Madeni Yağların Ticari Kullanımı, Katkı Maddeleri, Test Metotları Bölüm 8 ve 9

Bölüm 8 - Düşük Sıcaklık Düzenleyiciler, Emülsifiyerler, Emülsiyon Önleyiciler (Demülsifiyerler), Enjektör Temizleyici Katkı Maddeleri, İs Önleyici Katkı Maddeleri, Korozyon İnhibitörleri*

Özet  

En mükemmel şekilde üretilmiş parçaların yüzeylerinde bile tam bir düzgünlük ve parlaklık sağlanamaz. Yüzeyde asperit adı verilen, çok küçük ve ancak mikroskopla görülebilen girinti ve çıkıntılar vardır. İki kuru yüzey birbirine temas ettiğinde, bu girinti ve çıkıntılar yüzeylerin hareketine karşı direnç gösterir. Bu dirence “sürtünme” denir. Yağlayıcıların esas görevi, yüzeyler arasındaki bu sürtünmeyi azaltmak, birbirleriyle temas halindeki yüzeyler arasında film tabakası oluşturarak iki katı cismi birbirinden ayırmak ve parçaların kolay hareketini sağlamaktır. Yazı serimizin 8. bölümünde geçen ayın devamı olarak düşük sıcaklık düzenleyiciler, emülsifiyerler, emülsiyon önleyiciler (demülsifiyerler), enjektör temizleyici katkı maddeleri, is önleyici katkı maddeleri, korozyon inhibitörleri, konuları anlatılmıştır.

Düşük Sıcaklık Düzenleyiciler

Dizel yakıtının soğuk havalarda veya düşük sıcaklıklarda viskozlaşmasını önlemek için kullanıla katkı maddeleridir; yakıtın akma noktasını düşürür, soğukta akışkanlığını korumasını sağlar. Bu tip katkı maddeleri genellikle polimerik maddelerdir, soğukta yakıt içinde oluşan waks kristallerine etki ederek büyüklüklerini ve şekillerini değiştirir, aglomere olmalarını önler, katılaşmalarını engeller.

Emülsifiyerler

Emülsifiyerler, genellikle moleküler yapısında hidrofilik (polar, ‘su-seven’) ve litofilik (nonpolar, ‘yağ-seven’) gruplar içeren ve içinde bulunduğu sıvının yüzey gerilimini düşüren yüzey aktif maddedir; dört grup altında toplanır; anyonikler (sabunlar), katyonikler (inverttersine çevrilmiş-sabunlar), amfoterikler ve noniyonikler.

Anyonik sürfaktanlar sabunlardır; sodyum palmitat, sodyumlaurilsülfat, trietanolaminoleat gibi.

Katyonik sürfaktanlar invert sabunlardır; kuvaterner amonyum tuzları (örneğin, laurildimetilbenzilamonyum klorür) ve piridin tuzları (örneğin, setilpridinyum bro-mür) gibi.

Amfoterik maddeler arasında fosfolipidler (örneğin, lesitin), amfolit sabunlar (örneğin, betain) ve proteinler (jelatin, kazein gibi) satılabilir.

Noniyonik sürfaktanlar genellikle makromoleküller veya polimerik bileşiklerdir; fatty alkoller (lauril, setil, stearil), kısmen fatty asit esterler içeren polialkoller (gliserin monostearat), fatty asitlerin sorbitan esterleri (sorbitan monopalmitat), polietilenglikol eterler (PEG 200 lauril eter), kolesterol, polietilenglikol fatty asit esterler (PEG 400 stearat), polisorbatlar veya PEG sorbitan fatty asit esterler (PEG 200 sorbitan monostearat, polisorbat 60)

Emülsiyon Önleyiciler (Demülsifiyerler)

Normal koşullarda hidrokarbon (yakıtlar ve yağlar) ve su karışımı kolaylıkla iki faz halinde ayrılır. Ancak yakıtta bulunabilecek polar maddeler sürfaktanlar gibi davranacağından, ortamda serbest su bulunduğunda yakıt ve su bir emülsiyon oluşturacağından faz ayrılması zorlaşır. Böyle bir karışım, örneğin pompalanma gibi bir işleme alındığında yüksek kayma kuvvetlerine maruz kalacağından emülsiyon kararlı (kalıcı) hale dönüşür. Demülsifiyerler emülsiyon kırıcı maddelerdir, oluşmuş yağ-su emülsiyonu bozarak kararlı hale dönüşmesini engeller, yakıt ve suyun ayrılmasını ve ayrı fazlar oluşmasını sağlarlar. Demülsifiyerler çeşitlidir; fatty amin bazlı (fatty amin, propilen oksit, etilen oksit), fatty alkol bazlı (fatty alkol, propilen oksit, etilen oksit, solvent), reçine bazlı (fenolik amin reçineler, epoksi bileşikler, solvent) ve kompaund bazlı (noniyonik sörfaktanlar ve solvent; örneğin, polioksietilen nonil fenil eter) olabilir; kullanma sınırları ürüne ve ortama göre 5-30 ppm aralığında değişir.

