanan program, vardiya çalışma düzeni göz önünde bulundurularak 16 ile 20
kişilik gruplara eğitim salonumuzda bilgisayar ortamında projektör ile büyütülerek, 30 dakikalık
bölümler halinde sunulmakta, sunulan bölümle ilgili sahada makina ve ekipman üzerinde de 30
dakikalık bilgileri pratikleştirme ve pekiştirme yapılmaktadır. Eğitimde mekanizmaların görsel
hareketliliği sağlanırken, makinanın kısım kısım fonksiyonları, teknik özellikleri, kapasitesi, malzeme
bilgileri, hidrolik, pnömatik, otomasyon, yağlama, soğutma, montaj, demontaj, kontrol ve bakım
konuları ele alınmaktadır. Bilgilerin paylaşımı gereği uyguladığımız eğitim programlarından birinin
genel akışını şöyle özetleyebiliriz.
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
ELEKTRİK ARK OCAĞI ELEKTROD HAREKET SİSTEMİ EĞİTİMİ
ANA KISIMLAR (Şekil 1)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Dikey Kolon ve Hidrolik Silindirleri Taşıyıcı Çelik Konstrüksiyon
Dikey Kolon Yataklama (Klavuz) Makaraları
Dikey Kolonlar
Elektrod Hareket Hidrolik Silindirleri
Yatay Alüminyum Akım Taşıyıcı Kollar
Elektrod Sıkma Çeneleri
Elektrod Sıkma Silindirleri
Elektrod Soğutma Ringleri
Hidrolik Ünite
Pompa ve Tank Grubu
Valf İstasyonu
Hidrolik Akü Grubu
10. Tesisat
Hidrolik Tesisat
Soğutma Suyu Tesisatı
Pnömatik Tesisat
Merkezi Gres Yağlama Tesisatı
Şekil 1. Elektrik Ark Ocağı Elektrod Hareket Sistemi Genel Görünüşü
340
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
341
Ana Kısımların Detaylı İncelenmesi
Ana kısımların ayrı ayrı fonksiyonları, malzeme bilgileri, bağlı olduğu kısımlar, montaj demontaj
bilgileri, üretim esnasında izlenmesi gereken hususları, periyodik bakım duruşlarında yapılacak kontrol
ve koruyucu bakım işlemleri, teknik emniyeti gerektiren hususları, ilgili teknik resimleri üzerinde
anlatılıp tartışılır.
ÖRNEK:
YATAY ALÜMİNYUM AKIM TAŞIYICI KOLLAR (5)
Fonksiyonları:
Elektrik enerjisini, kablolardan bakır iletken pabuç vasıtası ile elektrodlara iletmek, elektrodu taşımak.
Alüminyum armlar elektrik enerjisini doğrudan kendi üzerinden elektrodlara iletir. Klasik akım taşıyıcı
kollardaki gibi ayrı ocak üstü akım taşıyıcı bakır tüp, terminal ve izolasyon bağlantılarına gerek yoktur.
Şekil 2. Alüminyum akım taşıyıcı kollar elektrik enerjisini kendi üzerinden elektrodlara iletir
Malzeme:
Yatay alüminyum akım taşıyıcı kolların gövdesi genel olarak 35 mm kalınlığında alüminyum
malzemeden kaynaklı birleştirme metodu ile imal edilmiştir. Bakır kabloların bağlı olduğu arka alın
kısmı ile elektroda enerji ileten bakır iletken pabucun bağlı olduğu ön alın kısmı ön yüzeyleri 10 mm
bakır, gerisi alüminyum olan iki katmanlı bütün bir malzemedir.
ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
342
Bağlı Olduğu Kısımlar:
Alüminyum yatay akım taşıyıcı kollar, dikey kolonlar üzerine oturtulmuş ve 3 adet saplama ve süper
civata vasıtasıyla bağlanmıştır. Arka alın yüzeyine 4 adet sekonder esnek iletken kablo bağlıdır. Ön
kısmında elektrod sıkma çenesi, bakır iletken pabuç ve akım taşıyıcı kolun içine monte edilmiş,
elektrod sıkma hidrolik silindiri mevcuttur. Ayrıca soğutma suyu esnek hortum bağlantıları ve su
soğutma ringi yatay akım taşıyıcı kolun alt kısmına bağlıdır. (Şekil 3)
ENERJİ KABLOLARI
2 NO'LU ALÜMİNYUM ARMI
ELEKTROD
İZOLASYON PLAKASI
KONTftK FENİCET ~
DİKEY KOLON
SOĞUTMA SUYU HORTUMLARI
ELEKTROD SIKMA SİLİNDİRİ
F°T
W
ELEKTROD SOĞUTMA RİNGİ
Şekil 3. Alüminyum akım taşıyıcı kol ve bağlı olduğu kısımlar
Montaj Demontaj Bilgileri:
Yatay akım taşıyıcı kolun demontajında aşağıdaki sıralama takip edilir.
