Endüstriyel pnömatik sistemlerin kalbi olarak kabul edilen kompresörler, atmosferik havayı veya gazları mekanik enerji kullanarak yüksek basınçlı potansiyel enerjiye dönüştüren kritik termodinamik makinelerdir. Bu dönüşüm süreci, yüksek miktarda termal enerji (ısı) açığa çıkarır ve dahili metalik bileşenler üzerinde muazzam mekanik stresler yaratır. Sistemlerin kesintisiz ve güvenli çalışabilmesi, kullanılan yağın özelliklerine doğrudan bağlıdır. Kompresör yağ yalnızca bir “kaydırıcı” değil; sistemin bütünlüğünü koruyan, ısıl yönetimi sağlayan ve kirliliği kontrol eden kompleks mühendislik sıvılarıdır.
Hava kompresörü yağının yerine getirmesi gereken dört hayati fonksiyonu bulunmaktadır ve bu fonksiyonlar seçilecek yağın tipini (viskozitesini) doğrudan etkiler. İlk ve en kritik fonksiyon termal yönetim ve soğutmadır.
Gazların sıkıştırılması süreci yüksek sıcaklıklar üretir ve yağ, sıkıştırma odasındaki ısının büyük kısmını absorbe ederek sistemden uzaklaştırır. İkinci fonksiyon tribolojik korumadır; yüksek devirli krank mili yatakları, piston segmanları ve rotorlar arasında kusursuz bir hidrodinamik yağ filmi oluşturulmalıdır.
Üçüncü işlev dinamik sızdırmazlıktır; yağ, mekanik toleranslar arasındaki boşlukları doldurarak havanın geriye kaçmasını engeller ve verimliliği artırır. Dördüncü işlev ise kirlilik kontrolüdür; tozlar ve oksidasyon ürünleri yağ tarafından süspanse edilerek filtreye taşınır.
Bu fonksiyonların eksiksiz yerine getirilmesi için baz yağ teknolojisinin doğru seçilmesi şarttır. Mineral esaslı kompresör yağları, ham petrolün konvansiyonel rafinasyonuyla elde edilir. Oksidasyon ve korozyon önleyici temel katıklar içermelerine rağmen, mineral yağların karbon zincirleri tam olarak doymuş bir yapıda değildir.
Bu doymamış bağlar, yüksek sıcaklık altındaki kompresyon odasında oksijenle kolayca reaksiyona girerek erken oksidasyona uğrar. Oksidasyon süreci, yağın viskozitesinin kontrolsüz artmasına, asidik yan ürünlerin oluşmasına ve kompresör parçalarında çamur ve vernik birikimine neden olur. Ayrıca molekül yapıları heterojen olduğu için hafif moleküller buharlaşır; bu da cihazın yüksek oranda yağ eksiltmesine yol açar. Standart koşullarda mineral yağlar ekonomik bir çözüm sunsa da hizmet ömürleri 2.000-4.000 saatle sınırlıdır.
Buna karşın sentetik kompresör yağları (Polialfaolefinler – PAO veya Poliol Esterler – POE), laboratuvar ortamında özel tasarlanan saf, doymuş ve homojen hidrokarbon zincirlerinden oluşur. Zincirlerin tamamen doymuş olması nedeniyle sentetik yağlar oksijenle reaksiyona girmeye aşırı dirençlidir ve yüksek sıcaklıklarda moleküler yapısını koruyarak tortu oluşumunu kesinlikle engeller. Sentetik kompresör yağları, mineral yağlara kıyasla en az yüzde elli daha uzun ömür sunar ve 8.000 saati aşan kesintisiz servis aralıklarına olanak tanır.
Her kompresör türü, termodinamik yöntemine uygun özel bir akışkan dinamiği talep eder. Vidalı ve pistonlu kompresörler arasındaki yağlama gereksinimleri farklıdır.
Vidalı Kompresörlerde Hangi Yağ Kullanılır?
Büyük ölçekli basınçlı hava ihtiyacının çoğunu vidalı kompresörler karşılamaktadır. Bu sistemler, zıt yönlerde yüksek devirle dönen iki asimetrik helisel rotorun kullanılmasına dayanır. Yağ enjeksiyonlu vidalı modellerde sıvı haldeki yağ doğrudan bu sıkıştırma odasına püskürtülür. Yağ, yüksek devirli rotorlar arasında bariyer kurarak sürtünmeyi önler, sızdırmazlık sağlar ve muazzam ısıl enerjiyi anında absorbe ederek rotorların genleşip kilitlenmesini engeller.
Bu dinamik ortam ince yağlar gerektirir. Çok kalın yağlar hidrodinamik sürtünmeyi artırır, makineyi zorlar ve hararete yol açar. Dünya genelinde üreticiler tarafından zorunlu tutulan viskozite sınıfları ISO VG 32, ISO VG 46 ve ISO VG 68 numaralı yağlardır. Soğuk bölgelerde ISO VG 32 veya 46 ön plana çıkarken, yüksek ortam sıcaklıklarında daha iyi sızdırmazlık sağlamak için ISO VG 68 numaralı yağlar tercih edilir.
Yağ enjeksiyonlu vidalı kompresörlerde yağ ve hava yoğun karışım halindedir. Havadaki oksijen ve nem, yüksek sıcaklıkla birleşince mineral yağları hızla asidik çamura dönüştürür ve separatör filtrelerini tıkar. Bu sorunları önlemek için sentetik yağ (PAO/POE) kullanımı endüstri standardı olmuştur.
