Boya

Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
BÖLÜM 24
BOYA PROSESİ
ve
JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDEKİ UYGULAMALARI
Svl.Müh. Elif ATABAY
1nci HİBM K.lığı
Jet Revizyon Müdürlüğü
Şubat 2004, ESKİŞEHİR
ÖZET
Koruyucu kaplamalar özellikle organik boyalar, korozyonu önlemek amacıyla
kullanılan en basit ve en ucuz yöntemdir [1]. Boya tabakaları korozyon olasılığına karşı
metalle çevresi arasında bir direnç olarak bulunurlar. Boya uygulandığı zaman sıkı bir bağ
kurmalı veya yüzeyi ıslatmalıdır. Bunu engelleyen unsurlar yüzeydeki toz, pas, kir, yağ,
petrol artıkları veya su tabakası olabilir. Boyaların başarılı olup olmadığını kontrol eden
en önemli faktörlerden birisi işlemin uygulanacağı yüzeyin doğru bir şekilde boyaya
hazırlanmasıdır. En iyi boya veya metalik kaplamalar kötü bir yüzeyde kısa zamanda iş
görmez hale gelirken, basit ve ucuz boyalar iyi hazırlanan bir yüzey üzerinde başarı ile
uygulanabilir [2]. Yapışma mekanizması mekanik bir bağ oluşumundan çok boyanın temiz
yüzeyi ıslatmasına bağlıdır. Yüzeyde kısmen bir pürüzlülük gerekebilir. Bunu sağlamak
için yüzeyin fosfatlanma ve kromatlama gibi kimyasal kaplamalarla ön işleme tutulması
yararlı olur [2].
Bu dokümanda boya prosesinin temel prensipleri, uygulama adımları, kullanılan
teçhizat, gerekli emniyet tedbirleri, prosesin uygunluğunun kontrolü hakkında bilgi
verilecektir.
24 - 1
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
1
PROSESİN ADI
Boya
2
PROSESİN AMACI
Temizleme ve tamir işlemleri sonrası parçalar montaj hatlarına geçmeden önce
boya işlemine tabi tutulurlar. Boya atölyesinde organik ve inorganik olmak üzere iki tip
boya kullanılmaktadır. Organik boyalar genellikle düşük sıcaklık gören motor parçalarının
erozyon ve korozyondan korunması için kullanılır. İnorganik boyalar ise yüksek sıcaklığa
maruz kalan motor parçalarında aynı amaca yönelik olarak kullanılmaktadır.
3
PROSESİN GENEL / DETAYLI TANITIMI
Korozyonu önlemek için kullanılan en basit yöntem, geçirimsiz bir kaplama
yapılarak metal yüzeyi ile çevrenin temasını kesmektir. Ekonomik olması nedeniyle bu
koruma yöntemi pratikte geniş bir uygulama alanı bulmuştur. Bu amaçla çok sayıda boya
cinsleri geliştirilmiştir. Bunların kimyasal bileşimleri ve fiziksel özellikleri birbirinden
farklı olmakla beraber, hepsinde ortak olan husus, sağlam bir kabuk oluşturarak metali
korozif etkilerden korumaktır [1].
Boyalar korozyonu önleme görevini üç şekilde yerine getirir :
4 Bütün boyalar, metal yüzeyi ile çevre arasında geçirimsiz bir tabaka oluşturarak
metalin çevre ile temasını önler. Böylece metalin çevresi ile reaksiyona girmesi
önlenmiş olur.
4 Bazı boyalar içindeki inhibitör etkisi yapan pigmentler bulunur. Bunlar metal
yüzeyinin pasifleşmesine ve korozyon hızının azalmasına neden olurlar.
4 Bazı boyalar içinde dolgu maddesi olarak çinko tozu bulunur. Çinko galvanik etki
yaparak metali katodik olarak korur [1].