1) Elektrod, tavan vinci kancasına bağlanır. Elektrod sıkma çenesi açılır. Elektrod çıkarılır.
2) Yatay akım taşıyıcı kola bağlı soğutma suyu hortumları, enerji kabloları, hidrolik hortum ve
pnömatik hortum sökülür.
3) Yatay akım taşıyıcı kol polyester kaldırma sapanı ile tavan vincine bağlanır.(çelik halat kesinlikle
kullanılmayacaktır)
4) Üç adet özel cıvatanın (süper bolt) izolasyon kapak ve kovanları sökülür. Süper civatanın 10 adet
sıkma civataları gevşetildikten sonra süper civatalar sökülür.
5) Yatay akım taşıyıcı kol vinç ile kaldırıp, taşınır.
6) Yatay akım taşıyıcı kol beşikler üzerine oturtulup gerekli emniyet sağlandıktan sonra alt kısımdan
saplamalar sökülür.
7) 60 mm elektrik izolasyon plakası vince bağlanır ve taşınır.
Yatay akım taşıyıcı kolun montajında bu sıralamanın tersi takip edilmelidir.
•
Fi
Şekil 4. Yatay akım taşıyıcı kolların montaj, demontaj sıralaması
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
343
Üretim Esnasında İzlenmesi Gereken Hususlar:
1)
2)
3)
Elektrod sıkma bölgesinde, yatay akım taşıyıcı kol ve dikey kolon arasındaki izolasyon
bölgesinde kızarma ve arklanma olup olmadığı,
Soğutma sularının dönüş sıcaklıklarının kontrolü,
Akım taşıyıcı kolun kendisinde, tesisat ve bağlantılarında, su, hava, hidrolik yağ kaçağı olup
olmadığı,
Periyodik Bakım Duruşlarında Yapılacak Kontrol ve Koruyucu Bakım İşlemleri:
1)
2)
3)
4)
Yatay akım taşıyıcı kol ve dikey kolon bağlantısını sağlayan özel civatanın sıkma civatalarmm
tork anahtarı ile kontrolü (140 Nm),
Bakır iletken pabucun elektrod basma yüzeyinin temizliği,
Elektrod sıkma çenesinin yatay akım taşıyıcı kol bağlantı kızaklarının temizliği,
Elektrod soğutma ringlerinin su çıkış deliklerinin kontrolü.
Şekil 5. Periyodik bakım duruşunda yapılacak işlemler
Teknik Emniyeti Gerektiren Hususları:
1)
2)
3)
4)
Ocak enerjili iken tesisatlara müdahale edilmeyecektir.
Ocak enerjili iken akım taşıyıcı kollar üzerinden vinç ile herhangi bir malzeme taşmmayacaktır.
Ocak enerjili iken akım taşıyıcı kolların üzerine veya yakın arka alt bölgesine çıkılmayacaktır.
Ocak enerjisiz iken akım taşıyıcı kolların altında veya üzerinde; operatör masasına
"Çalıştırmayınız, Bakım yapılıyor." levhası asılmadan çalışma yapılmayacaktır.
HİDROLİK ÜNİTE, ELEKTRİK VE OTOMASYON (9)
Eğitimde konu olan sistemin mekanik kısımları ve ekipmanları yukarıdaki ana başlıklarda ayrı ayrı
incelenmesinin ardından sisteme ait hidrolik, elektrik ve otomasyon eğitiminde farklı başlıklar takip
edilmektedir.
Pompa ve Tank Grubu :
Sistemin pompa, pompa motoru, kaplin, emiş ve basınç hatları hortum ve tesisatları, emiş, basınç ve
dönüş filtreleri, tank kapasitesi, tankın ölçüleri, minimum ve maksimum yağ seviye gösterge ve sviçleri,
sıcaklık göstergesi, yağ sıcaklık algılayıcısı, yağ ısı eşanjörü gibi diğer tüm aksesuarlarının teknik
özellikleri, fonksiyonları ne amaçla kullanıldığı bilgilerinin yanı sıra günlük ve vardiya bazında kontrol
noktaları ve yapılacak işlemleri içermektedir.
