e ElementleriBasınçlı Hava Sistemlerinde Kullanılan Sıralı Hat(In-Line)Filtr

BASıNçLı HAVA tANkLArıNdA GALVANİZ KApLAMANIN ÖNEMİ VE KALİtE pRobLEMLERİ

uğur kArALı makine mühendisi & kaynak mühendisi urT mühendislik basınçlı kaplar ceo su

Günümüz şartlarında basınçlı hava tankların korozyon süresini azaltmak için metal üzerinde kaplanan çinkoya galvanizleme işlemi demekteyiz. sıcak daldırma galvaniz kaplama demir veya çelik ürünlerin korozyondan korunması amacı ile yüzey temizleme işleminden sonra 450°c civarında erimiş çinko banyosuna daldırılması ile oluşturulan metalik bir kaplama türüdür. diğer metalik kaplamalarla karşılaştırıldığında, uygulama prosesi ve kaplama özellikleri açısından farklılıklar gösterir.

SDG yöntemi ile elde edilen kaplamanın kalitesi, fiziksel, mekanik ve kimyasal tüm özellikleri, kaplanan ürünün; Çelik türüne, yüzey durumuna, ebadı ve kütlesine, tasarımına, imalat yöntemlerine ve galvanizleme şartlarına bağlıdır. Galvanizlemeye uygun malzemeler her türlü yapı çelikleri, düz karbon çelikleri, düşük alaşımlı çelikler, dövme, demir ve çelik dökümlerdir. Dökme demirler (gri, sfero) galvanizlenebilir; ancak yüzeylerindeki kum ve karbon kalıntılarını uzaklaştırmak, temiz ve pürüzsüz bir yüzey elde etmek için kumlama işlemine tabi tutulmalıdır. Lehimli, pirinç ve bronz kaynaklı, aluminyum perçinli ürünler galvanizlenmez. Galvaniz kaplama, çelik ve 450°C de sıvı haldeki çinko ile metalurjik reaksiyon sonucu oluşur. Çelik metalurjisi ve yüzey durumu, oluşan kaplamanın görünüm, kalınlık ve tokluk, bağlılık, kırılganlık ve sertlik gibi özelliklerine etki eder. Çoğu yapı çelikleri bünyesinde düşük seviyede alaşım elementleri içerir. Çinko - çelik reaksiyonunda kaplamayı oluşturan ana element demirdir. Saf demirin çinko ile reaksiyonu düşüktür. Bu nedenle çok düşük alaşımlı çeliklerde oluşan kaplama, standart kalınlık değerlerinin altındadır.

Galvaniz sonrası oluşan alaşım katmanları

Çeliğin galvaniz yolu ile koruma kararı her zaman tasarım ve imalat öncesi alınmalıdır. Tasarımcı, imalatçı ve galvanizcinin aralarında görüşmeleri galvaniz işlenminden iyi sonuçlar elde etmek için gereklidir. Kolay askılama ergimiş çinkonun serbestçe yüzeylerden akmasını sağlayan bir tasarım, teknik ve estetik açıdan kaplamanın kalitesini artırır. En iyi galvaniz sonucu için iyi bir tasarım yapılmalıdır ve basınçlı tanklar için çok kısıtlı bir durum söz konusudur. Kapalı kapların içten galvanizleme işlemi kolay olmayan bir işlemdir. Uygun bir galvaniz tesisi gerekmektedir. Galvaniz işlemi uygulayan firmalar her ürünü nerdeyse aynı havuzda çinko daldırma işlemi gerçekleştirdiğinden ürün kalitesi ülkemiz şartlarında birbirini tutmadığı gözlemlenmiştir.

Sağlıklı galvanizlemede basınçlı tanklara uygun çinko havuzu ve çinko kalıplamaları gerekmektedir. İyi bir boğuma eğrisi tankları ve basınçlı tanklarda kullanılan malzemenin çinko emiş oranına göre işlem skalası uygulanmalıdır. Bunun uygulanabilmesi için ciddi bir galvanizli basınçlı hava tankı ihtiyacı olması gerekmektedir. Yani şöyle ifade etmek gerekirse ülkemizde kullanılan boyalı hava tank yerine galvanizle kullanılması her türlü kalite problemini çözecektir. Galvaniz firmaları buna uygun olarak yatırımlarını tamamlayacaklardır. Dünyada özellikle ithal edilen basınçlı galvanizli tankların görüntülerin çok iyi olması bu anlattıklarımla ilgili. Şöyle bir skalamız daha vardır;

Galvanizleme işlemi sadece görselle ilgili değildir, iyi galvaniz iyi bir görsel anlamına gelmemektedir veya kötü galvaniz kötü görsel değildir. Fakat ülkemizde ve dünyada ürünün görselliği çok önem arz etmektedir, müşteriye bu bilgiler teknik olarak verilmekte ve garanti şartları sağlanmaktadır.

