Kimyasal Soyma

Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
BÖLÜM 4
KİMYASAL SOYMA
ve
JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDEKİ UYGULAMALARI
Svl.Müh. Elif ATABAY
1nci HİBM K.lığı
Jet Revizyon Müdürlüğü
Şubat 2004, ESKİŞEHİR
ÖZET
Kimyasal soyma tamir veya yeniden kaplama işlemi için gerekli olan göz kontrolü ve
tahribatsız kontrol yöntemleriyle çatlak ve diğer hataların belirlenmesi için boya, metal
sprey, metalik kaplama ve alüminid kaplamaların sökülmesinde kullanılan prosestir. Motor
parçalarına uygun soyma proseslerinin uygulanması sonraki işlem adımları olan çatlak
kontrol ve tamirin başarısında etkilidir. Seçilen solüsyonunun parça üzerinde olumsuz
etkisi olmamalıdır. Yani temizleme solüsyonu parça üzerinde yüzey korozyonu, taneler
arası atak (IGA) ve boyutsal kayıplara yol açmamalıdır [1].
Bu dokümanda kimyasal soyma prosesinin temel prensipleri, uygulama adımları,
kullanılan teçhizat, gerekli emniyet tedbirleri, prosesin uygunluğunun kontrolü hakkında
bilgi verilecektir.
4-1
Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
1
PROSESİN ADI
Kimyasal Soyma
2
PROSESİN AMACI
Kimyasal soymanın amaçları :
4 Parçalara uygulanacak tahribatsız kontrol yöntemleri ile (florosan penetrant,
magnetik muayene teknikleri vb.) çatlak ve diğer hataların belirlenmesi,
4 Yüzeyleri kaynak, kaplama, boya gibi tamir proseslerine hazırlamak, şeklindedir
[1].
3
PROSESİN GENEL / DETAYLI TANITIMI
Kimyasal soyma ana metale veya parçanın fiziksel ve boyutsal özelliklerine zarar
vermeden kimyasal malzemeler kullanarak metalik kaplamaların, metal sprey ve boyaların
söküldüğü prosestir [1].
Uçak motorlarında kullanılan kaplamalar :
4 Püskürtülerek yapılan kaplamalar
•
Plazma sprey
•
Alev sprey
•
Basınçlı sprey
•
Boya
4 Difüzyon Kaplamalar
•
Codep
•
Codal
•
Buhar fazı
4 Elektro Kaplama
•
Nikel
•
Gümüş
•
Kadmiyum
•
Platin
4 Değişim Kaplamalar (Conversion)
•
Anodize
•
Alodine (Kromat)
•
Siyah oksit şeklinde gruplandırılabilir [1].
Tamir işlemi için gerekli olan göz kontrolü ve tahribatsız kontrol yöntemleriyle
çatlak ve diğer hataların belirlenebilmesi ve yüzeylerin kaynak, kaplama, boya gibi tamir
4-2
Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
proseslerine hazırlanabilmesi için jet motor parçalarından yukarıda sınıflandırılan
kaplamaların sökülmesi gerekir.
Bu amaçla kullanılacak yöntem ve kimyasallar motor üreticileri tarafından teknik
emirlerde listelenerek oluşabilecek problemlerin önüne geçilmiştir. Özellikle metal sprey
kaplamaların sökülmesinde çoğunlukla asit ve asit karışımları kullanılırken boya
sökümlerinde alkali ve solvent esaslı kimyasallar kullanılmaktadır.
Kullanılan kimyasallar :
4 Taneler arası korozyon,
4 Alaşım materyallerinde ölçüsel kayıp,
4 Yüzey şartlarının bozulması gibi sorunlara yol açabileceği için teknik emirlerde
belirtilen süre, sıcaklık ve konsantrasyon parametrelerine uygun çalışılması hayati önem
taşır. Bu üç kritik parametrenin dışında solüsyon kirliliği de kimyasal soyma işlemi için
önemlidir. Kimyasalın konsantrasyonu, sıcaklığı uygun olsa da banyo kirliliği söküm
işleminin etkin bir şekilde uygulanamamasına neden olabilir. Bu yüzden gerekli laboratuar
kontrolleri ve operatörün gözlemleriyle kirlilik oranı artan dolayısıyla söküm gücü azalan
banyolar konsantrasyonları uygunda olsa yeniden hazırlanmalıdır.
