Endüstriyel ekipmanlar için enerji verimli hidrolik sıvıları

Endüstriyel ekipmanlar için enerji verimli hidrolik sıvıları

Enerji verimliliği çağımızın en önemli konularından birisi. Verimlilik konusunda uzun yıllara dayanan deneyime ve uzmanlığa sahip olan Evonik Yağ Katkıları’ndan Dr. Holger Pletsch, endüstriyel ekipmanlarda doğru hidrolik sıvısının kullanımıyla enerjiden önemli ölçüde tasarruf edilebileceğini, üretkenlik ve performans konusunda sağlayacağı katkılar ile de hem maliyetlerin düşürülebileceğini hem de çevresel etkinin en aza indirilebileceğini belirtiyor.

Enerji verimli hidrolik sıvıları tüm dünyada giderek daha önemli ve daha ulaşılabilir hale geliyor. Yalnızca sürdürülebilirlik hedefleri değil, aynı zamanda maliyeti düşürmeye yönelik amaçlar da bu tür hidrolik sıvılarını son kullanıcı açısından tercih edilebilir hale getiriyor.

Endüstriyel ekipmanda hidrolik yağları basıncı aktarmakla görevlidir, ancak hidrolik yağı seçiminde kararımızı etkileyen başka önemli faktörler de vardır. Yağın özellikle ağır yük şartları altında ekipmanı koruması, sürtünme ve aşınmayı azaltması ve ısıyı dağıtması gerekir. Şiddetli çevre şartlarında bazı uygulamalarda suya karşı stabilite veya biyoçözünürlük gibi daha farklı özelliklere ihtiyaç duyulur.

Fakat verimlilik ve üretkenlik genellikle hidrolik sıvılarıyla ilişkilendirilmez. Aslında, piyasadaki hidrolik sıvılarının çoğunluğu verimlilik ve üretkenlikle ilişkili fayda sağlamaz. Yalnızca özel olarak üretilmiş sıvılar size bu faydaları sağlayabilir.

Peki ne kadar fayda bekleyebilirsiniz? Uygulamaya bağlı olarak, bu alanda iki haneli verimlilik artışı sağlanması muhtemeldir ve kanıtlanmıştır. Geleneksel hidrolik sıvılarıyla karşılaştırıldığında, enerji verimli hidrolik sıvıları inşaat ve madencilik ekipmanlarında %20’ye, sabit üretim ekipmanında ise yaklaşık %10’a varan düzeylerde tasarruf sağlayabilir.

Farklı uygulamaların çok farklı gereksinimleri olabilir. Üretimde duran ekipmanlar genellikle inşaat veya madencilik ekipmanlarına kıyasla çok daha düşük sıcaklıklarda çalışır, ancak yine de yağın fazla yük altında iyi performans sergileyebilmesi ve çoğunlukla 7/24 çalışması gereklidir. Herhangi bir ekipman arızası, herhangi bir duraklama, ekipman sahibi için kritik önemdedir. Bu nedenle, uzun yağ değişim aralıkları azami çıktı elde etmek bakımından büyük fayda sağlar. 7/24 çalışma şartları nedeniyle enerji, kullanıcılar için en büyük gider kalemlerinden biridir.

Diğer yandan, hareketli ekipmana baktığımızda, çevre şartlarının daha fazla ihtiyaç doğurduğunu söyleyebiliriz. Çoğunlukla ekskavatörlerin sabahları soğukta ilk çalışma şartlarına ve çalışma sırasında ağır yük ve yüksek sıcaklık şartlarına dayanması gereklidir. Aşırı ısınma ciddi bir sorundur ve üretkenliğin düşmesine veya kesintiye uğramasına neden olabilir. Genellikle yüksek verimlilik ve yüksek yakıt tasarrufu, inşaat ve madencilik alanında son kullanıcıların en dikkat ettiği hususlar arasında yer alır.

Hidrolik sıvıları hidrolik bir sistemde enerji verimliliğini nasıl arttırabilir? Bu soruya verilebilecek en basit yanıt, “hidrolik sıvısının viskozitesi üzerinde kontrol sahibi olmalıyız” olacaktır.

