TEMPERLİ CAM
KİMYASAL TEMPERLEME
Kimyasal temperleme
Cama mekanik dayanım kazandırmak için bugüne kadar yaygın şekilde uygulanan yöntem ısıl işlemden geçirilmesiydi. Ancak özellikle son 10 yılda KİMSAYAL TEMPERLEME yaygın şekilde kullanılmaya başlandı.
Kimyasal temperleme cam plakaların potasyum tuzu ya da potasyum nitrat havuzuna yatırılması; ergime noktasına ulaşmadan 380 dereceye kadar 16-30 saat arası ( bu havuzun ve camın özelliklerine göre değişen bir süredir ) bekletilmesi; böylece cam yüzeyindeki sodyum ionlarının havuzdaki potasyum ionları ile yer değiştirmesi şeklinde bir işlemdir.
Bu yer değiştirme işlemi sırasında daha küçük olan sodyum ionları yerine geçmeye çalışan potasyum ionları cam yüzeyindeki bütün boşlukları doldurmaya çalışarak bir sıkıştırma işlevi görür, bu da malzemenin sertleşmesi, mekanik olarak daha fazla dayanıklı hale gelmesine yol açar.
Isıl işlem görmüş temperli camın mekanik dayanımı normal cama göre 4-5 kat arası daha dayanıklı iken KİMYASAL TEMPER işleminden geçmiş bir camın mekanik dayanımı normal cama göre 20 kat daha dayanıklıdır.
Eğilme mukavemeti ısıl işlem görmüş bir camda 120-200 N/mq iken Kimyasal temperli camlarda 250-600 N/mq değerindedir.
Kimyasal temperli camın üstünlüklerinden bir diğeri, kimyasal temper işleminden sonra cama kesim, kenar işleme, delik, kanal açma vb diğer işlemlerin yapılabilmesidir. Temperli cama ise baskı ve laminasyon dışında başka hiç bir işlem yapılamaz.
Kimyasal temperleme işleminde cam seramik merdanaler üzerinde hareket etmediği ve işlem sıcaklığı camın ergime derecesine ulaşmadığı için cam yüzeyinde eğrilik, distorsiyon, merdana dalgaları, batma, leopar benekleri gibi kusurlar görülmez. Cam yüzeyi son derece düzgündür, optik kalite mükemmeldir.
Isıl Temperleme işlemi 3 - 19 mm aralığındaki cam kalınlıklarına uygulanabilirken Kimyasal temperleme 0.5 mm inceliğinde bir cama bile uygulanabilir.
Komplex curve camların laminasyonu zor olduğu için bu tür camların önce kimyasal temperden geçirilmesi sonra lamine edilmesi tercih edilmektedir.
Isıl temperleme işlemi 200 x 200 mm 'den küçük camlar için hem uygulanabilir değildir, hem de maliyetli bir işlemdir. Bu tür küçük camların kimyasal temperlenmesi daha doğrudur.
Kimyasal Temperle işleminin tek kusuru maliyetidir. Bu nedenle yaygın olarak Yapı Camlarında kullanılmak yerine Isıl Temperleme işlemi yapılamayan cam kalınlıklarının gerekli olduğu ya da mekanik dayanım ve optik kalitenin çok önemli olduğu sektörlerde kullanılmaktadır.
Uzay ve havacılık sanayi bunların başında gelmektedir. Ayrıca otomotiv ve yat camları için sıklıkla kullanılan bir işlemdir.
Murat Tıkıroğlu
Glass Consultant
Murat Tıkıroğlu
Glass Consultant
Murat Tıkıroğlu
Glass Consultant
Murat Tıkıroğlu
Glass Consultant
TEMPERLİ CAMLARDA KENDİLİĞİNDEN PATLAMA SORUNU:
ESKİ BİR HİKAYEDEN HABERLER…
Sain Goban firmasından Andreas M Kasper’ın GLASS PERFOMANS DAYS-2017 oturumlardan birinde yaptığı sunumla yaklaşık 50 yıldır söylenegelen “temperli camlarda kendiliğinden patlamalar olabilir. Bu işin genetiğinde olan ve kabul edilebilir bir kusurdur. Sorunu gidermek için elimizdeki en önemli mekanizmalardan biri de Heat Soaking Testidir” açıklamasını yeni bulgularla tartışmamıza sunuyor.
