İş Makinaları Mühendisleri Birliği Derneği

Yağ Analizi (SOS)

Admin 15:1511 Ağustos 2022

Yağ analizleri, iş makinelerinin ömrünü ve verimliliğini arttırmak, bakım masrafları ve zaman kaybını önlemek için kullanılan ve uygulanmakta olan bir koruyucu bakım programıdır.

Yağ analizleri ile bütün kullanılmış yağlar; motor, şanzıman, diferansiyel, cer ve hidrolik sistem yağları test edilebilmektedir. Bu testler, sadece yağın durumunu değil, daha çok iş makineleri ve motorların durumunu değerlendirmek üzere geliştirilmiştir. Koruyucu bir bakım programının başarısı, kullanıcıya getirdiği maddi kazançla ölçülebilir. Yağ analizlerinin uygulaması ucuz, çabuk ve kolay olduğu gibi, aynı zamanda çok önemli tasarruf sağlayabilmektedir. Yağ analizi uygulaması, kullanılan orijinal yağ ve filtrelerinin yüksek performans özellikleri ile birleştiğinde makineleri için mümkün olabilecek en iyi bakım programının temellerini oluşturur.

Yağ analizi, tıpkı bir kan tahlili gibi, makine ve motorların içinde neler olduğunu görmenin en hızlı, en kesin ve en güvenilir yoludur. Böylece büyük arızalar oluşmadan erken uyarı yapılabilmektedir. 

 Aşınma Elementleri Analizi : SOS programının ayrılmaz bir parçası olan aşınma elementleri analizi ile, motor ve diğer komponentlerden düzenli aralıklarla alınan yağ numunelerinde, aşınma sonucu oluşan çok ufak metal parçacıklar tespit edilir. Parçacıkların çeşit ve miktarlarındaki değişimin belirlenmesi sayesinde, büyük arızalar oluşmadan erken uyarı yapılabilmektedir.

Yağ ile çalışan her sistemde (motor, hidrolik, şanzıman v.b.), normal çalışma sonucu aşınma elementleri meydana gelir. Aşınmanın hızlanması yani aşınma elementleri konsantrasyonunun artması, bir problemin işaretidir.Aşınma elementleri analizi ile ünite arızalanmadan önce problem bulunmuş olur. Aşınma elementleri analizi ile yaklaşık 10 µ büyüklüğündeki parçacıklar tespit edilebilinir. SOS yağ analizlerinde 8 element değerlendirilmektedir. Bunlar; bakır (Cu), demir (Fe), krom (Cr), kurşun (Pb), alüminyum (Al), molibden (Mo), silikon (Si) ve sodyum (Na). Silikon (toz girişi) ve sodyum (su girişi) dışındaki tüm elementler, motorlarının yapısında bulunmaktadır. Numune içindeki bazı elementler de, sistem içindeki aşınmadan ziyade, yağ katkı maddelerinden de kaynaklanabilir.
Aynı çalışma şartları altındaki iki eş motorun aşınma elementleri farklı oranlarda olabilir. Yağ analiz laboratuarı, motorlardan alınan numuneler arasında karşılaştırma yapabilmek için geniş numune verilerine sahiptir. Bu yüzden aşınma trendini takip etmek, aşınma elementleri analizinin en önemli kısmıdır. En az 3 numune alınmasından sonra her element için normal grafik belirlenmiş olur.

Yağ Durum Analizi: Yağ durum analizi, SOS yağ analiz programının önemli bir kısmıdır. Yağdaki bozulmayı izleyerek, parçalarda oluşacak hasarın önüne geçilmesini sağlar. Kirlenme, sıcaklık ve oksijene maruz kalması, yağın bozulmasına neden olur. Özellikle motor yağı, sülfür, nitrasyon, yanma ürünleri, yüksek sıcaklıklar, yanma işlemi veya yoğunlaşma-dan kaynaklanan su nedeniyle bozulabilir. SOS programına ilk başlandığında ve yeni bir motor yağına geçildiğinde, temiz bir yağ numunesi yani referans yağ gereklidir.  Yeni temiz yağ, infrared ışını kullanılan özel bir cihazla incelenir. Bilgiler cihazın hafızasında saklanır. Kullanılmış yağ numunesi, her yağ değişiminde laboratuara gönderilir. Yağ durum analizi cihazı, ince bir film tabakası halindeki kullanılmış yağdan ışını geçirir ve verileri kaydeder. Cihaz matematiksel formüller kullanarak, kullanılmış yağ ile yeni yağ arasındaki farklılık miktarını karşılaştırır. Yağ durum analizi ile, kurum, oksidasyon, nitrasyon ürünleri ve sülfür ürünleri (asitleri) tespit edilmektedir. Bunun yanı sıra su, yakıt ve antifriz karışması da belirlenmektedir. Yağ durum analizi yardımıyla, kullanım sırasında yağın ne kadar bozulduğu ve bu süre içinde spesifikasyonlara uygunluğu saptanabilir. Yağ analiz SOS programının bir parçası olan bu analizle, büyük boyuttaki arızalar engellenerek para ve zaman tasarrufu sağlanır.