İnjektör Temizleyici Katkı Maddeleri

Yakıtlar ve karter yağları injektörlerin nozulları etrafında kalıntılar oluşturur ve bu kalıntılar injektörün düzenli yakıt püskürtmesini engeller; sonuçta yakıt tüketimi ve emisyon miktarları artar. Külsüz polimerik deterjan katkı maddeleri bu kalıntıları temizler ve injektörleri temiz tutar. Bu bileşiklerde kalıntılar kendine bağlayan polar gruplarla, yakıtta çözünebilen non-polar gruplar vardır. Bazı organometalik bileşikler yakıtın yanmasını kolaylaştıran katalizörler gibi işlev yapar. Bu maddelerin yakıta karıştırılması, tam yanma olmaması nedeniyle oluşan siyah is veya duman emisyonunu azaltır. İs önleyiciler Yatak metallerinin korozyonu, genellikle asitlerin yatak metalin oksitleriyle kimyasal reaksiyonu sonucu meydana gelir. Asidik bileşenler motorda yakıtın tam yanmamasıyla oluşur ve atık gazlar yoluyla yağa karışır; veya yağın zamanla oksitlenmesine neden olur.

İs Önleyici Katkı Maddeleri

Bazı organometalik bileşikler yakıtın yanmasını kolaylaştıran katalizörler gibi işlev yapar. Bu maddelerin yakıta karıştırılması, tam yanma olmaması nedeniyle oluşan siyah isin oluşmasını önler. İsten dolayı tıkanma olmasına mani olur.

Korozyon İnhibitörleri

Yatak metallerinin korozyonu, genellikle asitlerin yatak metalin oksitleriyle kimyasal reaksiyonu sonucu meydana gelir. Asidik bileşenler motorda yakıtın tam yanmamasıyla oluşur ve atık gazların oksitlenmsiyle de asidik maddeler meydana gelebilir. Her iki halde de yağın, dolayısıyla yatakların zarar görmemesi için yağa korozyon inhibitörleri ilave edilir. Petrol boru hatlarının ve tankların çoğu çelik malzemeden yapılmış olduğundan ortamda su bulunması halinde paslanma olur ve zamanla bu noktalardan ilerleyen korozyon boru ve tanklarda delikler açılmasına sebep olur. Boru hatlarındaki ve tanklardaki ürünler veya yakıtlar pas tanecikleriyle kirlenir ve kullanıldıkları yerlerde filtreleri tıkar, pompa ve injektör aşınmasını artırır. Korozyon inhibitörleri, metal yüzeylerine etki ederek korozif maddelerle temas etmesini engelleyen bir tabaka oluşturur ve sınır yağlaması görevi yapar. Kullanılma konsantrasyonu 5-15 ppm seviyesindedir

Bölüm 9 - Kostikler, Köpük Önleyiciler, Metal Deaktivatörler, Oskidasyon İnhibitörleri

Özet           

En mükemmel şekilde üretilmiş parçaların yüzeylerinde bile tam bir düzgünlük ve parlaklık sağlanamaz. Yüzeyde asperit adı verilen, çok küçük ve ancak mikroskopla görülebilen girinti ve çıkıntılar vardır. İki kuru yüzey birbirine temas ettiğinde, bu girinti ve çıkıntılar yüzeylerin hareketine karşı direnç gösterir. Bu dirence “sürtünme” denir. Yağlayıcıların esas görevi, yüzeyler arasındaki bu sürtünmeyi azaltmak, birbirleriyle temas halindeki yüzeyler arasında film tabakası oluşturarak iki katı cismi birbirinden ayırmak ve parçaların kolay hareketini sağlamaktır. Yazı serimizin 9. bölümünde geçen ayın devamı olarak kostikler, köpük önleyiciler, metal deaktivatörler, oskidasyon inhibitörleri, konuları anlatılmıştır.

Kostikler

Kostik bileşikleri, tuz giderme suyuna ilave edilerek asitlerin nötralleştirilmesi ve korozyonun azaltılması sağlanır. Ayrıca, tuzu giderilmiş ham petrole de konularak kolon çıkışlarındaki korozif klorürlerin miktarları azaltılır. Bazı rafineri işlemleme proseslerinde, hidrokarbon akımlarındaki kirlilikleri temizlemekte kullanılır.