Boyalar metal yüzeyinde geçirimsiz bir tabaka oluşturarak, metalin çevresi ile
temasını önler. Boyaların koruma görevlerinin temeli geçirimsizlik ilkesine dayanır. Boya
tabakasının oksijen, su buharı, karbondioksit ve korozyona neden olan diğer bileşenleri
geçirmemesi gerekir. Korozyon açısından bunlardan en önemlisi sudur. Su molekülleri
dipol özellikleri nedeniyle boya kabuğunu oluşturan organik bileşiklerin molekülleri
arasından geçerek metal yüzeyine ulaşabilir veya boya tabakası tarafından absorbe
edilir. Kuruma halinde bu su molekülleri buharlaşarak tekrar dışarı atılır. Periyodik olarak
ıslanma ve kuruma söz konusu olduğunda, boya tabakasında gevşeme, yumuşama ve
kabarma meydana gelebilir. Bu nedenle boya tabakasının su absorpsiyon kapasitesinin
mümkün olduğunca düşük olması istenir [1].
24 - 2
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
Metal yüzeyine uygulanan astar tabakanın görevi yapışmayı sağlamaktır. Üst kat
ise gaz ve su buharı geçirimsizliğini sağlar ayrıca dış etkilere karşı boya tabakasını korur
[1].
Boyalar genellikle bir bağlayıcı reçine ile pigment denilen mineral maddelerin bir
solvent içinde çözülmesi ile elde edilir. Bazı durumlarda boya içine inert dolgu maddeleri
ve bazı plastikleştirici maddelerde katılabilir [1].
Boya içine katılan pigmentlerin başlıca görevleri arasında istenilen renkte pigment
kullanılarak boyaya estetik bir görünüm kazandırılması, güneş radyasyonunu absorbe
ederek veya kısmen yansıtarak, boya tabakasının kısa sürede çürümesini önlemek vardır
[1].
Diğer kaplamalarda olduğu gibi boya işlemlerinde de yüzey hazırlanması ilk
kademeyi oluşturur. Boya tabakasının metal yüzeyine tam olarak yapışmaması halinde
yüzeyden penetre olan su buharı burada toplanabilir. Ayrıca termal etkiler ve osmoz
olayları da boyanın o bölgede kısa sürede kabarmasına neden olur. Bütün boya çeşitlerinin
istisnasız olarak suyu, oksijeni ve gazları az veya çok miktarda geçirdiği bilinir. Geçen
miktar boya filminin kalınlığına, geçirgenliğine ve bütünlüğüne bağlı olarak değişir. Ancak
boya filminden geçen bu maddeler sanki boya yokmuş gibi korozif etkilerini ortaya
koyarlar [1].
Eski boya varsa çıkartıldıktan ve gerekli temizleme işlemleri uygulandıktan sonra
gereksinime göre yüzey fosfatlama gibi koruyucu banyolardan geçirilir. Amaç temizlenen
yüzeyi paslanmalara karşı korumaktır. Boyalar genellikle üç tabaka halinde uygulanır.
Metal yüzeyine uygulanan astar tabakasının görevi yapışmayı sağlamaktır. Orta tabaka
boyanın dayanım gücünü arttırır ve su geçirimsizliğinde önemli rol oynar. Üst kat ise gaz
ve su buharı geçirimsizliğini sağlar, ayrıca dış etkilere karşı boya tabakasını korur [1].
Boya uygulaması herhangi bir işçinin yapabileceği basit bir iş değildir. Yanlış
uygulamalar ve yetersiz bir işçinin yapacağı hatalar boya ömrünün azalmasına neden olur.
Boya uygulamasında yapılan hatalar ve bunların nedenleri Tablo 1’de verilmiştir [1].
Metal yüzeyine uygulanmış olan boya tabakasının çevre koşullarına göre belli bir
ömrü vardır. Bu süre boya tabakası üzerinde periyodik yapılacak kontroller ile boya
tabakasında gözlenen hasar ve kusurların değerlendirilmesi yardımıyla anlaşılabilir. Uçak
motorunun boyalı parçalarında da belirli uçuş saatleri sonrasında yapılan kontrollerde
tabakada zamanla meydana gelebilecek olan pas oluşumu, yapışma kaybı, çatlama,
tebeşirleşme hasarlarına karşı kontroller yapılır. Şayet kısmi tamir işlemleriyle boya
tamiri yapılamıyorsa gerek kimyasal gerek mekanik yöntemler kullanılarak boya komple
sökülerek yeniden tatbik edilir.