Bazı elementler özellikle silikon (Si) ve fosfor (P) çelik yüzey üstünde sıcak daldırma ile galvanizlemeyi demir ile erimiş çinko arasındaki reaksiyonu uzatarak etkileyebilir. Dolayısıyla bazı çelik kompozisyonları görüntü, kalınlık ve düzgünlük açısından daha istikrarlı kaplamalar meydana getirilebilir. Çeliğin önceki hikayesi (örn. sıcak haddelenmiş veya soğuk çekilmiş) erimiş çinko ileri reaksiyonunu etkileyebilir. Estetiğin önemli olduğu yerde veya belli kaplama kalınlığı veya yüzey düzgünlüğü kriteri bulunduğunda, çelik seçimiyle ilgili uzman görüşü nesnenin imalatı veya sıcak daldırma ile galvanizleme öncesi aranmalıdır. tablo 1: Galvanizlemenin 445 °c ila 460 °c ısıları arasında gerçekleşmesinden belli kaplama özellikleriyle bağlantılı olan çelik kompozisyonları hakkında basit bir yönlendirme sağlar.

Çelik komposizyonu ile bağlantılı kaplama karakteristikleri ISO 14713-2:2009 (E0)

Kategori Reaktif elementlerin tipik düzeyleri İlave bilgi tipik kaplama özellikleri

A ≤0,004% ila <0,025%p bakınız not 1 Kaplamanın daha ince bir yapısı ve parlak bir görünümü vardır. Kaplama yapısı dış çinko katmanı içerir.

b 0,14 Si ila 0,25%Si Fe/Zn alaşımı kaplamadan yüzeye kadar uzayabilir. Kaplama kalınlığı artan silikon içeriğiyle artar. Diğer elementlerde çelik reaktifliğini etkileyebilir. bilhassa, %0,0035’ten fazla fosfor düzeyleri artan reaktiflik sağar. Kaplamanın daha ince bir yapısı ve parlak bir görünümü vardır. Kaplama yapısı dış çinko katmanı içerir.

C >0,004% Si ila ≤ 0,14 % Si Son derece kalın kaplamalar oluşabilir Kaplamanın daha koyu bir görünümü ve kaba bir dokusu vardır. Demir/çinko alaşımları kaplama yapısına hakimdir ve işlem yapmaya daha zayıf direnç ile çoğunlukla kaplama yüzeyine uzanır.

D >0,25% Si Kaplama kalınlığı artan silikon içeriğiyle artar. Kaplamanın daha koyu bir görünümü ve kaba bir dokusu vardır. Demir/çinko alaşımları kaplama yapısına hakimdir ve işlem yapmaya daha zayıf direnç ile çoğunlukla kaplama yüzeyine uzanır.

Not 1: Si+ 2,5 P ≤ 0,09 % formülüne karşılık gelen çeliklerin bu özellikleri göstermesi gerekir. Soğuk haddelenmiş çelikler için, bu karakteristiklerin çelik formülü Si+2, P ≤ 0,04 % formülüne uygun olduğunda gözlemlenmesi gerekir.

Not 2: Çinko eriyik içindeki alaşım öğelerinin mevcudiyetinin (örn. nikel) bu tabloda belirtilen çinko özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Bu tablo yüksek dereceli galvanizleme için ilgili kılavuz sunmaz (örn. 530 °C ile 560 °C arasında erimiş çinko

batırılma).

Not 3: Bu tabloda belirtilen çelik kompozisyonları diğer faktörler etkisi altında değişecektir ve her erimin sınırları buna göre değişkenlik gösterecektir.

MALZEME KOMPOZİSYONU TASARIM

Son kat işlemi yapılacak olan nesnenin imalatı esnasında tasarımı değil aynı zamanda son katın gerektirdiği sınırlamalar da hesaba katmalıdır. ISO 14713-2 nolu yukarıda bahsedilen standart EK-A ‘’Sıcak daldırma nesnelerde tercih edilen tasarımlar’’ adlı bölüme bakılmalıdır. Galvanizlenecek olan nesnelerde ürünün kullanım amacına uyması açısından imalat esnasında imalatçı tarafından uygulanan bazı işlemler galvanizlenecek malzemelerde iç stres oluşturabilir. Bu iç stresler biçimlendirme, kaynak işlemi, oksijen ile kesme veya delik açma işlemi gibi imalatı tamamlama işlemlerinden ve hadde makinesinden kaynaklanan artık gerginliklerinden meydana gelir. Bu uygulamalar sonucu ortaya çıkan stresler kaplanan nesneye zarar verebilir veya deformasyona sebebiyet verebilir. Alıcı sıcak daldırma ile galvanizlenecek olan ürünün tasarımını yapmadan veya üretmeden önce galvaniz firmasının görüşünü almalıdır. Zira nesnenin yapısını sıcak daldırma süreci için adapte etmek gerekebilir. (Konuyla ilgili TS EN ISO 14713-1 / Madde 4.1).