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
344
Hidrolik Akü Grubu :
Bu sisteme ait özel hidrolik akü grubu olduğu için ayrı başlık altında eğitimde yer almıştır. Azot
tüplerinin sayısı, birbirlerine bağlantıları, pistonlu hidrolik akülerin özellikleri, kapasiteleri, basınçları,
basıncın gerektiğinde nasıl ve nereden tanka boşaltılacağı, azot basıncının kontrolü, azot dolumunun
nasıl ve nereden yapıldığı gibi bilgileri içermektedir. Ancak burada akü grubunun azot tüplerine gaz
doldurma işleminin kendilerine yalnızca bilgi olarak verildiğini, bu işin mühendislerimizin refakati
olmaksızın yapılmayacağı hatırlatılmıştır.
Valf İstasyon Grubu :
Bu bölümde basınç hattı boşaltma valfinden (relief valf) başlayarak silindire yağ gidinceye kadar
kullanılan hidrolik ekipmanların (Şekil 6'de görüldüğü gibi) özellikleri ve fonksiyonları detaylı bir şekilde
tanıtılır.
X X1 X2 X4 X5-X6/X7 X8 X9/A 1X10
X: 4 YOLLU.2 POZİSYON KONTROLLÜ,
ELEKTRONİK KONTROLLÜ ORANSAL VALF
XI : ANMA BÜYÜKLÜĞÜ
X2 : SÜRGÜ GEÇİŞ KONUMU TİPİ
X4 : 350 l/min YAĞ GEÇİRME KAPASİTESİ
X5 : ÇALIŞMA EĞRİSİ;DÜZGÜN ARTAN VEYA AZALAN
X6 : SERİ
X7 : PİLOT VALFİ
X8 : ÇALIŞMA VOLTAJI 24 V DC
X9 : SOKETLİ (SOKET KARŞILIKLI GEÇMELİ DEĞİL)
X10 : NBR SIZDIRMAZLIK
A
A/VV
X
3
1
1 Jı
T
T
p
1/ ^
Şekil 6. Hidrolik ekipmanların tanıtım bilgileri örneği
Hidrolik Devre Çalışma ve Otomasyon Bilgileri:
• Pompaların çalıştığı silindirlerin hareket etmediği pozisyon (Şekil 7)
• Elektrodun hızlı yukarı hareketi (Şekil 8)
• Elektrodun normal hızda yukarı hareketi (Şekil 9)
• Elektrodun aşağı hareketi (Şekil 10)
Gibi hareketlerin oluşması için valflerin konumlarının ne olduğu hangi ventilin enerjilendiği, basınçlı
yağın (kırmızı renk) nereden geçtiği, tank eden yağın (mavi renk) nereden dönüş yapmakta olduğu
gösterilerek anlatılmaktadır. Anlatım sırasında yine AutoCAD programlarında çizilmiş birbirini takip
eden pozisyonların teknik resimleri Povverpoint animasyon programına arka arkaya kopyalanarak
hazırlanmakta ve eğitim esnasında bu hareketlilik (tek hat şemasında yağ hatlarında ve ventil
konumlarındaki değişiklikler) verilmekte, ayrıca hidrolik sistemin tahrik verdiği mekanizma veya
sistemin hareketi görsel olarak yansıtılmaktadır.
ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
ELEKTROD HAREKET SİLİNDİRİ
0 220 STROK: 5000 mm
ELEKTROD HAREKET SİLİNDİRİ
0 220 STROK: 5000 mm
345
»ELEKTROD HAREKET SİLİNDİRİ
0 220STROK:5000mm
Şekil 7. Pompaların çalıştığı sistemin hareket etmediği pozisyonda basınçlı hatlar
Şekil 8. Elektrod hızlı yukarı hareketi (300 mm/sn )
ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
Şekil 8.a. Elektrod hızlı yukarı hareketi (300 mm/sn )
346
II. ULUSAL HİDROLİK PNOMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
347
Ti
— J J
ELEKTROD HAREKET SİLİNDİRİ
0 220 STROK : 5000 mm
ELEKTROD HAREKET SİLİNDİRİ
0 220 STROK : 5000 mm
Şekil 9. Eiektrod yukarı hareketi (150 mm / sn)
ELEKTROD
YUKARI HAREKETİ
O-69O l/min
j, Q=34O l/min
Şekil 9.a. Eiektrod aşağı hareketi
III. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
348
i
Şekil 10. Elektrod aşağı hareketi
. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
349
r
r
_r
L
_ J
r i
-s-
Ll
AŞAĞI HAREKET EDEN
ELEKTROD
I
0=690 l/min
BASINÇ
ALGILAYICI
M4K>"
Şekil 11. Basınç algılayıcısının önemi
Devrenin çalışma elektriği dışında mekanik bakım personelinin bilgilenmesinde yarar gördüğümüz
bazı otomasyon bilgileride verilmektedir.