Kimyasal temizleme işleminde olduğu gibi kimyasal soyma işleminde de mekanik
karıştırma kullanıldığında proses zamanı azalmakta ve statik tank metodundan daha iyi
sonuç elde edilmektedir. Tank içerisindeki mekanik karıştırma için elektrikli ve havalı
mikserler kullanılmaktadır.
Kimyasal soyma işleminin gerçekleştirildiği proses tanklarında, çalışma seviyesi
tank toplam yüksekliğinin on-on beş cm aşağısında olmalıdır. Solüsyon seviyesinin bu
seviyenin altına düşmesi elektrikli ısıtıcıların kullanıldığı sistemlerde yangın, üzerinde
olması ise kimyasalın taşması riskine neden olabilmektedir.
Kimyasal soyma işleminde de durulama yapılması önemlidir, böylelikle kimyasalın
taşınması ve çözünmeyen artık oluşması minimize edilir. Durulama gerek temizleme
banyoları arasında bulunan sıcak ve soğuk su tankları gerekse her bir temizleme
banyosunda bulunan tabancalar vasıtasıyla yapılabilmektedir.
Çoğu kaplamanın sökümü için kimyasal kullanımı yeterli olurken özellikle bazı metal
sprey kaplamaların sökümü için kimyasalla işleme ilaveten mekanik yöntemlerinde
kullanılması gerekir. Örneğin F110 motorlarının yanma odalarında bulunan TBC kaplamanın
söküm işlemlerinde üst katman kumlama işlemiyle sökülürken metal sprey yapıştırıcı
tabakasının sökümü için nitrik ve hidroklorik asitten oluşan asit karışımı kullanılmaktadır.
Kimyasal temizleme işleminde olduğu gibi kimyasal soymada da uzun süre banyoda
bekletmekten ziyade işlem tekrarı yapılması daha müspet sonuçlar vermektedir. F110
motoru yanma odalarında ki TBC kaplamanın yapıştırıcı tabakasının sökümünde de işlem
tekrarı uygulanmaktadır. Kimyasalla işlemin tekrarı esnasında uygulanan kumlama işlemi
ile de asit karışımıyla reaksiyona giren tabaka alınarak kimyasalla temas edememiş alt
4-3
Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
tabaka ortaya çıkarılmakta ardı sıra yapılan kimyasal ve kumlama işlemleriyle de kaplama
tamamıyla sökülebilmektedir.
Kaplama söküm işlemlerinde genellikle asidik kimyasallar kullanıldığı için korozyon
riski artmaktadır. Parça ana metalinde korozyona yol açmayacak kimyasalların kullanımı
için azami gayret gösterilmesine rağmen bazı durumlarda maskeleme işlemi uygulanarak
parçanın kaplama sökümü yapılacak kimyasalla temas etmemesi gereken kısımlarının
koruma altına alınması gerekebilir. F110 motoru birinci kademe nozullarında bulunan TBC
kaplamanın yapıştırıcısının sökülmesi için nitrik/hidroklorik asit karışımı yada Enstrip GT
376 isimli özel bir ürün kullanılmaktadır. Ancak her iki üründe MA754 malzemeli, nozul
kanatçıklarına zarar vermekte bu sebeple de parçanın maskelenmesi ihtiyacı hasıl
olmaktadır. Parça tümüyle maskelenerek kaplaması sökülecek olan nozul iç bandının
maskesinin çıkarılmasıyla kaplama söküm işlemi gerçekleştirilmektedir. Maskeleme
işlemleri için kimyasal ve ısıya dayanım gösterebilecek sıvı maskeleyici ve özel bantlar
kullanılmaktadır.
