Aksesuar Yağlarındaki Köpük Kesiciler, Dağıtıcılar ve Deterjanlar: Kapsamlı Bir Rehber

Katkı maddeleri yağlara yeni özellikler kazandırabilir, bastırabilir veya yeni özellikler ekleyebilir. Köpük gidericiler, dağıtıcılar ve deterjanlar istisna değildir. Bu katkı maddesi üçlüsü, değişen oranlarda da olsa çoğu bitmiş yağlayıcıda bulunabilir.

Bu üçü arasındaki temel farklılıkları, her birinin neden bu kadar önemli olduğunu ve varlıklarını doğrulamanın yollarını tartışalım.

Fark Nedir?

Hepsi katkı maddesi olmasına rağmen (D harfiyle başlar), işlevleri belirgin şekilde farklıdır. Hepsi yağı çeşitli kirletici maddelerden korumak için çalışır.

Örneğin köpük kesiciler yağdaki hava kabarcıklarını azaltır. Aynı zamanda deterjanlar metal yüzeyleri temiz tutar ve dağıtıcılar kirletici maddeleri kapsülleyerek yağlayıcı madde içinde askıda kalmalarını sağlar.1 Bu, Şekil 1'de gösterilmektedir.

Son yazımızdan yağlayıcı katkı maddeleri – Kapsamlı Bir Kılavuz, burada bu katkı maddelerinin her birinin nasıl çalıştığına dair bazı ayrıntılı açıklamalar bulunmaktadır.

Köpük kesiciler

Yağlayıcıda köpük oluştuğunda, yüzeyde veya iç kısımda (iç köpük olarak adlandırılan) küçük hava kabarcıkları sıkışır. Köpük gidericiler köpük kabarcığı üzerine adsorbe edilerek ve kabarcığın yüzey gerilimini etkileyerek çalışırlar. Bu birleşmeye neden olur ve yağlayıcının yüzeyindeki kabarcığı kırar1.

Yüzey köpüğü adı verilen yüzeyde oluşan köpük için yüzey gerilimi daha düşük olan köpük kesiciler kullanılır. Genellikle baz yağda çözünmezler ve uzun süreli depolama veya kullanımdan sonra bile yeterince stabil kalabilmeleri için ince bir şekilde dağılmaları gerekir.

Öte yandan, yağlayıcı madde içinde hava kabarcıklarının ince bir şekilde dağıldığı iç köpük, stabil dağılımlar oluşturabilmektedir. Yaygın olarak kullanılan köpük gidericiler yüzey köpüğünü kontrol etmek, ancak iç köpüğü stabilize etmek için tasarlanmıştır2.

Dispersanlar

Öte yandan dağıtıcılar da polardır ve kirletici maddeleri ve çözünmeyen yağ bileşenlerini yağlayıcı madde içinde asılı tutarlar. Parçacık topaklaşmasını en aza indirir, bu da yağın viskozitesini korur (kalınlaşmaya yol açan parçacık birleşmesine kıyasla). Deterjanların aksine dağıtıcıların külsüz olduğu kabul edilir. Genellikle düşük çalışma sıcaklıklarında çalışırlar.

Deterjanlar

Deterjanlar are polar molecules that remove substances from the metal surface, similar to a cleaning action. However, some detergents also provide antioxidant properties. The nature of a detergent is essential, as metal-containing detergents produce ash (typically calcium, lithium, potassium, and sodium)1.

Köpük Kesiciler Gerekli mi?

Köpük kesiciler, also called antifoam additives, are found in many oils. Most oils need to keep foam levels to a minimum, and it is very easy for foam to form in lube systems due to their design and flow throughout the equipment.

Köpük yağın içine girdiğinde yeterli yüzey yağlama sağlama yeteneğini etkileyebilir. Bu, yüzey seviyesinde aşınmaya yol açarak ekipmana zarar verebilir.

Birçok yağ, çeşitli işlevler sağlamak için köpük gidericilere ve uygulamalarına bağlı olarak farklı oranlarda ihtiyaç duyar. Otomatik şanzıman sıvılarında (ATF'ler), aşırı köpüklenmeyi ve hava sürüklenmesini önlemek için köpük gidericilere genellikle 50-400 ppm konsantrasyonlarında ihtiyaç duyulur3. Öte yandan, manuel şanzıman yağları ve aks yağlayıcıları için köpük gidericilerin biraz daha düşük konsantrasyonlarda (50 ila 300 ppm arasında) kullanılması gerekir.

Ancak OEM'lerin bu konsantrasyonları doğrulaması gerekiyor. Köpük gidericilerin konsantrasyonu çok yüksekse, bu aslında köpürmeyi artırabilir. Ek olarak, köpük kesicilerin başka bir katkı maddesine olumsuz etki yapmamalarını sağlamak için diğer katkı paketleri ile uygun şekilde dengelenmesi gerekir.