       Kurum: Kurum yalnızca motor yağında bulunur ve kısmen yanmış yakıtın çözünmeyen artıklarıdır. Kurum, motor yağının rengini siyahlaştırır. Yüksek konsantrasyondaki kurum, birbirine temas eden yüzeylerde yağlanmayı azaltarak aşınmaya neden olur.

       Oksidasyon: Yüksek yağ sıcaklığı, motor yağ soğutucusundan kaynaklanan antifriz, bakırın varlığı ve yağ değişim süresinin uzaması, oksidasyonu hızlandıran etkenlerdir. Oksidasyon yağı kalınlaştırır, asit oluşumuna neden olur, yağlama kalitesini azaltır ve tüm bunlar motorun ömrünü tehdit eder.

       Nitrasyon Ürünleri: Nitrasyon bütün motor yağlarında görülmesine rağmen, genellikle doğalgaz motorlarında probleme neden olur. Yanma ürünlerinden gelen nitrasyon bileşikleri, yağı inceltir ve yağlama yeteneğini azaltır. Nitrasyon kontrolsüz şekilde artmaya devam ederse, filtrelerde tıkanmaya, sübap ve pistonların tortuyla kaplanmasına ve sonuçta arızaya neden olur.

       Sülfür (Kükürt) Ürünleri/Asitler: Sülfür (Kükürt) yakıtta bulunur ve tüm motorları etkiler. Yanma sırasında yakıttaki sülfür oksitlenir ve suyla karışması sonucu sülfürik asit meydana gelir. Asit bütün motor parçalarını aşındırır. Sübaplar, sübap kılavuzları, segmanlar ve gömlekler için oldukça tehlikelidir.

       Antifriz: Antifriz, yağın hızlı oksitlenmesine neden olur ve genellikle soğutma sisteminde bir kaçağın habercisidir. Yağda antifirizin eser miktarı bile kabul edilemez. Oksitlenen yağ yapışkan ve çamurumsu bir hal alır ve filtreleri tıkar. Eğer yağ soğutucusu borularında veya contasında sızıntı olursa, motor yağına antifriz karışabilir.

       Su: Eğer infrared analizi, yağda su olma ihtimalini tespit ederse, hot plate ile yaklaşık su miktarı belirlenir. %0.5'in üzerindeki su miktarı aşırı yüksek seviyededir. Su sisteme dışardan sızıntı yoluyla veya motor karterindeki yoğunlaşmadan dolayı da karışabilir.

       Yakıt: Yağa yakıt karıştığı, "flash test" kullanılarak doğrulanır. Yağa yakıt karışması genellikle yanlış ateşleme zamanı, motoron uzun süre rölantide çalışması, hasarlı enjektör, pompa veya yakıt borularından kaynaklanır.