Boya söküm işlemlerinde ise sökülecek boyanın cinsine de bağlı olarak alkali ve
solvent esaslı kimyasallar kullanılmaktadır. Alüminyum esaslı inorganik bir boya olan
sermetal boyanın sökülmesinde alkali esaslı kimyasallar kullanılırken poliüretan esaslı
organik boyaların sökümünde solvent esaslı boya sökücüler kullanılmaktadır. Solvent
esaslı boya sökücülerin daldırma (soğuk yada sıcak tankta) yada fırça metotlarıyla
uygulanabilenleri mevcuttur. Uçak motor parçalarında bulunan organik boyaların sökümü
için genellikle sıcak tank boya sökücüler tercih edilir. MIL-PRF-83936 askeri
şartnamesine uygunluk gösteren boya sökücünün içerisinde, teknik emirlerde verilen
sıcaklık ve süre değerlerine sadık kalınarak, boya söküm işlemleri gerçekleştirilir. Parça
banyodan çıkarılarak durulanıp, kurutulduktan sonra boyanın tam olarak çıkıp çıkmadığı
değerlendirilerek ihtiyaca göre işlem tekrarı yapılır.
4
4.1
JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDE KİMYASAL SOYMA
Uygulama Alanı
Jet Revizyon Müdürlüğünde uçak motor parçalarına uygulanan revizyon işlemleri
esnasında çatlak ve diğer hataların belirlenebilmesi için kullanılan tahribatsız muayene
işlemlerinin uygulanabilmesi ve boya, kaplama, kaynak gibi tamir işlemlerinin
gerçekleştirilebilmesi amacıyla kimyasal soyma prosesi uygulanır. Kimyasal soyma
işlemleri 1997 yılı içerisinde faaliyete geçen kimyasal temizleme, soyma ve arıtma
bölümlerinden oluşan “Temizleme Atölyesi”nde gerçekleştirilmektedir.
4.2
Uygulama Esnasındaki Ortam Koşulları
Ortam şartları MIL-STD-1472D esas alınarak düzenlenmektedir. Kimyasal
temizleme işlemi esnasında sıcaklık, aydınlatma ve havalandırma ile ilgili koşullar
sağlanmış olmalıdır. 18-27 0C arasında sıcaklık, 325-540 Lux arasında aydınlatma
değerleri sağlanmalı ve kimyasal buharlarının çalışma alanına yayılmasını önleyecek bir
havalandırma sistemi de bulunmalıdır.
4-4
Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
4.3
Uygulama İçin Gerekli Teçhizat / Ekipmanlar
Kimyasal soyma işleminin uygulandığı proses hatları, kimyasal solüsyonları taşıyan
dikdörtgen tanklardan meydana gelmiştir. Proses destek tesisatı ve havalandırma
borularının zarar görmemesi için ana proses hatları yüksek bir platformun üzerine
yerleştirilmiştir. Gerek duyulan proses adımlarında pompalar, filtreler, üfleyiciler gibi
destek ekipmanları mevcuttur [2].
Kimyasal soyma işlemlerinin gerçekleştirildiği banyoların içeriği, hazırlanışı,
parçaların banyo içerisinde kalma süreleri, banyonun sıcaklığı teknik emirlerle
belirlenmiştir [2].
Şekil 1
Kimyasal Soyma İşlemlerinin Gerçekleştirildiği Kimyasal Temizleme Atelyesi
Kaplama söküm banyosundan çıkan motor parçasından kirlenme ve kimyasalın
uzaklaştırılabilmesi için soğuk ve sıcak su durulama kazanları ile her bir kimyasal
tankında püskürtme tabancaları mevcuttur [2].
Sistemde gerek proses beslemesi gerek durulama işlemleri için içerdiği
sertliklerden arındırılmış su (yumuşak su) ve iyonlarına ayrıştırılarak saf suya çok yakın
hale getirilmiş su (deiyonize su) kullanılmaktadır. Sert su parça yüzeyinde kirlenmelere
yol açtığı ve korozyon riskini arttırdığı için tercih edilmez. Özellikle titanyum parçaların
temizleme/soyma işlemlerinde ve akım kullanılması gereken kaplama söküm işlemlerinde
deiyonize su kullanılma zorunluluğu vardır. Suya gereksinim duyulan tüm tanklarda
otomatik yada elle kontrol edilebilen bir su doldurma hattı mevcuttur [2].