GALVANİZLEME

Sıcak daldırmalı galvaniz banyosu öncelikle ergimiş çinko ihtiva eder. Galvanizleme işlemi demir ve çelikten imal edilmiş malzemelerin ortalama 450 °C'de erimiş halde bulunan bu çinko havuzuna daldırılmasıyla gerçekleşir. Erimiş çinko içindeki diğer elementlerin toplamı (ISO 752, EN 1179 veya EN13283'te tarif edildiği gibi, demir ve kalay dışında) kütlece %1,5'i geçmemelidir. (TS EN ISO 1461 / Madde 4.2).

Sıcak daldırma ile galvanizeme süreci temiz, ön işlem yapılmış, mamül çelik nesnelerin erimiş çinko/ çinko alaşımı banyosunda yaklaşık 450 oC ısıda batırmayı ve bunları kaplamayı oluşturan metalürjik reaksiyon tamamlandığında çekmeği içerir. Daldırma sürecinde ısıdan dolayı daldırılan malzemelerde büyük ve dengesiz gerilimlerin boşalması meydana gelebilir.

GALVANİZLEME SONRASI GÖRÜNÜŞ

Görünüş konusundaki gereklilikler için genel olarak TS EN ISO 1461 standardı 3.1. maddesi esas alınmalıdır. Koyu veya gri alanların (hücre görüntüsü veya koyu gri alanlar gibi) veya yüzey düzgünlüklerinin oluşması ret sebebi sayılmamalıdır. Toplam kalınlığı belirtilen en küçük değerin altında olmamak kaydıyla, ıslak stoklama lekeleri (esas olarak sıcak daldırmalı galvanizleme sonrası nemli şartlarda oluşan çinko oksit) ret sebebi olmamalıdır.

BAKIM PROSEDÜRÜ

Galvanizleme esnasında malzeme yüzeyinde tutunan çinko kalıntı ve çapakları, hızlı soğuma neticesinde nesne yüzeyinde ve uç kısım ve köşelerde oluşan sivri kalıntıları yüzünden galvaniz kaplamalarına zarar verilmemelidir. Temizleme-bakım yöntemi için uygun yumuşaklıkta sünger ve benzeri malzemeler kullanılmalıdır.

YENİLEME

Galvanizci tarafından yenileme için kaplanmamış alanların toplamı bir bileşenin toplam yüzey alanının %0.5’ini geçmemelidir. Yenileme için kaplanmamış hiçbir alan 10 cm2’yi geçmemelidir. Kaplanmamış alanlar daha büyük olduğunda bu alanları müşteri ve galvanizci arasında aksi bir anlaşma yapılmadığı takdirde tekrar çinko kaplanmalıdır. Yenileme sıcak çinko püskürtme (Örneğin EN2063[2]) veya çinko pigmentleri böyle sistemlerin uygulama sınırları dahilinde ISO 3549’a uygun çinko bakımından zengin bir boya ile yada uygun çinko pulları veya çinko macunu ürünleri ile yapılmalıdır. Çinko alaşımı bir çubuk kullanılması da (bk. TS EN ISO 1461 Ek C) mümkündür. Yenilenmiş alanlardaki kaplama kalınlığı en az 100 µm olmalıdır.

KONTROL

Galvanizci tarafından yapılan kaplama işleminin görünüş olarak ilgili standardın 146.1 maddesine uygun olarak galvanizlenmesi gözle kontrol edilir. Galvanizci bakım prosedürünü tamamlanmış malzemelerin kaplama kalınlarının standartlarına uyup uymadığını tespit eder. Bunun için kaplama kalınları ve kalınlık ISO 1461 standardı 6.2’inci maddesi esas alınacaktır.

KAPLAMA KALINLIĞI

Kaplama kalınlıklarının ölçüm ve deneyleri (Ek D) daha yaygın olarak ISO 2808 ve ISO 2718'de (ayrıca ISO 3882'de belirtilmiştir) verilen manyetik metotlardan biriyle yapılır. Manyetik metotta kullanılan cihazlar sabit bir mıknatısla taban metal arasındaki, kaplamanın etkilediği çekimi veya kaplamanın ve taban metalin akı geçişine gösterdiği direnci ölçer. (TS EN ISO 1461 Madde 6.2.2) Basınçlı tank üreticileri galvanizli Basınçlı kap üretiminde, malzemenin yüzey pürüzlülüğüne ve malzeme üzerinde herhangi bir kalıcı kimyasalın olup olmamasına dikkat etmelidir.