Viskozite, sıvının akışa direncidir, sıvının kalınlığı olarak da adlandırılabilir. Düşük viskoziteli sıvılara örnek olarak suyu, yüksek viskoziteli sıvılara örnek olarak ise balı verebiliriz. Bir bardak balı karıştırmanın bir bardak suyu karıştırmaktan daha fazla enerji gerektireceğini hepimiz söyleyebiliriz. Yani, balın sahip olduğu yüksek viskozitenin, balı karıştırmak için harcamamız gereken enerji miktarını etkilediğini biliyoruz.

Uygulamamızı çapraz okuduğumuzda, azami düzeyde enerji tasarrufu sağlayabilmek için hidrolik sıvısının viskozitesinin olabildiğince düşük olması gerektiği sonucuna mı varırız? Şaşırtıcı gelebilir ama bu sorunun yanıtı hayır. Aslında, enerji tasarrufunun azami düzeyde yapılabilmesi için, viskozitede orta yol bulunmalıdır.

Enerji verimliliğinin anahtarı, doğru şekilde dengelenmiş viskozitedir çünkü her hidrolik sistemde gözlemlediğimiz hidromekanik kayıpları ve hacimsel kayıpları asgari düzeye yalnızca bu şekilde indirebiliriz.

Aynı şekilde, çalışma esnasında viskozitede oluşacak dalgalanmaların mümkün olduğunca önlenmesi gerekmektedir. Bu dalgalanmaların iki kaynağı vardır. İlki, çalışma sıcaklığındaki değişimdir. Yağın sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, viskozite o kadar düşük oluyor ya da tam tersi oluyor. Viskozite dalgalanmalarının ikinci temel nedeni ise yağın eskimesidir. Yağı ne kadar uzun süre kullanırsanız, performansı o kadar değişecektir. Hidrolik sistemdeki kesme geriliminin hidrolik sıvısındaki bileşenlere fiziksel olarak zarar veriyor olması nedeniyle viskozite kayıpları gözlenebilir. Basınç değişiminin bir diğer ismi de kesme gerilimidir ve hidrolik sistemlerde yağ genellikle çok yüksek ve çok düşük basınç aralığında çalışır.

Viskozite dalgalanmalarının mümkün olduğunca önüne geçen hidrolik yağlarını belirlemek için kullanabileceğiniz bir yönergeden faydalanabiliriz. İlk gösterge, kısaca VI olarak kullandığımız viskozite indeksidir. VI, sıcaklık ve viskozite arasındaki ilişkiyi ifade etmek için kullanılan ölçektir.

VI değeri ne kadar yüksek olursa, viskozite dalgalanması o kadar düşük olur. Aynı zamanda, yüksek VI değerine sahip bir sıvının ilk çalışma viskozitesi de daha düşük olur, bu da soğuk hava şartlarına karşı daha fazla dayanıklılık anlamına gelmektedir. Bunların yanı sıra, VI değeri ne kadar yüksek olursa, aşırı ısınma riski de o kadar düşük olur.

 wx=

Geleneksel bir hidrolik sıvısının VI değeri yaklaşık 100’dür. Enerji verimli bir hidrolik sıvısının VI değeri ise en az 160’tır, daha iyilerinin 170’tir, çok daha iyilerinin ise 180’in üzerindedir. Enerji verimli sıvıları incelerken bu bilgilerin size yol göstermesini umuyorum.

Bahsettiğim bir diğer faktör de kesme gerilimidir. Sıvıyı kesme gerilimine dayanacak şekilde tasarlarsak viskozite dalgalanmalarının önüne geçebiliriz. Diğer bir deyişle, sıvının kesme stabilitesi ne kadar yüksek olursa o kadar iyidir. Enerji verimli hidrolik sıvısı satın alacağınız zaman göz önünde bulundurmanız gereken ikinci gösterge budur.