Uçak motor revizyonunda kullanılan boyaları organik ve inorganik olarak iki sınıfa
ayırmak mümkündür. Organik boyalar genellikle düşük sıcaklık gösteren motor
24 - 3
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
parçalarının erozyon ve korozyondan korunması için kullanılır. İnorganik boyalar ise
yüksek sıcaklık gösteren motor parçalarında aynı amaca yönelik kullanılmaktadır.
Kullanılacak boyalar ve işlem parametreleri ilgili motora ait teknik emirle belirlenmiştir.
Uçak motorlarında genellikle inorganik esaslı boyalar kullanılmakla birlikte Tyne
motorlarında kullanılan teflon esaslı bir boya olan VPW-350 gibi organik boyalarda
kullanılmaktadır. Organik boyalarla daha çok uçak gövdesi üzerinde karşılaşılmaktadır
[3].
Tablo 1
Boya Uygulamasında Yapılan Hatalar ve Nedenleri
HATA
NEDENLERİ
Düzensiz film kalınlığı
Doğrudan işçilik hatasıdır. Özellikle tabanca ile boyamada
görülür. Boyanan yüzey ile tabanca arasındaki uzaklık daima aynı
kalmalıdır.
Akma ve torbalanma
Boyanın gerektiği kadar inceltilmeden uygulanmasından ileri
gelir. Ortam sıcaklığının düşük olması veya iyi havalandırma
yapılmaması halinde de akma ve torbalanma görülür.
Buruşma
Hava oksijeni ile kuruyan boyalarda görülür. Gereğinden kalın
tabaka uygulanırsa alt kısımlar kuruyamaz, yüzey buruşur.
Pütürleşme
Tabanca ile boyamada sıkça rastlanır. Çabuk uçan bir solvent
kullanılması halinde boya yüzeyi düzgünlüğünü kaybeder.
Kusma
Alt katta bulunan boya renginin üst kata çıkması olayıdır. Boya
tabakası tam olarak kurumadan üst tabakanın uygulanmasından
ileri gelir.
İğne delikleri (pinhol)
Hava kabarcıkları iğne delikleri oluşturur. Boyanın fazla
inceltilmiş olması, yüzeyde toz ve kir bulunması gibi nedenler ile
oluşur. Tabancada çok yüksek basınç olması halinde de iğne
delikleri oluşabilir.
Uçak motorlarında sıklıkla kullanılan inorganik boyalardan bazıları şunlardır :
4 Sermetal W : Yüksek sıcaklık, korozyon, titreşim, aşırı rutubet, tuzlu ortam, pek
çok kimyasal madde, aşınma ve erozyona dayanıklı alüminyum esaslı bir boyadır.
J79 motoru kompresör rotor paleleri ve diskleri kullanıldığı yerlerden bazılarıdır
[4].
24 - 4
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
4 Soloromik-seramik boya : Karbonlu ve düşük alaşımlı çeliklerin oksitlenme,
karbon teşekkülü ve korozyona karşı korunmasında kullanılır. J85 serisi motor
parçalarında kullanımı yaygındır [3].
4 Glyptal S-1193 : 5500F sıcaklığa kadar dayanabilen korozyon ve erozyona
mukavim, silikon ihtiva eden, gri renkli emaye boyadır. Boya işlemi sonrası çok
düzgün yüzeyler elde edilir. J79 motoru front casing ve dişli kutuları, J85
motoru front frame ve stator paleleri kullanıldığı yerlerden bazılarıdır [3].
Ayrıca gerek korozyonu önlemek gerekse hareket halindeki parçalarda aşınmayı,
sabit parçalarda yapışmayı önlemek için kuru film yağlayıcılar kullanılmaktadır. Katı film
yağlayıcılar geleneksel yağlayıcıların uygulama yada alıkonmasının zor olduğu veya diğer
yağlayıcıların toz, aşınma ürünleri yada nemle kirlenebileceği yerlerde kullanılır.
