Yağ Analizi ve Yağlama Eğitimi: Seviye 1
Yağlayıcının kendisi üzerine çalışma kitabı: yağlama rejimleri ve Stribeck eğrisi, baz yağlar ve katıklar, viskozite, gres, kirlilik, numune alma ve rapor okuma.
Herhangi bir yağ veri sayfasında basılı olan iki viskoziteyi, 40 ve 100 santigrat derecedeki değerleri girin; hesaplayıcı yağın gerçekte çalıştığı sıcaklıktaki kinematik viskoziteyi verir. Yöntem, ASTM D341 diyagramının bir doğru olarak çizdiği ilişki olan Walther denklemidir.
İki nokta neden yeterli
Sıcaklığa karşı viskozite, sıradan eksenlerde dik bir eğridir ve gözle ara değer okumak için elverişsizdir. Doğru ölçeklerde çizildiğinde düzleşir: viskozitenin çift logaritması ile mutlak sıcaklığın logaritması. Walther ilişkisi budur ve bir ASTM D341 diyagramı da bundan ibarettir.
Açık yazılışıyla:
log10(log10(v + 0,7)) = A − B × log10(T)
Burada v santistokes cinsinden kinematik viskozite, T kelvin cinsinden mutlak sıcaklık, A ile B ise o yağa ait sabitlerdir. 0,7 değeri, ifadenin düşük viskozitede de davranmayı sürdürmesi için logaritmanın içine eklenen sabit bir kaydırmadır.
Bu koordinatlarda bir doğru olduğu için iki nokta onu belirlemeye yeter. Her ürün veri sayfası tam olarak iki nokta yayımlar, 40 ve 100 santigrat derecede; hesabın veri sayfası dışında hiçbir şeye ihtiyaç duymamasının nedeni budur.
A ve B’nin çözümü
W40 ve W100, veri sayfasındaki iki viskozitenin çift logaritmasını göstersin; iki sıcaklık kelvine çevrildiğinde 313,15 ve 373,15 olsun:
- B = (W40 − W100) / (log10(373,15) − log10(313,15))
- A = W40 + B × log10(313,15)
A ile B bilindikten sonra herhangi bir sıcaklıktaki viskozite, logaritmalar geri alınarak bulunur:
v = 10^(10^(A − B × log10(T))) − 0,7
B eğimdir ve o yağın ne kadar keskin inceldiğinin doğrudan ölçüsüdür. Daha dik bir doğru, aynı sıcaklık artışında daha büyük bir düşüş demektir.
Çözümlü örnek
40 derecede 68 cSt, 100 derecede 8,6 cSt olan bir ISO VG 68 dişli yağı, kavrama noktasındaki yağı 75 dereceye ulaşan bir redüktörde çalışıyor.
Çift logaritmalar alınıp çözüldüğünde B = 3,652 ve A = 9,378 çıkar. 348,15 kelvine karşılık gelen 75 derece denklemde yerine konduğunda:
| Sıcaklık | Viskozite |
|---|---|
| 20 °C | 217 cSt |
| 40 °C | 68,0 cSt |
| 60 °C | 28,5 cSt |
| 75 °C | 17,0 cSt |
| 80 °C | 14,6 cSt |
| 100 °C | 8,60 cSt |
Kavrama noktasında yağ 17 cSt seviyesindedir; derecesine adını veren sayının dörtte biri. Bunun yeterli olup olmadığı dişlinin neye ihtiyaç duyduğuna bağlıdır, ama seçimin 68 üzerinden değil 17 üzerinden savunulması gerekir.
Tablonun 20 ile 40 derece arasında ne yaptığına dikkat edin. 80 ile 100 derece arasında 6 cSt’ye mal olan aynı 20 derecelik adım, 20 ile 40 derece arasında yaklaşık 149 cSt’ye mal oluyor. Soğuk kalkış ile sıcak çalışma ayrı sorunlardır ve ikisini de tek bir eğri tarif eder.