Elbette ki bu bilgiler deneylere dayanmaktadır. Hem laboratuvar ortamında hem de sahada VI, kesme stabilitesi ve hidrolik verimliliği arasındaki ilişkiyi kanıtlayan pek çok veri bulunmaktadır.

 wx=

Burada, sabit şartlar altında Denison vana pompası kullanılarak gerçekleştirilen bir verimlilik testini görüyorsunuz. 6 sıvı test edildi; 3’ünün VI değeri 150, 3’ünün VI değeri ise 200’dü. Sıvıların her biri düşük, orta veya yüksek kesme stabilitesine sahipti. Her iki faktörün, yani VI ve kesme stabilitesinin, verimlilik artışına nasıl katkıda bulunduğunu görebilirsiniz.

Gerçek hayatta da aynı etkileri gördüğümüzü size göstermeden önce, enerji verimli sıvıların belirli OEM spesifikasyonlarının zorlu dayanıklılık gereksinimlerini karşılayabileceğini de belirtmek isterim.

En önemli OEM spesifikasyonlarından biri kuşkusuz Denison tarafından yayınlanmaktadır. Spesifikasyondaki en önemli unsur, hibrit pompa takımı ile gerçekleştirilen kapsamlı pompa testidir. Yalnızca yüksek kesme stabilitesine sahip hidrolik sıvıları bu pompa testini geçebilir.

Aynı şey Bosch veya Eaton tarafından yayınlananlar gibi diğer OEM spesifikasyonları için de geçerlidir. Her bir OEM’in pompa testi birbirinden farklılık gösterir, ancak bir husus hepsinde ortaktır: Sıvı onay aldığında, aşınma ve korozyona karşı korumayı garanti eder.

Şimdi size enjeksiyon kalıplama alanında sahip olduğumuz deneyimleri aktarmak isterim. Öncelikle, performans testlerinin katı bir test protokolüne göre gerçekleştirildiğini belirtmem gerekir. Bu test protokolü, veri toplama esnasında oluşabilecek sistematik hataları en aza indirmeyi amaçlar ve örneğin referans sıvının hem ilk hem de son test sıvısı olarak test edilmesi gerektiğini belirler. Temizleme ve yağ değişimi prosedürlerini belirler, yağ kalitesi kontrollerinin türünü ve sıklığını belirler ve test koşullarını nitelendirir. Veri toplama işlemi, son derece hassas test cihazlarıyla gerçekleştirilir ve veri toplandıktan sonra veri seti bir dizi matematikçi tarafından detaylı bir şekilde incelenir. Bu yönergelere sıkı bir şekilde uyulduğu için, tipik ve yeniden üretilebilir test sonucuna ulaştığımızı garanti edebiliyoruz.

 wx=

Enerji verimliliği geliştirmeleri esasen çok sayıda makine üzerinde ve çok farklı koşullar altında kanıtlanmıştır. Burada Boy, Engel, Husky, Haitian ve KraussMaffei marka ekipmanlarda gerçekleştirilen bir dizi performans testini görebilirsiniz. En küçük makine Boy 35E ve şimdiye dek test yapılan en büyük makine ise Haitian’dır. Testlerimizde yer alan farklı çalışma sıcaklık aralıklarını da görebilirsiniz. Performans testleri, testin bir tam yıl sürdüğü KraussMaffei makinesinde gerçekleştirilen saha denemesi haricinde çoğunlukla birkaç hafta sürdü.

Her vakada 185 civarında yüksek Viskozite İndeksine sahip bir sıvı olan ISO VG 32 enerji verimli hidrolik sıvısını geleneksel ISO VG 46 tek dereceli hidrolik yağına kıyasla incelemeye tabi tuttuk.

Genel itibariyle, enerji tasarrufu potansiyellerini %10-11 civarında, ortalama tasarruf potansiyelini ise yaklaşık %5 olarak tespit ettik. Özetle, istatistiksel açıdan önemli oranda enerji tasarrufu sağlandığını ve enjeksiyon kalıplama alanında farklı koşullar altında yeniden üretilebilir sonuçlara ulaşıldığını söyleyebiliriz.

Şimdi de inşaat ve madencilik alanında kullanılan ekskavatörler ile gerçekleştirilen saha denemelerine bakalım. Ekskavatörler genellikle son derece dinamik ortamlarda çalışır. Bir ekskavatörün enerji verimli olması, çalışma düzenine ve taşıdığı materyalin türüne bağlı olarak değişir. Örneğin, ekskavatörün gevşek çakıl ya da büyük kaya ile çalışması arasında kayda değer fark vardır. Elbette ki ağır yükler ekipmanı daha çok zorlar. Aynı zamanda hava şartları da önemli bir rol oynar. Hidrolik sistemin aşırı ısınması verimlilik ve üretkenlik kaybına yol açacaktır. 