Genellikle anodize (alüminyum ve magnezyum esaslı malzemeler) ve fosfat (çelik esaslı
malzemeler) gibi filmlerle önceden kaplanmış yüzeylere, epoksi primerler gibi organik
kaplamaların üzerine başarıyla uygulanır. Fırınlanan, havada kuruyan farklı kalınlıklarda
tatbik edilen katı film yağlayıcılar motor parçalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kaplama fırınlandığında uçaklarda kullanılan solventlerde, yağlarda, yakıtlarda ve
akışkanlarda çözünmez [5].
4
4.1
JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDE BOYA PROSESİ
Uygulama Alanı
Jet Revizyon Müdürlüğünde uçak motor parçalarına uygulanan revizyon işlemleri
esnasında özellikle korozyona karşı hassas parçalarda korozyon ve erozyon (aşınma)
dayanımını arttırmak üzere boya prosesleri uygulanır. Uçak motor parçalarına uygulanan
organik ve inorganik boyalar, işlemin uygulandığı kabinlere ve fırınlara sahip olan “Boya
Atölyesi” nde gerçekleştirilmektedir.
4.2
Uygulama Esnasındaki Ortam Koşulları
Ortam şartları MIL-STD-1472D esas alınarak düzenlenmektedir. Boya işlemleri
esnasında aydınlatma ve havalandırma ile ilgili koşullar sağlanmış olmalıdır. 325-540 Lux
arasında aydınlatma değerleri sağlanmalı ve kimyasal buharlarının çalışma alanına
yayılmasını önleyecek bir havalandırma sistemi de bulunmalıdır. Boya işleminin uygulandığı
kabinlerde sağlanması gereken havalandırma boya şelaleleriyle yapılmaktadır. Ayrıca
uygulama esnasında sıcaklık ve bağıl nem değerleri de teknik emirlerde istenilen
değerleri sağlamalıdır. Örneğin Sermetal W boya prosesinin uygulanabilmesi için sıcaklık
değerleri 18-25 0C bağıl nem değeri ise % 20-60 değerleri arasında olmalıdır.
24 - 5
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
4.3
Uygulama İçin Gerekli Teçhizat / Ekipmanlar
Boya işlemi için maskeleme aparatları, kumlama cihazı, yeterli havalandırmanın
sağlanmış olduğu boya kabini, boya tabancası ve ekipmanları, basınçlı hava sistemi ve
ekipmanları, 7500F’a çıkabilen bir fırın, boya kalınlığı ölçme aleti, boya karıştırıcısı,
kronometre, zahn cup (boyanın akışkanlığını ölçmek için kullanılır) ve elektriksel direnç
ölçme aleti gereklidir.
Şekil 1
Boya Kabini
4.4
Proses Öncesi Yapılması Gerekenler
Proses öncesinde parça üzerinde boya tatbik edilmeyecek alanlar uygun
maskeleme malzemeleriyle maskelenir. Parça üzerinde yağ, kir, gres vb. kirlenmelerin
kalmamasına dikkat edilmelidir. Boya işleminin uygulanacağı yüzeyler kumlanarak kısmi
boya uygulanacak yüzeyler ise zımparalanarak yüzey boya işlemine hazırlanır.
Boya tatbik edilmeden önce istenilen akıcılık değerinde olması prosesin başarısı
açısından önemlidir. Bu da boya incelticisiyle karıştırılıp zahn cup ile viskozite değeri
ölçülerek sağlanır.
4.5
Emniyet Tedbirleri
Boya işlemleri esnasında çoğu insan sağlığı üzerinde olumsuz etkilere, bir kısmı da
yanıcı özelliğe sahip kimyasallarla çalışıldığı ve yüksek sıcaklıklara ulaşan fırınlar
24 - 6
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
kullanıldığı için emniyet tedbirlerine asgari önem verilmelidir. Boya prosesi esnasında
dikkat edilmesi gereken güvenlik tedbirleri şöyle sıralanabilir :
4 Öncelikle personel atölyede ki ekipmanlar, kimyasallar ve genel güvenlik tedbirleri
hakkında bilgilendirilmelidir [6].