ISO VG dereceleri
ISO 3448, bir endüstriyel yağı 40 santigrat derecedeki kinematik viskozitesine göre derecelendirir ve her derece, bir orta değerin artı eksi yüzde 10 aralığını kapsar. Dereceler şunlardır: VG 2, 3, 5, 7, 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150, 220, 320, 460, 680, 1000 ve 1500.
VG 10 ve yukarısında derece numarası kendi orta değeridir; yani bir VG 68, 68 cSt üzerine ortalanmıştır. Bunun altındaki dört derece ise orta değerlerinin adını taşımaz: VG 2, 2,2 cSt üzerine; VG 3, 3,2 üzerine; VG 5, 4,6 üzerine; VG 7 ise 6,8 üzerine ortalanmıştır. Bu dördünü adları orta değermiş gibi okumak, 4,3 cSt ölçülen gayet meşru bir VG 5 yağını merdivendeki bütün derecelerin dışına atar.
Yani ISO VG 68 olarak satılan bir yağ 40 derecede 61,2 ile 74,8 cSt arasında, ISO VG 320 ise 288 ile 352 cSt arasında, ISO VG 5 ise 4,14 ile 5,06 cSt arasında ölçülür. Bu bantların ikisinin arasına düşen ölçülmüş bir 40 derece viskozitesi ya bir karışımdır, ya yerinden oynamış kullanılmış bir yağdır, ya da yanlış etiketlenmiş bir varildir; üçünü de bilmekte fayda vardır.
Derece, 40 derecelik bir etiketten ibarettir. Aynı dereceye sahip iki yağ çalışma sıcaklığında hatırı sayılır ölçüde ayrışabilir; veri sayfasındaki ikinci noktayı çalıştırmanın bütün gerekçesi budur.
Önemli olan sıcaklık
Denkleme verilecek sayı, temas noktasındaki yağın sıcaklığıdır; karter göstergesindeki değer ya da odanın sıcaklığı değil. Yüklü bir yatakta ya da dişli kavramasındaki yağ, geldiği depodan genellikle 10 ila 20 derece daha sıcak çalışır, çünkü kayma ısınması temasta olur.
Bu fark, bu eğri üzerinde bir yuvarlama hatası değildir. Temas 15 derece daha sıcakken karter sıcaklığından hesap yapmak, yağın kurabileceği filmi olduğundan büyük gösterir; oysa seçimin satın almaya çalıştığı şey film kalınlığıdır.
Doğrunun doğru olmaktan çıktığı yer
Denklem, mineral yağlar için normalde kullanıldıkları aralık boyunca geçerlidir ve üç tanınabilir yerde bozulur.
Akma noktası yakınında mum çözeltiden ayrılmaya başlar, gerçek eğri doğrudan uzaklaşır ve hesap yağı olduğundan akışkan bildirir. İçinde viskozite indeksi iyileştirici bulunan bir çok dereceli yağı denklem hiç tarif etmez, çünkü polimerle koyulaştırılmış bir yağ, tek bir biçimde davranan tek bir akışkan değildir. Yaklaşık 2 cSt’nin altında ise logaritmanın içindeki sabit kaydırma iyi bir yaklaşım olmaktan çıkar; o uçtaki sonuçlar bir ondalık basamak değil, şüphe hak eder.
Sık sorulan sorular
Veri sayfasında yazmayan bir sıcaklıktaki yağ viskozitesi nasıl hesaplanır?
ASTM D341 diyagramının çizdiği ilişki olan Walther denklemiyle. Açık yazılışı log10(log10(v + 0,7)) = A eksi B çarpı log10(T) biçimindedir; burada v santistokes cinsinden kinematik viskozite, T ise kelvin cinsinden mutlak sıcaklıktır. Her veri sayfasının verdiği iki viskozite, yani 40 ve 100 santigrat derecedeki değerler, A ve B sabitlerini çözmeye yeter; ardından aradaki ya da biraz ötesindeki herhangi bir sıcaklıktaki viskozite doğrudan çıkar.
Viskoziteyi neden 40 derecede değil çalışma sıcaklığında bilmek gerekir?