4-5
Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
Sistemde parçaların bir yerden başka bir yere aktarılması elektrikli, elle kumanda
edilen caraskallarla yapılmaktadır. Prosesin uygulanacağı parçalar işlem hatlarının güney
tarafındaki yükleme/boşaltma alanında sepetlere yüklenerek caraskallar vasıtasıyla
istenilen yere aktarılır [2].
Mekanik karıştırmaya gereksinim duyulan tüm tanklarda çalışma ekranından
kontrol edilebilen elektrikli karıştırıcılar mevcuttur. Durulama tanklarında ise bir boru
vasıtasıyla tankın dibinden hava verilerek karıştırma işleminin gerçekleştirildiği kazan
altı hava karıştırma sistemi vardır. Tanklarda bulunan otomatik ve elle kumanda
edilebilen kapaklar ile de buharlaşma ve ısı kayıpları minimize edilmektedir [2].
Kimyasal buharları tankın üzerinde bulunan havalandırma sistemi vasıtasıyla
emilerek platformun altındaki havalandırma boruları yardımıyla sundurmada bulunan gaz
temizleme kulelerine gönderilir. Burada su ile absorbe edilen buhar sıvı faza geçerek
arıtma tesisine gönderilir [2].
Kimyasal temizleme atölyesi ana kontrol, tank ısıtma ve havalandırma olmak üzere
kontrol konsollarına ve tüm ekranlara basit ve etkin bir şekilde menü sistemi ile
ulaşılabilen dokunmatik bir ekrana sahiptir. Bu ekran yardımı ile karıştırma işlemi, zaman
ayarı, sıcaklık ayarı, su beslemeleri, kazan üstü üfleyicileri kontrol edilebilmektedir [2].
4.4
Proses Öncesi Yapılması Gerekenler
Proses öncesinde kimyasal tanklarında işlem görecek parçalar ihtiyaca göre iş
kontrol planları baz alınarak maskelenir, sonrasında uygun şekilde (parçaya herhangi bir
zarar vermeyecek şekilde) sepetlere yerleştirilerek proses uygulamaya başlanır.
4.5
Emniyet Tedbirleri
Kimyasal soyma işlemleri esnasında çoğu insan sağlığı üzerinde olumsuz etkilere
sahip asit, alkali ve solvent içerikli solüsyonlarla çalışıldığı ve işlemin uygulanması
esnasında da en ufak bir dikkatsizliğin yol açabileceği ciddi sorunlar olduğu için emniyet
tedbirlerine asgari önem verilmelidir. Kimyasal temizleme esnasında dikkat edilmesi
gereken güvenlik tedbirleri şöyle sıralanabilir :
4 Öncelikle personel atelyede ki ekipmanlar, kimyasallar ve genel güvenlik tedbirleri
hakkında bilgilendirilmelidir.
4 Personele başlıklar, solunum aletleri, eldivenler gibi koruyucu giysiler
sağlanmalıdır. Ayrıca atölyede herhangi bir kimyasal temasına karşı duşlar ve göz
banyoları bulunmalıdır.
4 Kimyasal temizleme atölyesinde zararlı ve yanıcı kimyasallar mevcuttur. Bundan
dolayı bu alan içerisinde yemek yemekten, sigara yada çay içmekten sakınılmalıdır.
4 Kaplama söküm işleminin yapıldığı alan temiz tutulmalıdır. Yere dökülen sıvılar
olabildiğince çabuk temizlenmelidir.
4 Parçaları kaldırmak için uygun kaldırma teknikleri kullanılmalıdır. Ağır yükleri
kaldırmak için caraskal yada başka kaldırma araçları kullanılmalıdır.