Tüm bu dinamik şartları hesaba katmak ve saha denemelerini mümkün olduğunca kıyaslanabilir, yeniden üretilebilir ve faydalı bir şekilde gerçekleştirebilmek için mühendislerimiz çalışmayı etkileyen bazı önemli faktörleri en aza indirmeye büyük önem veriyor. Örneğin, söz konusu saha denemesi aynı ekskavatör makine kullanılarak, aynı test çalışma döngüsünde gerçekleştirildi. Hatta deneme süresi boyunca aynı operatörlerle çalışmaya özen gösterdik. Bunların yanı sıra elbette ki yağ sıcaklığı, çalışma saati protokolü ve yakıt tüketimi gibi başlıca parametreleri doğru bir şekilde kaydettik. İstatistiksel veri analizi ile birlikte test sonuçları son derece doğru ve güvenilir olarak görülebilir.

Size ekskavatörler ile gerçekleştirdiğimiz çok sayıda saha denemesinden dört örnek göstermek istiyorum. Her zaman aynı viskozite derecesine sahip enerji verimli bir hidrolik sıvısı ile geleneksel tek dereceli bir hidrolik sıvısını karşılaştırdığımızı da belirtmeliyim!

 wx=

İlk örnek ile başlayalım. Bu çalışma Almanya’da gerçekleştirildi. Yol yapımı alanında, paletli ekskavatör kullanılarak gerçekleştirilen bu denemede iki sıvı türünü karşılaştırdık. Normal kullanımda %15’e varan, taş öğütme esnasında ise %25’e varan oranlarda yakıt tasarrufu sağlandı.

İkinci örnek, Litvanya’da bir kum ocağında yürüttüğümüz test çalışmasından. Ocaklar genellikle 7 gün 24 saat çalışır, burada gündüz vardiyası uygulaması vardı. Test ekipmanı olarak kullanılan araç mobil kum eleme birimiydi ve yine enerji verimli bir hidrolik sıvısı ile geleneksel bir hidrolik sıvısını karşılaştırdık. Saatte 3 litre dizel yakıt tasarrufu sağlandığı belirlendi. Ayrıca ocak operatörleri soğukta ilk çalışma performansının da enerji verimli hidrolik sıvısı ile iyileştiğini bildirdi. Burada sıvının viskozite indeksinin yüksek olması bu etkiyi sağlıyor. Yüksek VI dışarıda düşük sıcaklıklarda daha düşük viskozite, yüksek sıcaklıklarda ise daha yüksek viskozite sağlıyor. Kısacası, viskozitenin sıcaklığa bağlı olarak dalgalanma riskini azaltıyor.

Üçüncü saha denemesi, ekskavatörlerin farklı türlerde atık maddeyi bir yerden diğerine taşımak için kullanıldığı geri dönüşüm sektöründe gerçekleştirildi. Operatörler, geleneksel hidrolik sıvıları ile aşırı ısınma sorunundan şikayet ediyordu. Aşırı ısınma yalnızca yakıt tüketimini artırmakla kalmıyor, aynı zamanda hidrolik ekipmanın üretkenliğini de düşürüyor. Aşırı ısınan bir ekipman kullanılamıyor ve işçiler de çalışmayı durdurmak zorunda kalıyor. Üretkenlik açısından bakıldığında aşırı ısınmanın önüne geçilmesi gerekiyor. Enerji verimli hidrolik sıvıları aşırı ısınma sorununa da çözüm sunuyor. Hepsinin ötesinde, saatte 2 litre dizel yakıt tasarrufu sağlanabiliyor!

Aynı derecede önemli olan son örneğimizde de, İtalyan bir boru hattı döşeme şirketinde kazma ve malzeme taşıma için kullanılan paletli ekskavatörde %10 yakıt tasarrufu elde edildi.