       Parçacık Sayımı Analizi: Yağdaki parçacıkların sayılması, ünitenin ömrünü kısaltan zararlı kirliliklerin ve büyük parçacıkların belirlenmesini sağlar.Motor hariç diğer üniteler için uygulanır. Aşınma veya dışardan gelen kirlilik sonucu oluşan metal veya metal olmayan parçacıklar belirlenir ve sayılır. Bu ölçümler, aşınma elementleri sonuçları ile birlikte değerlendirildiğinde muhtemel arızalar önceden belirlenebilir.
Hasara neden olabilecek bazı parçacıklar o kadar küçüklerdir ki, gözle görülemezler. Aslında temiz görünen bir yağda bile aşınmaya sebep olabilecek binlerce parçacık bulunabilir. Bu parçacıklar, aşınmayı hızlandırır, sistem verimliliğini düşürür ve ünitenin performansını azaltır.
ISO (The International Standards Organization) yağların kirlilik seviyelerinin tespiti için uygun bir kodlama sistemi geliştirilmiştir. Bu sistem, parçacıkları iki önemli kategoriye ayırır. 5 µ dan büyük olanlar ve 15 µ dan büyük olanlar. Parçacık sayımı sonuçları da ISO kodu cinsinden ifade edilmektedir.
Parçacık sayımı, SOS yağ analiz programının parçacıkları belirleyen iki testinden birisidir.    2-100 µ arası metal ve metal olmayan tüm parçacıkları tespit eder. Yağ analiz laboratuarında parçacıkları saymak için lazer ışını tekniği kullanılmaktadır. Numune, özel bir ışık kaynağından yayılan ışının arasından geçirilir. Yağdaki parçacık bu ışından geçerken ışıktaki değişim sensor tarafından görüntülenir, parçacıklar sayılır ve boyutları kaydedilir. Bu test, aşınmaya veya pahalı problemlere neden olabilecek parçacık sayısının artışını tespit edebilir.



Daha sonra eğitimli elemanlar test sonuçlarını karşılaştırır ve yorumlarlar. Gerektiğinde servis mühendisleriyle veya doğrudan makine sahibi, operatör veya bakım şefi ile acilen temasa geçilmektedir. Yağ analiz, bir ya da daha fazla metal yoğunluğunun arttığını tespit ettiğinde artışa en fazla neden olabilecek parçayı da işaret edebilir. Örneğin, hidrolik yağ numunesinde bakır ve demir değerlerinin aniden yükselmesi, yağın bozulması veya kirlenmesi sonucu hidrolik pompada bir aşınma olabileceğini gösterebilmektedir.
Yağ analizi, aşınma elementlerini tespit ettiği gibi kirlenmeyi (toz girişini) de tespit edebilmektedir. Ayrıca yağ durum analizi ile kurum, oksidasyon, nitrasyon ve sülfür oranı, bunun yanı sıra yağa su, yakıt ve antifriz karışması da belirlenmektedir.
Yağdaki parçacıkların sayılması, komponent ömrünü kısaltan zararlı kirliliklerin belirlenmesini sağlar. Aşınma veya dışardan gelen kirlilik sonucu oluşan metal veya metal olmayan parçacıklar (kavrama disk malzemesi gibi), parçacık sayımı analizi ile belirlenir ve sayılır. Bu ölçümler makinenin durumunun çok yönlü değerlendirilebilmesini sağlamaktadır.

Yağ analizleri;
• Problemleri erken teşhis eder, böylece bu problemler büyük arızalar haline dönüşmeden onarılabilir.
• İş yüküne uygun şekilde bakım programının yapılmasına yardımcı olur.
• Bakım programında, periyodik bakım işlemlerinin yapılıp yapılmadığının izlenebilmesine yardımcı olur.
• Onarımlar, arıza süresi ve makine ömrünü tahmin ederek bütçenin daha iyi düzenlenebilmesini sağlar.
• Her makine için eksiksiz bir servis geçmişi kaydını belgeler.

Makinedeki muhtemel arızanın önceden belirlenmesi, tamir masraflarının azaltılması ve zaman kaybının en aza indirilmesi için yağ numunelerinin düzenli aralıklarla alınması tavsiye edilmektedir.
Tek bir yağ numunesi sadece aşırı toz emişi, yağa su veya yakıt karışması gibi çok ciddi ve belirgin problemleri teşhis edebilir. Fakat her kopartman için anlam ifade eden bir trend (artış grafiği) ancak üç numuneden sonra oluşabilir. Numuneler 250 saatte bir alınmalıdır. Bütün test sonuçları, yağın kaç saat kullanıldığı göz önünde tutularak değerlendirilir.