Örneğin; Ocakta ergitmede, elektrodlar enerjili iken herhangi bir elektrodun altına hurda içindeki
yalıtkan bir malzeme rast geldiyse elektrodun aşağı hareketi nasıl durdurulur?
II. ULUSAL HİDROLİK PNÖMATİK KONGRESİ VE SERGİSİ
350
Eletkrodlar enerjilendiğinde aşağı inme hareketi 3 elektrodta birden başlar. Ancak elektrodlar farklı
boylarda olduğu için üç elektrodtan biri hurdaya daha önce yaklaşır ve hurdaya değer değmez o
elektrodtaki gerilim sıfırlar ve elektrodun aşağı hareketi durur. Diğer elektrodlardan biri daha hurdaya
yaklaşınca iki elektrod arasında hurda üzerinden akım akması oluşur ve üçüncü elektrodta aynı
şekilde akım iletişimine katılır. Hurda ergime olayı başlamış olur. Elektrodun altına yalıtkan malzeme
gelmesi durumunda elektrodtaki gerilim hurdaya akıp sıfırlayamaz ve diğer faza hurda üzerinden
akım iletişimi gerçekleşmez. Bu durumda elektrod hurdadan uzaktaymış gibi aşağı inmeye devam
edecek ve yaklaşık 14 ton ağırlık (hareketli kısımlar, alüminyum akım taşıyıcı kol, dikey kolon,
elektrod sıkma çenesi, enerji kablolarının toplamı) karbon malzemeden olan 0508 elektrodun üzerine
binerek elekrodun kırılmasına neden olacaktır. Bunu engelleyen her elektroda ait basınç
sviçleridir.(Şekil 11) Normal olarak elektrod hareketleri sırasında 57 bar olan basınç elektrod yalıtkana
değince sistemin basınç 37 bar 'a düşünce ağırlığı yalıtkan malzemeye binmeye başladığından
sistemi taşıyan silindirin içindeki yağın basıncı giderek azalır.
SONUÇ
işletmelerimizde eğitimi hazırlayan ve sunan teknik personel eğitim uzmanı olmamasına rağmen
gerçekleşen eğitimler sonucunda personelin özgüvenlerinin, çalışma saatlerinde istekli görev yapma
ve verimliliklerinin arttığı, makinaları daha fazla sahiplendikleri görülecektir. Olanaklar ölçüsünde kara
tahta veya tepegöz ile başlanacak eğitimlerin, gelişmeler sonucunda 3 boyutlu çizim programlarınında
kullanılarak daha etkili eğitim metod ve araçlarına ulaşılacak; ayrıca "4702 sayılı kanunla 200 ve daha
fazla personel çalıştıran işyerlerine eğitim birimi kurma zorunluluğu getirilmesi" nedeniyle kurulacak
eğitim birimi için tecrübe ve alt yapı oluşturması açısından da faydalı olacaktır.
ÖZGEÇMİŞLER
Mustafa ÖZENEN
1956 yılı Gölhisar / BURDUR doğumludur. 1984 yılında Ortadoğu Teknik Üniversitesi Gaziantep
Mühendislik Fakültesi Makina Bölümünden mezun olmuştur. İzmir Senkromeç Sanayiinde başladığı
meslek hayatına 1987 yılında Çelikhane Mekanik Bakım Mühendisi olarak işe başladığı İZMİR DEMİR
ÇELİK SANAYİ AŞ FOÇA ÇELİK FABRİKASINDA, halen Mekanik Bakım Müdürü olarak devam
etmektedir.
Eyüp SARITAŞ
1971 yılı Şereflikoçhisar/ ANKARA doğumludur.
1994 yılında Gaziantep Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümünden mezun
olmuştur. Askerlikten sonra 1996 - 1997 yılları arasında EGEMOSAN Kalite Sistem Bölümünde
mühendis olarak görev yapmıştır.
1998 yılından beri İZMİR DEMİR ÇELİK SANAYİ AŞ FOÇA ÇELİK FABRİKASINDA Mekanik Atelye
Mühendisi olarak çalışma hayatına devam etmektedir.
t
f