Köpük kesicilerin iki ana türü vardır: silikonlu köpük kesiciler ve silikonsuz köpük kesiciler. Silikon köpük kesiciler, özellikle %1 civarındaki düşük konsantrasyonlarda, en etkili köpük gidericiler olarak kabul edilir. Bu köpük gidericiler tipik olarak stabil bir dispersiyon sağlamak üzere aromatik solventler içerisinde önceden eritilir.

Ancak silikon köpük gidericilerin iki önemli dezavantajı vardır. Çözünmezlikleri nedeniyle yağdan kolayca geçebilirler ve polar metal yüzeylere güçlü bir afiniteye sahiptirler.

Öte yandan, silikon içermeyen köpük gidericiler, özellikle silikon içermeyen yağlayıcılar gerektiren uygulamalar için başka bir alternatiftir. Bu tür uygulamalar arasında silikon içermeyenlere yakın olarak kullanılan metal işleme sıvıları ve hidrolikler ve hatta bu parçalara boya veya cila uygulanmasında yer alan uygulamalar da yer alıyor.

Bazı silikon içermeyen köpük gidericiler arasında poli(etilen glikol)ler (PEG), polieterler, polimetakrilatlar ve organik kopolimerler bulunur. Tributilfosfat da köpük gidericiler için başka bir seçenektir4.

Dispersantlar Neden Önemlidir?

Deterjanlar ve dağıtıcılar çoğunlukla işlevleri birbirini tamamlayabildiği için birlikte gruplandırılır. Yukarıda belirtildiği gibi önemli fark, dağıtıcıların külsüz olması, deterjanların ise daha fazla metal içeren bileşikler olmasıdır.

Ancak bazı külsüz dağıtıcılar aynı zamanda "temizleme" özellikleri de sunar, dolayısıyla ikisi birbirini dışlamaz.

Büyük bir oleofilik hidrokarbon kuyruğu ve polar bir hidrofilik kafa grubu, deterjanları ve dağıtıcıları sınıflandırabilir. Tipik olarak kuyruk, baz sıvı içinde çözünürken kafa, yağlayıcıdaki kirletici maddelere çekilir.

Dağıtıcı moleküller katı kirletici maddeleri miseller oluşturmak üzere sarar ve polar olmayan kuyruklar bu parçacıkların metal yüzeylere yapışmasını önler, böylece daha büyük parçacıklar halinde toplanıp asılı kalmış gibi görünürler.

Külsüz dağıtıcılar, tanım gereği, metal içermeyen ve tipik olarak hidrokarbon polimerlerinden türetilen dağıtıcılardır; en popülerleri polibütenlerdir (PIB'ler).

Örneğin, dağıtıcı maddeler genellikle ATF'lerde %2-6 konsantrasyonlarda gereklidir ve temizliği korumak, çamuru dağıtmak ve sürtünme ile aşınmayı azaltmak için kullanılır3. Manuel şanzıman yağlarında ve aks yağlarında bu değerler %1-4 arasında değişmektedir.

Deterjanlar Gerçekten Temizler mi?

Geleneksel olarak deterjanlara, çamaşır deterjanlarına benzer şekilde yağa temizleme özelliği sağladığı düşünüldüğü için bu ad verilmiştir. Bununla birlikte, bu metal içeren bileşikler aynı zamanda asidik yanmayı ve oksidasyon yan ürünlerini nötralize etmek için kullanılan bir alkalin rezervi de sağlar.

Doğaları gereği bu bileşikler, aşındırıcı aşınma ve kurum parçacıkları gibi parçacıklı maddeleri (temizleme işleminde) çıkarmak yerine dağıtır. Dört ana deterjan türü vardır: fenatlar, salisilatlar, tiyofosfat ve sülfonatlar4.

Kalsiyum fenatlar En yaygın fenat türüdür. Alkillenmiş fenollerin elementel kükürt veya kükürt klorür ile sentezlenmesi ve ardından metal oksitler veya hidroksitlerle nötrleştirilmesiyle oluşturulurlar. Bu kalsiyum fenatlar iyi dağıtıcı özelliklere sahiptir ve daha büyük bir asit nötralizasyon potansiyeline sahiptir.

Salisilatlar ek antioksidan özelliklere sahiptir ve dizel motor yağı formülasyonlarında kanıtlanmış bir etkinliğe sahiptir. Alkillenmiş fenollerin karboksilasyonu ve ardından iki değerlikli metal tuzlarına metatezi yoluyla hazırlanırlar. Bu ürünler daha sonra aşırı bazik deterjanlar oluşturmak için aşırı metal karbonatla aşırı bazlanır.