       YAĞ NUMUNESİ ALMA
Yağ numunesi almada en önemli husus, numuneye yabancı parçacık girişini önlemektir. Çünkü yağ analizi ppm (milyonda parçacık sayısı) düzeyinde yapılmaktadır. Dikkatli ve temiz koşullarda alınmayan yağ numunesinin analiz sonucu gerçek dışı ve yanıltıcı olacaktır.
Örneğin tozlu ortamda, rüzgârlı ortamda, toprak ve kir bulaşmış numune alma kabı ve hortumu ile alınan yağ numunesi içinde fazladan raporlanan parçacıklar yanıltıcı sonuçlara ulaştıracaktır. Tecrübelerle, bu yan etkiler sonucu numune kabının birkaç dakika dahi açık kalması veya numune hortumunun değiştirilmeyip temizlenmemiş numune alma pompasının kullanılması sonucu yağ analizinde farklı sonuçlara ulaşıldığı görülmüştür.
Numune alırken dikkat edilecek hususlar:
1.Numune çalışma sıcaklığında olmalıdır veya makine stop edildikten sonra en fazla 30 dakika içinde numune alınmalıdır. Böylece alınan numune homojen yapıda olup sistemdeki yağın gerçek performansını gösterecektir.
2.Vakum pompası ile numune alınırken yağ seviyesinin orta noktasından alınacak şekilde ayarlanmalıdır. Hortumun ucu ya haznesinin dibine veya karterin dibine ulaşarak toplanmış birikimler çekilmemelidir. Aksi halde analiz sonucu bulunan parçacık miktarları yanıltıcı olacaktır.
3.Numune kabı temiz ve kuru olmalıdır.
4.Numune alma işlemi biter bitmez numune kabı kapağı hemen sıkıca kapanmalı ve kargo ile gönderim esnasında dökülmemesi için gereken önlemler alınmalıdır.
5.Numune kabı ağzına kadar değil ¾ ü kadar doldurulmalıdır.
6.Etiket bilgileri mutlaka tamamen doldurulmalıdır. (marka, model, çalışma saati, tarih v.b.)
7.Numuneler geciktirilmeden analiz için ilgili kuruluşa gönderilmelidir.

       Vakum pompası ile numune alma yöntemi:




Numune alma valfı veya tapası olmayan sistemlerde kullanılmakta olan en popüler yöntemdir. Şanzıman, motor, aks, cer benzeri her birimden numune alınabilir.
 
Kullanılmamış ve temiz hortumun ucu 450  açı ile kesilip vakum pompasının üstünden geçirilir. Kesilen uç temiz olmalıdır. Uçta kalabilecek yabancı parçacıklar, analiz sonucunda yanıltıcı olabilir.

Vakum pompasına bağlanan numune alma kabı temiz ve kullanılmamış olmalıdır. Hortum ucu numune kabı içine yaklaşık 4 cm kadar girmelidir.


Seviye kontrol çubuğu varsa, hortumun uzunluğu buna göre belirlenmelidir. Seviye çubuğu yoksa da hortum uzunluğu yağ haznesinin orta seviyesine gelecek şekilde ayarlanmalıdır.
Motor stop edilmiş ve makine durdurulmuş olmalıdır. Numune alınacak yağ, homojen olmasını sağlamak için çalışma sıcaklığında olmalıdır.

Hortumun ucu karterin veya yağ haznesinin orta nokta seviyesinde ve dibe değmeyecek şekilde ayarlanmalıdır.
Numune kabını ¾ kadar doldurunuz. Numune kabı tamamen doldurulmamalıdır.
Dolan numune kabı çıkarılıp hemen kapağı sıkıca kapatılmalıdır.

Etiket bilgileri oldurulup kabın üzerine yapıştırılmalıdır.
Numune alındıktan sonra hortum çıkarılmalıdır. Ancak hortumu yukarı doğru çekerek çıkarma sonucu pompa kirlenebilir. Bunu önlemek için hortumu pompanın üst kısmından kesip aşağıdan çekerek çıkarınız.
 Numune alma kabı ve hortumu TEK KULLANIMLIKTIR.

       Boşaltma tapası veya musluğundan numune alma:
Yağ değişimlerinde yağın performansını incelemek amacı ile tercih edilmelidir.