Sorun eski ama bir o kadar zamandır da üzerinde bitmek tükenmek bilmeyen tartışmalar sürüyor. Bu tartışmalar bir yandan cam-profesyonelleri ve bilim insanları arasında sürerken diğer yandan da üretici firmalar ile müşterileri/uygulamacılar arasında sürmekte. Binalardaki ya da henüz üretilmiş ancak şantiyelere sevk edilmemiş camlarda oluşan patlamalar taraflar arasında sürekli tartışma konusu olmaktadır. Şimdiye kadar verdiğimiz en kesin cevaplar şunlardı:
· temperli camlarda kendiliğinden patlama yaşanabilir.
· Bu üreticiden kaynaklı bir kusur değildir.
· Kendiliğinden patlamaya neden olan olgu cam hammaddesi içinde bulunan nikel sülfit parçacıklarıdır.
· Hareketli olan Nikel Sülfit parçacıkları ısıl işlem ile birlikte bir süre sonra durağan hale gelir, ancak temper işlemnden sonraki herhangi bir aşamada cam yüzeyinde oluşabilecek ısı farklılıkları neticesinde durağan haldeki bu parçacıklar harekete geçer ve kritik noktada olanlar patlamaya neden olabilir.
· Bunu önlemenin tek yolu temperli camlara HEAT SOAK TESTİ ( HST) uygulanmasıdır.
· Bu test aşamasında camlar 290 dereceye kadar belli bir sürede ısıtılır, bu kritik seviyede EN 14179 standartında belirtilen süre kadar bekletilir ve sonra tekrar yavaş yavaş soğumaya bırakılır.
· Bu ısı farklılıkları sırasında camda bulunan nikel sülfit parçacıkları tekrar hareketli hale getirilmiş olur ve böylece eğer kritik pozisyonda nikel sülfit parçacıkları varsa bunlar HST fırını içinde patlar, kalan camlar için artık böyle bir kendiliğinden patlama riski yoktur.
· HS.TESTİ yaklaşık % 99 oranında güvenilir sonuç doğurur.
M.Kasper’ın sunumunda kısaca da olsa DIN- 18516 standardından EN – 14179 standardına geçişi sağlayan bulguları anlatmış, buna ilave olarak son 20 yıldaki yeni bulgulara işaret ederek E14179’un da revize edilebileceğine değinmiştir. Bu değişiklik kritik ısı değerinin 290 dereceden 260 dereceye düşürülmesi be bu seviyede bekleme süresinin 4 saatten belki 2 saate indirilmesi gerektiğinden bahsetmiştir. Ayrıca kendiliğinden patlamalara sadece nikel sülfit zerreciklerinin değil hammadde içinde bulunabilecek büyük reflektif taş parçacıklarının da neden olabileceği belirtilmiştir. Vardığı sonuçlardan bir diğeri kendiliğinden patlamaya neden olacak konumdaki nikel sülfit parçacıklarının toplama oranının % 25 gibi olduğudur. Bu durumda HST testine bütün camları sokmak suretiyle binaya takılı ve HST testi yapılmamış bir camın patlama riskine göre % 80 daha fazla bir camı teste tabi tutmuş olacağımızdan bahsetmektedir. Çünkü HS.Testi sırasında cam yüzeyine yüksek oranda bir termo-mekanik güç uygulanmaktadır. Bu güç kritik pozisyonda olmayan nikel sülfit zerreciklerini de harekete geçirmekte ve böylece daha fazla sayıda nikel sülfit parçacığını elimine etmektedir. Burada sorun karşılıklı maliyetleri hesaplamaktır. HST testinin maliyeti ile kendiliğinden patlamanın yaratacağı risk-maliyeti ve yerine-koyma maliyetinin hangisinin tercih edileceği proje müelliflerinin vereceği bir karar olmaktadır.