Tiyofosfonatlar Aşırı bazlı bir ürün olduğundan günümüzde nadiren kullanılmaktadır.

Sülfonatlar genellikle mükemmel korozyon önleyici özelliklere sahiptir. Nötr (veya aşırı bazlı) sülfonatlar mükemmel deterjan ve nötralizasyon potansiyeline sahiptir. Bu nötr sülfonatlar tipik olarak koloidal olarak dağılmış metal oksitler veya hidroksitlerle oluşturulur.

Kalsiyum sülfonatlar nispeten ucuzdur ve iyi performansa sahiptir. Öte yandan, magnezyum sülfonatlar mükemmel korozyon önleme özellikleri sergiler ancak termal bozunma sonrasında sert kül birikintileri oluşturarak motorlarda delik cilalanmasına yol açabilir. Baryum sülfonatlar toksik özelliklerinden dolayı kullanılmaz.

Deterjanlar in ATFs are used in concentrations of 0.1-1.0% for cleanliness, friction, corrosion inhibition, and reduction of wear3. However, these values are a bit higher in manual transmission fluids, at 0.0 – 3.0%. On the other hand, no detergents are required for axle lubricants!

Bu Katkı Maddeleri Kullanıldığında Ne Olur?

Daha önce bahsettiğimiz üç katkı maddesi için her biri şu veya bu şekilde fedakarlıktır. 

Köpük kesiciler get used up when they are called upon to reduce the foam in the oil. On the other hand, detergents and dispersants use their characteristics to suspend contaminants in the oil.

Tüm bu senaryolarda, bu katkı maddelerinin her birinin zamanla tükendiği düşünülebilir. Görevlerini yerine getirirken birden fazla kez yapma yeteneklerini azaltan reaksiyonlara maruz kalacaklardır.

Dolayısıyla bu katkı maddelerinin fiziksel olarak yağı terk etmese de artık farklı bir formda bulunmasına rağmen zamanla tükendiği sonucuna varılabilir.

Yağın hava tahliye özelliği köpük kesicilerin kaybından etkilenir. Bu değerde önemli bir artış görülecektir, bu da havanın yağdan ayrılmasının daha uzun sürdüğünü gösterir. Bu nedenle hava, yağda serbest, çözünmüş, sürüklenmiş veya köpük halinde kalır.

Sonuç olarak, bu, yağın bileşenleri uygun şekilde yağlama yeteneğini etkiler ve hatta mikrodizelleşmeye ve karterde yağ sıcaklıklarının artmasına neden olabilir.

Öte yandan deterjan ve dispersant miktarı azaldıkça yağın kirletici madde tutma kapasitesi de azalıyor.

Bu nedenle, ekipmanın iç kısmında birikintilerin oluşmaya başlayabileceği, bu birikintilerin ısıyı tutabileceği için valflerin yapışmasına (özellikle hidrolik sistemlerde) veya sistem sıcaklığında genel bir artışa yol açabileceği fark edilmeye başlanacaktır.

Artan sıcaklığın devreye girmesiyle birlikte yağ oksitlenmeye başlayabilir, bu da daha fazla tortunun oluşmasına ve hatta muhtemelen verniğe yol açabilir.

Temel olarak bu katkı maddeleri sisteminizdeki yağın sağlığı için gereklidir. Deterjanlar ve dağıtıcılar sisteminizi temiz tutmanıza (kurum gibi kirletici maddelerden arınmış) yardımcı olabilir.

Köpük gidericiler aşınma riskini, yağlama sisteminde artan sıcaklıkları, vernik oluşma potansiyelini veya mikrodizelleşmeye yenik düşme olasılığını bile azaltabilir.

Paraguaylı Bruno Defelippe'nin madeni yağlar konusunda kafası karışık.

“Tüm motor yağları ‘mineral yağlar’ değil mi?” diye soruyor. "Eğer varsa, 'mineral olmayan yağlar' ile arasındaki fark nedir?"

Havacılıktaki ve hayattaki pek çok şey gibi cevap da "bir bakıma evet". Tüm motor yağları mineral yağlardır.

Buradaki sorun her sektörün, ülkenin her bölgesinin, her mesleğin kendine özgü bir dilinin ve terminolojisinin olmasıdır.

Yıllar önce, aralarında birçok tıp doktorunun da bulunduğu bir gruba konuşma yapmıştım. Konuşmanın ardından içlerinden biri uçağına yeni bir motor taktığını ve hastane eczanesine gidip oradan motoru için biraz madeni yağ alabileceğini bilmediğini söyledi.