DİKKAT: Yağ sıcak olacağı için yanmamak için gerekli koruyucu önlemleri alınız.
Bu yöntemle numune alınırken teknisyen temizliğe çok dikkat etmelidir. Tapanın etrafı iyice silinerek, yıkanarak ve basınçlı hava ile iyice temizlenmelidir. Numune kabına girebilecek en ufak pislik, analiz sonuçlarını gerçekdışı olarak değiştirir.
Makine yeni stop etmiş iken alınacak numune en sağlıklı sonucu verecektir.
Boşaltma esnasında, ilk ağızda veya en son akan yağdan numune alınmamalıdır. Akışın ortalarına doğru, yağ nispeten berrak iken numune kabı dikkatlice doldurulmalıdır.
Numune kabı hemen sıkıca kapatılarak etiketlenmelidir. Etiket bilgileri mutlaka doğru olarak doldurulmalıdır.
Tapanın altına konulan toplama kabından numune alınmaz!





       YAĞ ANALİZİNDE AŞINMA LİMİTLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ VE GİDİŞAT GÖSTERGESİ
Bir kısım makine imalatçıları ürettikleri makinelerinin parçalarına aşınma limiti tayin eder. Ancak bu limitler genel anlamda verilir ve makine ömrü ile ilişkili değildir. Yine yağ numunesindeki kirlilik değerlerini belirlemek için birçok bileşen bulunmaktadır. Örneğin 0 ila 50 arası değer normal, 50 ila 100 arası değer problem göstergesi ve 100 den fazlası ciddi durum göstergesi olarak değerlendirilir. Ancak 49 yada 51 değerleri diğer bileşenlerle birlikte yorumlanır. 
Üretici tarafından belirlenen aşınma limitleri tablolarında bulunan değerler araştırma ve test sonuçlarına göre belirlenir. Burada verilen değerler gösterge olarak alınmalıdır ve kesin çizgiler yada standart değerler olarak görülmemelidir. Makinedeki ortalama değerlerle ve farklı ortamlarda farklı çalışma sonuçları alınacaktır. Örneğin aynı makine Afrika’da veya Kuzey Amerika’da farklılıklar sergileyecektir. Yada Japonya’da çalışan aynı makine Avrupa’da farklı değerlerle çalışacaktır.
Yağ numunesindeki aşınma elementlerinin bağlı olduğu etkenler:
Ekipmanın tipine, ortam şartlarına, yapılan işin cinsine, operatörün tecrübe ve yeteneğine, yağın çalışma süresine, Yağ sarfiyatına bağlı olarak değişecektir.
Bütün bu etkenler hem bağımsız hemde birbirlerine bağlıdır. Yağın veya makinenin durumunu değerlendiriken hepsini göz önüne almak gerekir. Aşınma limitleri belirlenirken sağlıklı bir ölçüm ve değerlendirme yapabilmek için en az üç yağ analizi yapılmalıdır. Bir tek analize göre yorumlama yapmak doğru olmaz. Aşınma limit değerleri burada devreye girer. Normal şartlarda çalışan makinenin ortalama durumu hakkında fikir verir.  Eğer değerler kritik noktada ise değerlendirme ve tesbit etmek kolay olacaktır.
Ancak ara değerler bulunmuşsa hangi noktada arıza oluşacağı, genel gidişat hakkında tek analizle yorum yapmak nerede ise imkânsızdır. Yağ analizi ile küçük sorunları belirleyip gidererek hasar verici arızalar önlenebilir. Düzenli olarak yağ analizi yapmak ve değerlendirmek istenmeyen arızaları önleyen bir bakım yöntemidir. Tek bir yağ analizi ile yeterli bilgi elde edilemez ve sorun giderilemez.
Aşınma limitleri tanımında yapılan testlerin kapsamı ve şekli önemlidir. Geleneksel yöntemlerle yapılan spektrometre ölçüm ve analizlerinde aşınan metal ile aşındırıcı maddeler incelenmektedir. Ancak bu ölçüm ve analizlerde 8 mikrondan küçük maddeler değerlendirilmektedir. (1 μ = 1/1000 mm) Bu nedenle daha büyük parçacıkların neden olduğu aşınmalar görülememektedir. Aşınma limit değerlerini bu nedenle dikkatle yorumlamak gerekir. Sadece tabloda verilmiş aşınma limit değerlerine bakarak yağ analizini değerlendirmek yeterli olmayacaktır. Değerlerin birbirleri ile olan ilişkisine bütünsel bakıp tüm etkenleri dgöz önüne almak gerekir. Aynı değerlere sahip olmasına rağmen eş makinelerin farklı eğilimler göstereceğini akıldan çıkarmamak gerekir.