Bütün bunlara rağmen gerek teorik gerekse pratik bulgular Temperli Camlara HST testi yapılmasının kendiliğinden patlama riski karşısında camı daha güvenli hale getirdiğidir. Tartışma EN-14179’un nasıl revize edilmesi gerektiğine gelip dayanıyor.
Kasper’ın yazısının bir özeti GLASS PERFOMANS DAYS-2017: CONFERENCE PROCEEDİNGS kitapçığının 154-156 sayfalarında mevcut. Yazının tamamı ise daha sonra GLASS STRUCTURES AND ENGİNEERİNG JOURNAL’da yayınlanacak.
Bizim burada eklemek istediğimiz birkaç açıklama daha var.
Tartışmalar sırasında dikkate sunulan olgulardan biri HST fırınında uygulanacak kritik ısı değeri kadar ısının HST fırını içinde homojen dağılımın da önemli olduğudur. Bu da HST fırınların kalibrasyonunu önemli hale getirmektedir.
Ne yazık ki HST uygulaması yapan firmaların bazıları sistem belgelendirmesine sahip değiller, çünkü bu belgelendirmeyi alabilmeleri için fırınların kalibre edilmesi gerekli. Standarda uygun kalibrasyon yapabilen yerli firma- en azından benim bildiğim kadarıyla- mevcut değil. Bunun yerine yapılan tek şey, HST işlemi sonrasında müşteriye Test sonuçlarını, daha doğrusu test yapıldığını gösterir bir bilgisayar çıktısının verilmesidir. Bu bilgisayar çıktılarına ne kadar güvenilir derseniz, benim bu konularda her zaman savunduğum şey, yerinde inceleme ve kontrol yapmadan, hiç bir şeyden emin olamayacağımızdır.
Murat Tıkıroğlu
Glass Consultant
CAM- YAPILARDA KULLANILAN: İLGİLİ TSE ve EN STANDARTLARI
Yapılarda kullanılan Camlarla ilgili - özellikle TEMPERLİ CAMLAR- TSE ve EN standartlarının bir listesi aşağıda belirtilmiştir.
Temperli Camlar için CE UYGUNLUK BEYANI'nda bulunan bir işletmenin TEKNİK DOSYASI'nda bu standartların güncel versiyonlarının bulunması, güncelliğinin takip edilebilmesi için ISO-9001 gereği bu standartlara ABONE olunması, her revizyonla birlikte işletme kalite belgeleri içinde buna uygun revizyonların yapılması gereklidir.
Bu açıdan bakıldığında özellikle de CAM İŞLEME TESİSLERİ'nde çalışan KALİTE'den sorumlu personelin bu standartların detaylarına hakim olmaları gereklidir.
CEPHE FİRMALARI ya da MİMARİ PROJE FİRMALARI'nın CAM TEDARİĞİ ile ilgilenen yetkilerinin de en azından kendi alanlarına ait kısımlarını incelemeleri ve takip etmeleri gereklidir.