Çünkü yüklü bir yatakta ya da dişli kavramasındaki yağ filmi, veri sayfasının sıcaklığında değil temasın sıcaklığında oluşur. Yüklü bir temastaki yağ, geldiği karterden çoğu zaman 10 ila 20 derece daha sıcak çalışır ve viskozite sıcaklıkla hızla düşer. 40 derecedeki değerine bakılarak seçilip çok daha sıcak çalıştırılan bir yağ, seçimin varsaydığı viskozitenin küçük bir kesrinde kalabilir; film kalınlığı da onunla birlikte düşer.
ISO VG derece numarası ne anlama gelir?
Yağın 40 santigrat derecedeki santistokes cinsinden kinematik viskozitesidir ve derece, bir orta değerin artı eksi yüzde 10 aralığını kapsar. VG 10 ve yukarısında derece numarası kendi orta değeridir; dolayısıyla ISO VG 68 bir yağ, 40 derecede 61,2 ile 74,8 santistokes arasında ölçülür. VG 10’un altındaki dört derece istisnadır: VG 2, 2,2 üzerine; VG 3, 3,2 üzerine; VG 5, 4,6 üzerine; VG 7, 6,8 üzerine ortalanmıştır. Dereceler, her biri bir alttakinden kabaca yarı yarıya daha kalın olacak biçimde aralıklandırılmıştır: 32, 46, 68, 100, 150, 220 ve devamı. Derece, yağın başka bir sıcaklıkta nasıl davrandığı hakkında hiçbir şey söylemez.
Walther denklemi nerede doğru olmaktan çıkar?
Akma noktası yakınında ve tek bir akışkan olmayan yağlarda. Düşük sıcaklıkta mum çözeltiden ayrılmaya başladıkça çizilen doğru kıvrılır ve denklem yağı olduğundan akışkan gösterir. İçinde viskozite indeksi iyileştirici bulunan bir çok dereceli yağı ise hiç tarif etmez, çünkü polimer, sıcaklık değiştikçe akışkanın davranışını da değiştirir. Yaklaşık 2 santistokesin altında, logaritmanın içine eklenen sabit de artık iyi bir yaklaşım değildir.
Sıcakken alınmış kullanılmış yağ numunesinden 40 derecedeki viskozite geri bulunabilir mi?
Yağ hâlâ tek bir akışkan gibi davranıyorsa evet. Bilinen iki nokta Walther doğrusunu belirler; dolayısıyla çalışma sıcaklığındaki bir ölçüm ile bir başka nokta, şartnamenin yazıldığı 40 derece değeri dahil olmak üzere eğrinin tamamını geri getirir. Sonuç, yağın yakıtla seyrelmediği ve oksidasyonla koyulaşmadığı varsayımı kadar iyidir; bu iki durumdan biri, doğrunun üzerinde kaymak yerine doğrunun kendisini yerinden oynatır.
Bu aracın arkasındaki çalışma materyali
Hesaplayıcı size sayıyı verir. Bu ders kitapları o sayının ne anlama geldiğini ve onu üreten ölçümün nasıl alınması gerektiğini anlatır.
Yağ Analizi ve Yağlama Eğitimi: Seviye 2
Test yöntemleri derinlemesine: viskozite, asit ve baz sayısı, su, partikül sayımı, elementel analiz ve kör noktası, ferröz yoğunluk, ferrografi ve bozunma.
Yağ Analizi ve Yağlama Deneme Sınavı: Seviye 2
Test yöntemleri sınavı: viskozite, asit ve baz sayısı, su ve doygunluk, partikül sayımı, elementel analiz ve kör noktası, ferröz yoğunluk ve partikül morfolojisi.
Bu konudaki diğer araçlar
- Gres Miktarı ve Yağlama Periyodu HesaplayıcıBir rulmanın gres miktarını dış çap ve genişlikten bulun, üreticinin verdiği yeniden yağlama periyodunu sıcaklığa, mil konumuna ve kirliliğe göre düzeltin.
- ISO 4406 Temizlik Kodu Hesaplayıcı4, 6 ve 14 mikrometredeki partikül sayımlarını ISO 4406 temizlik koduna çevirin, her basamağın arkasındaki aralığı görün ve yağı hedefle karşılaştırın.