Sonuç itibariyle, enerji verimli hidrolik sıvılarının en az %10 yakıt tasarrufu sağladığını söyleyebiliriz. Yakıt tasarrufunda %20’den bile yükseklere de sıklıkla ulaşılabiliyor. Ekipmanın hem soğukta ilk çalışma şartlarıyla hem de yüksek sıcaklıklarda ve ağır yük koşulları altında performansının arttığı kanıtlanmıştır. Diğer bir deyişle, aşırı ısınma riski azaltılmıştır ve bu sayede üretkenlik artışı beklenebilir.

 wx=

Enerji verimli hidrolik sıvıları için detaylı bir vaka incelemesi sunacağım. Bunun için, paletli ekskavatör gibi bir inşaat ekipmanının çalışmasını ele alalım. Dizel yakıt maliyeti gibi bazı sınır koşulları da varsayım olarak hesaba katalım. Türkiye’de dizel yakıt ücreti litre başına 6 lira civarındadır, bu da yaklaşık 71 Euro cent eder.

İkinci varsayım ise geleneksel hidrolik sıvısının maliyetidir. Ortalama ücret kilogram başına 1,10 Euro’dur, bu da kilogram başına yaklaşık 10 Liraya karşılık gelir.

Göründüğü üzere, enerji verimli hidrolik sıvısının fiyatı geleneksel hidrolik sıvısından yüksektir. Enerji verimli hidrolik sıvılarının üretiminde kullanılan teknoloji çok daha karmaşıktır ve formülasyon tam dengelidir. Kilogram ücreti olarak 1,70 Euro, yani yaklaşık 15 Lira olarak varsayalım.

Son kullanıcının 30 makine çalıştırdığını, 2500 saatte bir sıvı değişimi yaptığını ve değiştirilen sıvı hacminin 700 litre olduğunu varsayalım. Yani orta büyüklükte bir ekskavatörü ele alalım. Son derece ölçülü bir yaklaşımla %8 verimlilik artışı ve %25 artmış yağ değişim aralığı şartlarını ele alıyoruz.

Bir yağ değişim aralığı diliminde, enerji verimli hidrolik sıvısı 30 makine için yaklaşık 88.000 Euro, yani 770.000 Lira yakıt tasarrufu sağlayacaktır. Yağ değişim aralığı uzadığı için, bu hesaba 7000 Euro tasarruf daha eklediğimizde 60.000 Lira daha eder. Elbette ki bir yatırım bedeli de var. Sıvının fiyatı daha yüksek olduğu için 12.600 Euro, yani 110.000 Lira ek yatırım bedeli gerekecektir.

Kısacası, bir yağ değişim dilimi içerisinde, bu vakada 2500 saatlik çalışma ve 30 ekskavatör için, toplam tasarruf tutarı 80.000 Euro, yani 730.000 Lira civarında olacaktır.

Bu senaryoda, 12.600 Euroluk ilk yatırım maliyetinin 154 saatlik çalışmanın ardından telafi edildiğini ve yatırımın ilk maliyetinden yaklaşık 8 kat fazla getiri kazandırdığını görebilirsiniz.

Bu yalnızca bir senaryoda yaptığımız hesaplamaların sonuçlarıdır ve elbette ki her vaka birbirinden farklı olacaktır. Ancak pek çok farklı uygulamada, pek çok farklı koşulda ve çok geniş hidrolik ekipman yelpazesinde sahip olduğumuz saha deneyime dayanarak, yatırımın kendisini amorti edeceğini gönül rahatlığıyla söyleyebiliriz.

Özetle, enerji verimli hidrolik sıvılarının başlıca avantajları; enerji ya da yakıt tüketiminin düşmesi, yağ değişim aralıklarının uzaması, aşırı ısınma riskinin azaltılması ve soğukta ilk çalışma performansının artmasıdır. Nihayetinde, mobil ekipmanlarınızda enerji maliyetlerinde tasarruf edebilir, bakım için harcayacağınız emeği ve zamanı azaltabilir, CO2 emisyonunuzu düşürebilir ve hatta üretkenliğinizi artırabilirsiniz.