TS EN 356 : Glass in building - Security glazing - Testing and classification of resistance against manual attack (Emniyet camları - Yapılarda kullanılan - El darbelerine karşı dayanıklılığın denenmesi ve sınıflandırılması)
TS 11172 EN 410 : Glass in building - Determination of luminous and solar characteristics of glazing (Cam - Yapılarda kullanılan - Cam yapı elemanlarının ışık ve güneş ışınımı ile ilgili özelliklerinin belirlenmesi)
TS EN 572-1 : Glass in building - Basic soda lime silicate glass products - Part 1: Definitions and general physical and mechanical properties (Cam yapılarda kullanılan -Temel soda kireç silikat cam ürünler - Kısım 1: Tarifler ve genel fiziksel ve mekanik özellikler)
TS EN 572-2 : Glass in building - Basic soda lime silicate glass products - Part 2: Float glass (Cam yapılarda kullanılan - Temel soda kireç silikat cam ürünler - Bölüm 2: Float cam)
TS EN 572-4 : Glass in building - Basic soda lime silicate glass products - Part 4: Drawn sheet glass (Cam Temel ürünler yapılarda kullanılan - Bölüm 4: Çekme düz cam)
TS EN 572-5 : Glass in building - Basic soda lime silicate glass products - Part 5: Patterned glass (Cam Yapılarda kullanılan - Temel ürünler - Bölüm 5: Desenli cam)
TS EN 673 : Glass in building - Determination of thermal transmittance (U value) - Calculation method (Cam yapılarda kullanılan - Isı geçirgenliğinin (U Değeri) tayini - Hesaplama metodu)
TS EN 1063 : Glass in building - Security glazing - Testing and classification of resistance against bullet attack (Emniyet camları - Yapılarda kullanılan - Mermi darbesine karşı dayanıklılığın denenmesi ve sınıflandırılması)
TS EN 1096-1 : Glass in building - Coated glass - Part 1: Definitions and classification (Cam - Yapılarda kullanılan - Kaplamalı cam - Bölüm 1: Tarifler ve sınıflandırma)
TS EN 1096-2 : Glass in building - Coated glass - Part 2:Requirements and test methods for class A, B and S coating (Cam - Yapılarda kullanılan - Kaplamalı cam - Bölüm 2: Sınıf A, Sınıf B ve Sınıf S kaplamalar için özellikler ve deney metotları)
TS EN 1096-3 : Glass in building - Coated glass - Part 3: Requirements and test methods for class C and D coating (Cam - Yapılarda kullanılan - Kaplamalı Cam - Bölüm 3: Sınıf C ve Sınıf D kaplamalar için özellikler ve deney metotları)
TS EN 12150- Cam- yapılarda kullanılan-Termal olarak temperlenmiş Soda kireç silikat emniyet camı
TS EN 1288: Cam- yapılarda kullanılan- Eğilme mukavemetinin tayini.
TS EN 1863: Cam-yapılarda kullanılan- Isıyla mukavemeti arttırılmış ( kısmi temperlenmiş) soda kireç silikat emniyet camı
Pr EN 12600 : Glass in building - Pendulum test - İmpact test method and classification for flat glass (Cam - Yapılarda kullanılan - Sarkaç deneyi - Düz cam için çarpma deneyi ve sınıflandırma)
TS EN 12758 : Glass in building - Glazing and airborne sound insulation - Product descriptions and determination of properties (Cam -Yapılarda kullanılan - Cam sistemleri ve hava kaynaklı ses yalıtımı - Özellikleri tarifleri ve tayinleri)
TS EN 12898 : Glass in building - Determination of the emissivity (Cam - Yapılarda kullanılan -Yayma gücü katsayısının tayini)
pr EN 13474 : Glass in building - Design of glass panes
TS EN 13501-1 : Fire classification of construction products and building elements - Part 1: Classification using test data from reaction to fire tests (Yapı mamulleri ve yapı elemanları, yangın sınıflandırması - Bölüm 1: Yangın karşısındaki davranış deneylerinden elde edilen veriler kullanılarak sınıflandırma)
TS EN 13501-2 : Fire classification of construction products and building elements - Part 2: Classification using test data from fire resistance tests, excluding ventilation services (Yapı mamulleri ve yapı elemanlarının yangın sınıflandırması - Bölüm 2: Yangına dayanım deneylerinin verilerini kullanarak sınıflandırma - Havalandırma sistemleri hariç)
Pr EN 13501-5 : Fire classification of construction products and building elements - Part 5: Classification using data from fire exposure roof tests
TS EN 13541: Glass in building - Security glazing - Testing and classification of resistance against explosion pressure (Cam - Yapılarda kullanılan - Emniyet cam sistemleri - Patlama basıncına karşı mukavemet deneyi ve sınıflandırma) 3 Terimler ve tarifler .
TS EN 14179 : Cam-yapılarda kullanılan-Isıl olarak temperlenmiş ve ısıl banyolanmış Soda kireç silikat emniyet camı
TEMPERLİ CAM: TERMAL KIRILMA RİSKİ
TEMPERLİ CAM: TERMAL KIRILMA RİSKİ
Temperleme işlemi sırasında cam yüzeyi ve kenar bölgelerinde ısınmanın yarattığı gerilimden dolayı bir stres oluşur. Bu yazımızda temper prosesi ve sonrasında bu stressin açığa çıkması anlamındaki TERMAL KIRILMALAR hakkında kısaca bazı hatırlatmalar yapacağız.