4 Personele başlıklar, solunum aletleri, eldivenler vb. koruyucu giysiler
sağlanmalıdır. Ayrıca atölyede herhangi bir kimyasal temasına karşı duşlar ve göz
banyoları bulunmalıdır [6].
Şekil 2
Boya Fırını
4 Boya atölyesinde zararlı ve yanıcı kimyasallar mevcuttur. Bundan dolayı bu alan
içerisinde yemek yemekten, sigara yada çay içmekten sakınılmalıdır [6].
4 Boya işleminin yapıldığı alan temiz tutulmalıdır. Yere dökülen sıvılar olabildiğince
çabuk temizlenmelidir [6].
4 Parçaları kaldırmak için uygun kaldırma teknikleri kullanılmalıdır. Ağır yükleri
kaldırmak için caraskal yada başka kaldırma araçları kullanılmalıdır [6].
24 - 7
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
4 Basınçlı hava deriyle direk temas ettirilmemeli ve basıncı 30 psi’ın altında
tutulmalıdır [6].
4 Sermetel W boyalar 5-10 mikron ebadında alüminyum parçacıklar içermekte olup,
kaza durumunda ateş aldığında saf alüminyuma benzer reaksiyonlar göstermekte
ve hava karışımı ile yanma meydana geldiğinde şiddetli patlamalar meydana
gelmektedir [7].
4 Sermetel W boya bir çok asit ve alkali ile reaksiyona girip şiddetli patlamalara
neden olan hidrojen gazı açığa çıkarmaktadır. Bu nedenle boyanın parçalar üzerine
fazla püskürtülmesiyle birikintilerin oluşmamasına, boyanın yere dökülmemesine
ve dökülen boyalar ile sıçrayan boyaların derhal temizlenmesine özen
gösterilmelidir [7].
4 Boya katalizörleri neme hassas olduğundan kullanılmadığı sürece boya kutuları
kapalı tutulmalıdır [8].
4 Genellikle boyalar yada incelticileri parlayıcı solventler içerdiğinden alev ve
kıvılcım kaynaklarından uzak tutulmalıdır [8].
4 Boya işlemi öncesinde kumlanarak temizlenen yüzeyler çıplak elle tutulmamalı,
kirletilmemeli, pas oluşumunu engellemek için en kısa zamanda boya tatbiki
yapılmalıdır [6].
4.6
Prosesin Uygulama Adımları
Prosesin uygulama adımları şöyledir :
4 Boya işlemi öncesinde parça temiz olmalı, boyanmayacak dolayısıyla
kumlanmayacak yüzeyleri iş planında belirtilen yöntem ve malzemeler ile (tapa,
fikstür, maskeleme bandı vb.) maskelenmiş olmalıdır,
4 Boyanacak yüzeyler iş planında istenilen yüzey kalitesini sağlamak amacıyla
kumlama işlemine tabi tutulur, kısmi boya uygulamalarında bu işlem zımparalarla
gerçekleştirilir,
4 Kumlama yada zımparalama işlemi sonrasında parçanın en kısa sürede boyanması
önemlidir,
4 Kumlama işlemi uygulandı ise parçada kalan medya taneleri basınçlı hava tutularak
giderilir,
4 Boyanacak yüzeylere istenilen kalınlık değerini sağlayacak şekilde iş planında
verilen akışkanlık değerindeki boya tatbik edilir,
24 - 8
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
4 Boya işlemi tabanca ile uygulanacak ise basınç değerleri ve uygulama mesafeleri iş
planına uygun olarak ayarlanır,
4 Parça üzerindeki maskeleme aparatları sökülür,
4 Boyanın özelliğine göre havada yada fırında istenilen sıcaklık değerine getirilerek
kurutulur,
4 Operatör parçanın uygunluğunu değerlendirir, şayet uygun ise bir sonraki
atölyeye giderken, uygun bulunmamışsa boya sökülerek yeniden tatbiki yapılır,
4 Parçanın uygunluğunun değerlendirilmesi için teknik emirlerde istenilen kalite
kontrol testleri baz alınarak göz kontrolü, yapışma testi, boya kalınlığı ve
elektriksel direnç ölçümleri yapılabilir,
4 Boya işlemi bittikten sonra şayet iş planında verilmişse boyanan parçanın
korozyon direncini arttırmak için kumlama yada titreşimli temizleme gibi mekanik
bir yöntem uygulanabilir.