4-6
Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
4 Tankın içinde ne olduğundan yada ne eklendiğinden tam olarak emin olmadan
kimyasal tankına ilave yapılmamalıdır. Yanlış ilaveler yaralanma hatta ölüm ile
sonuçlanan kazalara yol açabilir.
4 Tank uygun şekilde korunup içine düşmek imkansız hale getirilmedikçe tankların
üzerine tırmanılmamalıdır. Bir ayak kayması telafisi zor kazalara yol açabilir.
4 Kimyasal temizleme atölyeleri daima nemlidir ve solüsyonlar yüksek iletkenliğe
sahiptir. Bu nedenle elektrik tehlike yaratır. Bakım yapmadan önce elektriğin
kapalı olduğundan emin olunmalıdır.
4 Eğer solüsyon seviyesi düşerse elektrikli ısıtıcılar içinde yanıcı maddeler olan
tankları tutuşturabilir, bu yüzden seviyenin korunduğundan emin olunmalıdır.
Nitrik, sülfürik yada kromik asit gibi oksitleyici maddeler kağıt, giysi gibi organik
maddeleri yakabilirler. Bu sebeple organik maddeler oksitleyici özelliğe sahip
kimyasallardan uzak tutulmalıdır.
4 Bir anlıkta olsa otomatik çalışan bir aletin çalışma alanına girilmemelidir. Zincir
yada kabloya bağlı bir yük itilip çekilmemelidir, eğer kayarsanız yük geri gelerek
size çarpacaktır.
4 Birçok işçi sıcak su kazanına düştüğü için yaralanmış yada ölmüştür. Eğer bir
çaydanlık suya dikkat ediyorsanız bir tank dolusuna da dikkat edilmelidir.
4 Tank ve borularda kaçak ve korozyon olup olmadığını belirli periyotlarla kontrol
edilmelidir.
4 Parçaların kurutulmasında kullanılan basınçlı hava
ettirilmemeli ve basıncı 30 psi’ın altında tutulmalıdır.
deriyle
direk
temas
4 Varil pompalarını kullanırken hortumun güvenli şekilde tutulduğundan emin
olunmalıdır. Bazen biri pompada diğeri hortumda iki kişi çalışmak gerekebilir.
4 Pompalar ve filtreler basınç altında çalışırlar ve güvenli çalışma limitleri basınç
yükseldikçe düşer. Üreticinin talimatları göz önüne alınarak önerilen basınç ve
sıcaklıklar aşılmamalıdır.
4 Bir varil pompası kontrolsüz bir şekilde çalışır durumda bırakılmamalıdır.
4 Zarar görmüş olan ısıtıcılar anında kapatılarak görevlilere haber verilmelidir.
4 Herhangi bir bakım yapmadan önce ısıtıcılar kapatılmalıdır.
4 Sıvı içerisinde çalıştırılan ısıtıcılar çalışılmayan periyotlarda açık bırakılmamalıdır.
Solüsyon buharlaşabilir ve ısıtıcı fazla ısınabilir [1].
4.6
Prosesin Uygulama Adımları
Prosesin uygulama adımları şöyledir :
4 Kimyasal soyma işlemi uygulanacak parçalara iş planlarında belirtilen şekilde
maskeleme işlemleri uygulanır,
4-7
Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
4 Yükleme boşaltma sahasında sepetlerin içerisine parça hasar görmeyecek şekilde
yerleştirilir,
4 Hangi kimyasal yada proses uygulanacaksa; teknik emirlerde belirlenen süre,
sıcaklık, konsantrasyon parametrelerine sadık kalınarak işlem uygulanır,
4 Birden fazla basamaktan oluşan kimyasal soyma işlemlerinde her bir adım sonrası,
tek bir adımdan oluşan işlemlerde ise işlem sonrası durulama işlemi uygulanır,
4 Atölye havası yada fırın kullanılarak parça kurutulur (özellikle korozyona karşı
hassas malzemelerde bu adım çok önemlidir),
4 Operatör parçanın kaplamanın sökülüp sökülmediğini kontrol eder, şayet kaplama
sökülmüşse bir sonraki atölyeye giderken, ulaşılamamışsa teknik emirde işlem
tekrarı verilip verilmemiş olmasına bağlı olarak ya işlem tekrarı yapılır yada
mekanik temizleme gerçekleştirilir.