Yatırım bedeli daha yüksek olmasına rağmen, yakıt tasarrufu ve daha uzun yağ değişim aralığı sayesinde toplam sahip olma maliyeti düşecektir.

31.12.2020 12:15:00
292

Makale - Son Eklenen Haberler

Endüstriyel ekipmanlar için enerji verimli hidrolik sıvıları

Endüstriyel ekipmanlar için enerji verimli hidrolik sıvıları

Enerji verimliliği çağımızın en önemli konularından birisi. Verimlilik konusunda uzun yıllara dayanan deneyime ve uzmanlığa sahip olan Evonik Yağ ...

31.12.2020 12:15:00
293
TOTAL, EV Fluids ürün serisiyle elektrikli araç sıvıları pazarına öncülük ediyor

TOTAL, EV Fluids ürün serisiyle elektrikli araç sıvıları pazarına öncülük ediyor

Total Madeni Yağlar, önemi ve kullanımı her geçen gün artan elektrikli araçlara yönelik iki yeni ürün serisini piyasaya sundu. Binek ve ...

10.11.2020 11:02:00
649
Greslerin kimyasal yapısına kısa bir bakış

Greslerin kimyasal yapısına kısa bir bakış

Gresler, baz yağlar ile genellikle metal hidroksitlerin asitlerle reaksiyonu sonucu oluşan ve yarı sıvıdan katıya kadar değişen kıvamlarda olan, kullanım yerlerine ...

8.11.2020 12:00:00
478
Metal işleme sıvılarında emülsiyon stabilitesi ve baz yağ özellikleri

Metal işleme sıvılarında emülsiyon stabilitesi ve baz yağ özellikleri

Prof. Thomas Norrby Nynas AB, Naphthenics TechDMS Dr. Pär Wedin Nynas AB, Naphthenics Research Ms. Linda Malm Nynas AB, Naphthenics TechDMS   Emülsiyon ...

8.7.2020 10:50:00
1317
GEKAP 1 Ocak 2020 itibariyle yürürlüğe girdi

GEKAP 1 Ocak 2020 itibariyle yürürlüğe girdi

Türkiye Büyük Millet Meclisi Genel Kurulu’nda kabul edilerek 10 Aralık Pazartesi günü Resmi Gazete’de yayımlanan Çevre Kanunu ve ...

16.3.2020 15:24:00
636
VII talebi yüksek kalite motor yağı satışlarıyla korunacak

VII talebi yüksek kalite motor yağı satışlarıyla korunacak

Yeni yasal düzenlemeler ve zorlu emisyon standartları, yağlayıcı üreticilerinin viskozite indeksi geliştirici talebinde artışı beraberinde getiriyor. Yalnızca ...

21.12.2019 17:07:00
1257
PETDER 2018 Sektör Raporu yayınlandı

PETDER 2018 Sektör Raporu yayınlandı

PETDER tarafından hazırlanan ve petrol sektörüne ilişkin detaylı bilgi ve veriler içeren 2018 Sektör Raporu yayınlandı. Rapora göre madeni yağ ...

10.11.2019 11:29:00
2391
Her iki araçtan birinde Total

Her iki araçtan birinde Total

Otomotiv Sanayii Derneği verilerine göre Türkiye’de üretilen her 2 araçtan 1’inde Total madeni yağları veya antifrizleri kullanılıyor. Uzun ...

3.9.2019 16:22:00
2559
Kalsiyum sülfonat kompleks gresler

Kalsiyum sülfonat kompleks gresler

Tayfun YILMAZ Akoni Kimya A.Ş. Üretim Tesisleri Müdürü   Sundukları avantajlar sayesinde bugün farklı uygulamalarda tercih edilen kalsiyum ...

10.7.2019 17:32:00
4060
Petrol Ofisi Madeni Yağlar yatırım ve geliştirmelerine aralıksız devam ediyor

Petrol Ofisi Madeni Yağlar yatırım ve geliştirmelerine aralıksız devam ediyor

Türkiye madeni yağlar ve kimyasallar pazarının son 9 yıldır aralıksız lideri Petrol Ofisi, başta Maxima ve Maximus markaları olmak üzere her alandaki yatırım ...

28.5.2019 15:24:00
3583