Köpük Önleyiciler

Yakıtlar veya bir akışkan çalkalandığında veya araç tankına pompalanırken içinde hapsolan hava ürünün köpürmesine neden olur ve örneğin, yakıt pompaların-da seviye kontrolü olanaksızlaşır. Ayrıca ürüne giren hava bazı hidrokarbonların veya bileşiklerin oksitlenmesine de yolaçar; yakıtın kararsızlaşmasına neden olur. Köpürme, bir sistemin vakum uygulanan tarafında olabilecek hava sızıntılarından da meydana gelebilir. Veya pas önleyiciler, deterjanlar gibi yüzey aktif maddeler ve bazı solventler de suyla birarada olduklarında köpürmeye nede olurlar. İstenmeyen köpürmelerin önlenmesi veya en düşük düzeye indirilmesi için köpük önleyici katkı maddeleri kullanılır; Köpük önleyici katkı maddelerinin çoğu organosilikon bileşikleridir ve yakıta veya yağa <10 ppm kadar ilave edilir. Örneğin, silikon bileşikleri hava kabarcıklarının yüzey gerilimini düşürerek kabarcıkların yüzeyde hızla ve kolayca kırılmasını sağlar; ancak fazla miktarlarda kullanılması halinde ters etki yaparlar. Diğer bir köpük kesici bileşikler grubu organik kopolimerlerdir; bunlar küçük kabarcıkların yakıt veya yağ içinde tutulma olasılığını çok aza indirir. Uzaklaştırmak amacıyla da kullanılır, karışır; veya yağın zamanla oksitlenmesine neden olur.

Metal Deaktivatörler

Dizel yakıtında, özellikle bakır ve çinko gibi çok aktif metallerin eser miktarlarda bile bulunması, katalizör etkisi yaparak yakıt kararsızlığı reaksiyonlarını hızlandırır. Metal deaktivatörler bu metalleri kendilerine bağlayarak (şelat) katalizör etkile-rini yok ederler. Kullanılma sınırları 1-15 ppm dir.

Oksidasyon İhtibitörleri (Antioksidanlar)

Yakıt kararsızlığının nedenlerinden biri oksidasyon reaksiyonlarıdır. Yakıtta çözünmüş olarak bulunan az miktardaki havanın içerdiği oksijen, reaktif yakıt bileşenleriyle reaksiyona girer ve bu ilk reaksiyonlar kompleks bir dizi zincir reaksiyonları tetikler. Antioksidanların görevi zincirleri kırarak peroksitler, hidroperoksitler, çözünebilen ve çözünmeyen gum ve partikü oluşmasını önlemektir. Olefinler içeren yakıtlarda bu etki daha fazladır; çünkü olefin bileşikler diğer hidrokarbonlara kıyasla oksijenle çok kolay reaksiyona girerek zincir reaksi-yonları hemen tetikler.

1. Peroksitler, benzindeki vuruntu önleyici bileşikleri parçalar, yakıt pompalarında aşınmaya neden olur, yakıt sisteminin plastik veya elastomerik parçalarına zarar verir.

2. Çözünür gum motorda kalıntı yapar, çözünmeyen gum yakıt filtrelerini tıkar.

3. Antioksidanlar yakıtların depolama stabilitesini artırır, ancak termal stabilitesini etkilemez. Antioksidanlar her tür benzinde, özellikle de olefin miktarı fazla olanlarda kullanılır. Distilasyon kolonundan çekilen (straight-run) yakıtlarda az miktarda olefin bulunur; ancak bunlarda doğal antioksidanlar da olduğundan bu yakıtların oksidasyon dayanıklılıkları çok iyidir ve antioksidan katkı maddesi ilavesine gerek olmaz. Hidrotreated işleminden geçirilen akımlarda olefinler hiç yoktur. Ancak, hidrotreating işlemi, özellikle de hafif hidrotreating merkaptanları uzaklaştırırken doğal antioksidanları da yok eder, dolayısıyla yakıtın kararlılığı azalır. Bu nedenle hidrotreated işleminden çıkan yakıta bazan antioksidan katkı maddesi ilave edilir. Antioksidan kullanımı ürünün yapısına göre genellikle 10-80 ppm aralığında değişir. Uçak benzinlerinde maksimum 24 mg/L’dir.

Tipik antioksidanlar fenolik inhibitörler (hindered fenoller), aromatik nitrojenli bile-şikler (fenilen diamin gibi), fosfosülfürize terpenlerdir. Fenolik inhibitörler zincir kırıcılardır (chain-breaking); fenolün inhibitör etkisi, iki orto ve para konumlarına giren alkil gruplarıyla önemli derecelerde artar. Yüksek sıcaklık uygulamalarında uçuculuğu çok düşük olan metilenbis yapı diğer fenolik yapılara göre daha kararlı ve etkilidir.

Yazı serimiz bir sonraki ay devam edecektir. Yeni yılınızı sağlıklı ve mutlu geçirmeniz dileğiyle, esenlikler dilerim.