Şekil 2
Maskeleme İşlemi Yapılmış Kimyasal Soyma İşlemi Uygulanacak F110 Motor Parçası
4.7
Prosesin Uygunluğunun Kontrolü
Prosesin uygunluğunun kontrolü işlemi gerçekleştiren operatör tarafından
yapılmaktadır. Operatör göz kontrolü ile kaplama kalıntılarının kalıp kalmadığını
değerlendirir. Şayet göz kontrolüyle tam olarak emin olamadıysa parçayı kaplama
sökümünün gerçekleştiği kimyasalın içerisine daldırıp renk değişimi olup olmamasına göre
4-8
Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
kaplamanın tam anlamıyla sökülüp sökülmediğini karar verir. Kaplama kalıntıları var ise
parça yüzeyinde renklenme meydana gelecektir ki buda sökülmeyen kaplama ile
kimyasalın reaksiyonu neticesi oluşur.
4.8
Proses Bitiminden Sonra Yapılması Gerekenler
Proses bittikten sonra kaplama sökümü işleminin tamamlandığı parçalar iş kontrol
dokümanlarındaki diğer adımların uygulanabilmesi için bir sonraki atelyeye giderken,
kaplama sökümünün sağlanamadığı parçalarda teknik emirler baz alınarak işlem tekrarı
yada mekanik temizleme uygulanabilir. Kaplama söküm işleminin bittiği parçalarda şayet
maskeleme işlemi uygulandıysa bir sonraki atölyeye gitmeden evvel bu maskenin
temizlenmesi gerekir. Bantların sökümü kolaydır ancak sıvı maskeleyicinin sökümü için
özel kimyasal ürünler kullanılması gerekir.
Atölyede çalışma saatleri sona erdiğinde sistem ana kontrol konsolundan kapatılır,
herhangi bir tank için o gün uygulanacak proses bitmiş ise kullanılmakta olan ısıtma,
karıştırma vb. fonksiyonları sona erdirilir.
4.9
Kapasite
4 Boyut : En büyüğü 42inç-48inç-54inç en küçüğü 2inç-25inç-36inç boyutlarında
olan kimyasal soyma tanklarında boyut, işlemin gerçekleştirilebilmesi için
sınırlandırıcı bir parametredir.
4 Zaman: Kimyasal soyma işlemleri için zaman kritik bir parametredir, teknik
emirlerde verilen parametrelere sadık kalınmalıdır. Sistemde ki kontrol
konsollarıyla zaman parametresi kontrol edilebilmektedir.
4.10 Kullanılan Tezgahın Özellikleri
Jet Revizyon Müdürlüğü temizleme atelyesi özellikle F110 ve CT-7 motor
parçalarının temizleme ve kaplama söküm işlemlerinin yapılması için dizayn edilmiştir.
Kaplama söküm kısmında F110 ve CT-7 motorlarına ait metal sprey ve alüminyum difüzyon
kaplamalı parçaların söküm ve maskeleme işlemleri gerçekleştirilmektedir. Ancak Hava
Kuvvetleri envanterindeki diğer uçak motorlarında ki organik ve inorganik esaslı
boyalarda alkali ve solvent esaslı banyolar kullanılarak, bu atölyede sökülmektedir. Nikel,
gümüş, kadmiyum vb. metalik kaplamaların sökümü ise İmalat Müdürlüğü’nde bulunan
kaplama atölyesinde gerçekleştirilmektedir.
4-9
Jet Revizyon Müdürlüğü
Kimyasal Soyma
REFERANSLAR
[1]
Hi-Tech Repair Training Manual F110 Engine Chemical Cleaning & Stripping
Training, (1998). USA
[2]
Atabay,
E.
(1998).
Uçak
Motorlarının
Revizyonunda
Kullanılan
Kimyasal
Temizleme/Soyma ve Arıtma Sistemi
4 - 10