Pistonlu Kompresörlerde Hani Yağ Kullanılır?
Pistonlu kompresörler, içten yanmalı motorların krank-biyel mekanizmasına benzer şekilde havayı silindir içerisinde periyodik hareketlerle mekanik olarak sıkıştırır. Burada yağlama mekanizması zordur çünkü iki farklı bölge aynı akışkanla yağlanmalıdır. Krank karterindeki ana yataklar ve bağlantı çubukları devasa mekanik yükler altında çalışır ve hidrodinamik olarak yağlanır. İkinci bölge ise piston segmanlarıdır; piston hızının sıfıra düştüğü anlarda hidrodinamik film kırılır. Segmanların silindir duvarını çizmemesi için yağın metale çok güçlü tutunması şarttır.
Yüksek film mukavemeti gereksinimi sebebiyle pistonlu kompresörlerde ince yağlar kullanılamaz. Çok ince bir yağ, yüksek yükler altında yağ filminin ezilmesine ve yatak sarmasına neden olur.
Ayrıca ince yağ sıkıştırma odasına kaçarak yüksek basınçlı hava hattına karışır. Bu nedenle, pistonlu kompresörlerde her zaman çok daha kalın, yüksek viskoziteli yağlar kullanılmalıdır. Üreticilerin yönergelerine göre, pistonlu kompresörlerde ISO VG 68, ISO VG 100 ve ISO VG 150 numaralı kalın yağlar zorunlu tutulmaktadır.
Pistonlu kompresörlerin yağlanmasında yağın termal yaşlanma direnci çok mühimdir. Kompresörün en sıcak bölgesi olan egzoz valflerine ulaşan zayıf yağ yanarak “kok” (taş benzeri sert karbon tortuları) oluşturur. Karbonlaşan valfler tam kapanamaz ve makine aşırı ısınır. En kritik tehlike ise karbon tortularının yüksek basınçlı ve oksijenli havayla reaksiyona girerek şiddetli patlamalara neden olmasıdır. Yangın riskini önlemek için DIN 51506 standartları geliştirilmiştir. Ağır sanayi pistonlu kompresörlerinde, 220°C’ye kadar üstün oksidasyon koruması sunan DIN 51506 VDL sınıfı yağlar zorunludur.
KOMPRESÖRLERDE KAÇ NUMARA YAĞ KULLANILIR?
Endüstriyel yağların viskozitesinin (akışkanlık derecesinin) sınıflandırılmasında dünyaca geçerli ISO VG (Viscosity Grade) sistemi kullanılır. Bu numaralandırma sistemi, yağın standart olarak laboratuvar ortamında 40°C referans sıcaklığındaki kinematik viskozitesini (cSt birimi ile) ifade eder. Örneğin, ISO VG 46 yağı, 40 derecede ortalama 46 cSt akışkanlığa sahiptir.
Santrifüj (Centrifugal) kompresörler ise yapısı gereği vidalı ve pistonlulardan ayrılır. Çok yüksek hızlarda (on binlerce RPM) ancak düşük yatak yüküyle dönen bu sistemlerde hidrodinamik direnç yaratmaması için her zaman en ince yağlar olan ISO VG 32 kullanılır.
Sektörde en büyük arızalar “SAE” ve “ISO VG” sınıflandırmalarının yanlış yorumlanmasından kaynaklanır. Üreticiler küçük pistonlu kompresörlerin kullanım kılavuzlarında genellikle cihazın SAE 30 numaralı yağ ile çalışmasını belirtir. Ancak bu, taşıt motorları için geliştirilmiş SAE 30 değildir. Otomobil motor yağları, silindirdeki yanma sonrası asitleri temizlemek için devasa oranda deterjan katıkları barındırır.
Hava kompresörlerinde bu yağ kullanıldığında deterjan molekülleri havadaki yoğuşma suyunu hapseder, köpüklü bir emülsiyona (mayonez kıvamında çamura) dönüşür ve kompresörü anında kilitler. Üreticinin SAE 30 derken kastettiği her zaman Deterjansız (Non-Detergent) SAE 30 spesifikasyonudur. Endüstriyel dönüşüm tablolarına göre deterjansız SAE 30’un tam eşdeğeri ISO VG 100 kompresör yağıdır.
Hangi numara yağ kullanılacağına karar verilirken ortam sıcaklığı kesinlikle dikkate alınmalıdır. Sıcaklık arttıkça yağ incelir, film tabakası zayıflar; sıcaklık düştükçe yağ kalınlaşır. Arrhenius Reaksiyon Hızı Kanunu’na göre, yağ sıcaklığındaki her 10°C’lik artış oksidasyon hızını iki katına çıkararak çalışma ömrünü yarı yarıya düşürür. Ekstrem sıcaklık koşullarında (40°C ortam veya 105°C çıkış sıcaklığı) sentetik yağ zorunludur. Dondurucu soğuklarda ise standart yağlar mumlaşıp katılaşarak pompalanamaz. Bu soğuklarda akma noktası düşük sentetiklere veya bir alt ince viskozite sınıfına (örn: ISO 100 yerine ISO 68) geçiş yapılmalıdır.
Kompresör yağları ve doğru ürün seçimi hakkında daha fazla bilgi almak içinhttps://zerpet.com/ ziyaret edebilirsiniz.