Biraz yerleştikten sonra, genel havacılıkta madeni yağın, havacılık yağlarına yönelik Mil-L-6082E/SAE 1966 spesifikasyonunu karşılayan bir ürün anlamına geldiğini açıkladım.

Genellikle bazı uçak pistonlu motorlarında alıştırma işlemi için kullanılır, temelde neredeyse hiç katkı maddesi içermeyen (az miktarda antioksidan ve akma noktası düşürücü hariç) sadece mineral baz stoklarından oluşur. 

Yeni veya revizyondan geçmiş motorların rodajı için mineral yağın kullanılmasının ardındaki teori, külsüz dağıtıcı temizlik katkı maddeleri olmadığında, yeni parçalardan gelen metal aşınma parçacıklarının çoğunun bilezik kayışı alanında kalması ve yeni silindirlerde ve segman setlerinde aşınma için alıştırma bileşikleri olarak görev yapmasıdır.  

Havacılık pistonlu motor yağlarına yönelik diğer sınıflandırma, normalde AD veya külsüz dağıtıcı yağ olarak adlandırılan yağlara yönelik Mil-L-22851D/SAE 1899 spesifikasyonudur. Bu ürünler genellikle daha iyi temizlik için külsüz bir dağıtıcı ilave edilen mineral yağ ürünleridir.

Buradaki istisna, bazı mineral olmayan baz yağlarla harmanlanan yarı veya kısmi sentetik çok dereceli yağlardır.

Pek çok kişi yanlışlıkla AD yağlarını deterjan yağları olarak adlandırıyor ve sertifikalı uçak pistonlu motor yağları için yalnızca iki yağ spesifikasyonunun bulunduğu havacılık camiasında bu tür işler yapılıyor.

Ancak diğer yağ sınıflandırmalarıyla uğraşırken bu yanlıştır. Yağlayıcı dünyasında, bir deterjan yağı, külsüz bir dağıtıcının aksine, kül tipinde veya metalik bazlı bir deterjan içeren bir yağdır. Fark küçük gibi görünse de motorda ciddi bir fark var.

Bir uçak motorunda, kül tipi deterjan yağı motorda tortular oluşturacak, bu da muhtemelen erken ateşlemeye yol açacak ve muhtemelen motoru tahrip edecektir.  

Uçağımın Motorunu Kırmak İçin Hangi Yağı Kullanmalıyım?

Peki yeni bir motoru kırmak için hangi yağı kullanmalısınız? Cevap, motorunuzu hangi şirketin ürettiğine veya yeniden ürettiğine ve o şirketin tavsiyelerine bağlı olarak değişir.

Örneğin Continental, tüm motorlarında Mil-L-6082/SAE 1966 spesifikasyonunu karşılayan bir mineral yağ kullanılmasını önermektedir. Ancak Lycoming, turbo şarjlı motorlarında rodaj için Mil-L-22851/SAE 1899 spesifikasyonunu karşılayan bir AD yağının ve turbo olmayan pistonlu motorların çoğunda rodaj için mineral yağın kullanılmasını önerir. Ayrıca Lycoming'in O-320H serisi motorları gibi belirli modeller için bazı farklı öneriler de bulunmaktadır. 

Ek olarak, çeşitli motor yenileme atölyeleri ve silindir yenileme atölyelerinin kendi önerileri vardır.

Peki, petrol tavsiyelerinin özü nedir?

Her zaman motorunuzu üreten kişilerin rodaj tavsiyelerini kontrol edin ve ardından bu tavsiyeleri yakından takip edin. 

Ayrıca rodajdan sonra hangi yağın kullanılacağı ve tavsiye edilen yağ değiştirme aralıkları konusunda da tavsiyelerini isteyin. 

Yalnızca - ve yalnızca demek istiyorum - önerilen Mil/SAE spesifikasyonlarını karşılayan yağları kullanın.

Son ipucu: Seyir sırasında yağ sıcaklığınızı yaklaşık 180°F'a kadar çıkacak şekilde daima izleyin ve ayarlayın. Yağ motordan geçerken belirtilenden 50°'ye kadar daha sıcak olacaktır. Sıcaklığınız 180°'nin çok altındaysa suyu kaynatmazsınız, 180°'nin çok üzerindeyse yağın kokmasına neden olabilirsiniz.  

Bu MIL-L-22851 spesifikasyonu, dört zamanlı çevrimli, pistonlu uçak motorlarında kullanılacak külsüz dağıtıcı katkı maddeleri içeren yağlama yağlarına ilişkin gereklilikleri belirler. Bu spesifikasyon iptal edilmiştir. SAE-J1899'un yerini almıştır.

Mil-Spec