4.7
Prosesin Uygunluğunun Kontrolü
Prosesin uygunluğunun kontrolü boya işlemini gerçekleştiren operatör tarafından
uygulanan proses için teknik emirlerde istenilen kalite kontrol testleri baz alınarak göz
kontrolü, yapışma testi, boya kalınlığı ve elektriksel direnç değerlerinin ölçümüyle
gerçekleştirilmektedir. Göz kontrolünde boyanmış yüzeyde kabarcık, dökülme, soyulma
olmamasına dikkat edilir. Yapışma testi için test şeritleri kullanılırken, boya kalınlığının
ölçümü için mikrometre, elektriksel direnç değerlerinin ölçümü için ohm-metre
kullanılmaktadır. Her bir boya işlemi için istenilen değerler teknik emirlerde
belirlenmiştir.
4.8
Proses Bitiminden Sonra Yapılması Gerekenler
Proses bittikten sonra boya uygulanan parça işlemi gerçekleştiren operatör
tarafından uygun bulunmuş ise iş kontrol dokümanlarındaki diğer adımların
uygulanabilmesi için bir sonraki atelyeye giderken, istenilen boya renginden farklı olan
bir renklenme, kabarma, gözeneklenme, soyulma gibi istenilmeyen özelliklerin oluştuğu
yada boya kalınlığı, yapışma, elektriksel direnç gibi kalite gereksinimlerinin sağlanamadığı
durumlarda boya sökülerek yeniden tatbik edilir.
4.9
Kapasite
4 Boyut : Boya kabinleri ve fırınların ölçüleri göz önüne alındığında maksimum 100
cm boyunda 150 cm genişliğinde uçak motor parçalarına boya işlemi uygulanması
mümkündür.
24 - 9
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
4.10 Kullanılan Tezgahın Özellikleri
Motor parçalarına uygulanan boya işlemleri, boya şelaleleriyle havalandırma
işleminin yapıldığı üç kabinde gerçekleştirilmektedir. Boyaların kurutulması için
havalandırma sistemine sahip dört adet fırın bulunmakta, bu fırınlarda 4500C sıcaklık
değerine ulaşılabilmektedir.
24 - 10
Jet Revizyon Müdürlüğü
Boya
REFERANSLAR
[1]
Yalçın H., Koç T. (1988). Mühendisler için Korozyon, Ankara
[2]
Çakır A. (1990). Metalik Korozyon İlkeleri ve Kontrolü, Ankara
[3]
Aykut G. (1993). 1.HİBM K.lığında Uygulanan İleri Teknolojiler El Kitabı,
1. HİBM K.lığı
[4]
Jet Revizyon Boya Kursu, Kurs Kod No : EM-097, 1. HİBM K.lığı
[5]
T.O. 42C-1-7, Metal Treatments Technical Order
[6]
Hı-Tech Repair Training Manual F110 Engine Chemical Cleaning & Stripping
Training. (1998). USA
[7]
PPTP 033, Sermetel W Boya Proses Planı, (2000). 1. HİBM K.lığı
[8]
PPTP 032, Isıya Dayanıklı Alüminyum Boya (TT-P-28G) Proses Planı, (2001).
1. HİBM K.lığı
[9]
PPTP 041, Molydag-254 Boya İşlemi, (1989). 1. HİBM K.lığı
24 - 11