TERMAL KIRILMA eğer cam binada takılıyken meydan gelirse SPONTAN KIRILMA ile de karıştırılmaktadır. Ancak daha önceki bir yazımızda belirttiğimiz gibi nikel sülfit zerreciklerinden kaynaklı spontan kırılma ile termal kırılma aynı şey değildir.
Termal kırılma riskini etkileyen belli başlı faktörler
a) Cam kalitesi ( viskositesi)
b) Kenar işleme kalitesi
c) Temper proses parametreleri
d) Montaj tasarımı
e) Montaj uygulaması
Cam kalitesi konusu bu yazımızın ana ekseni olmasa da kısa değinmekte yarar var. Daha kesim masasında iken kesim ucu cam yüzeyi üzerinde gezerken camın kesim çizgisi dışına taşarak koptuğu/ kırıldığına tanık oluruz. Kesim operatörleri buna camda stress var derler…İşte bu stress dedikler şey cam üretiminde viskozitenin farklılaşmasından kaynaklı bir kusurdur. Ancak bundan emin olmak için kesim masasının düzgün ve dengeli olup olmadığının, kesim ucunun kalitesinin ve kesim ucu basıncının uygun olup olmadığının öncelikle kontrol edilmesi gereklidir. Çünkü optimizasyon çizgisi dışındaki kırılmalar bu kusurlardan kaynaklı da olabilir. Eğer bunlardan kaynakı bir kusur tespit edilememiş ise o zaman camın kalitesiyle ilgili araştırmaya girişmek daha doğrudur.
Ancak termal kırılma açısından bu verdiğimiz örnek birincil dereceden önemli değildir. Cam hammaddesinden kaynaklı bu tür kusurlar termal kırılmalarda daha çok ikincil prosesler sırasında kendini hissettirir.
Diğer etkenlere gelirsek:
Kenar işleme kalitesi uygun olmayan cam, kenarlarda pah ya da rodaj almayan kısımlar olması, düzgün bir pah/rodaj değil dalgalı , yer yer kalınlığı farklılaşan işlem yapılması, kenarda dalma veya kopma diye tabir edilen kısımlar olması; camda oygulu veya delikli kısım varsa bunların içlerinin düzgün işlenmemiş olması; deliklerin uygun koordinatlarda ve çaplarda delinmemiş olması gibi kusurlardan kaynaklanır.
İşleme sırasında her bir makinede yapılan işlem sonucunda bunların tek tek gözle kontrol edilmelidir. ( pek çok işletmede tarayıcı cihazlarla otomasyon kontrolü olmadığı için mecburen gözle yapılmaktadır ) Ancak bunun için prosesi yöneten operatörlerin iyi eğitilmiş olması yanı sıra kontrol için bunlara personele zaman tanınmalı ve yaptıkları kontrolleri kayıt altına almaları sağlanmalı, sonra da bu kontrol sonuçları analiz edilmelidir. Genellikle yapılan hatalardan biri personelin eğitim eksikliğidir. Üstelik makineden çıkan camı kontrol edebilecek kişi çıkış kısmında yer alan personeldir, ama çıkış kısmında en tecrübesiz, hatta vasıfsız işçilere yer verilir. Çünkü bu kişilerin görevinin sadece camı makineden alıp taşıma aracına ( palet, sandık, cam arabası vb.) yerleştirilmesi olduğu sanılmaktadır.
Kenar işleme kalitesi rodaj taşının elmas kalitesinden, soğutma suyunun kalitesine ve prosesin hızına kadar proseste yer alan bütün parametrelerden etkilenir.
Kenar kalitesi ne kadar iyi olursa camın temper prosesinde stresi yüklenme/ taşıma kapasitesi o kadar yüksek olacaktır. Bu da proses firelerini azaltacaktır.
Temper operatörleri temper kırıklarının yüksek oluşunu kenar işlemenin kalitesizliğine bağlayarak suçu bir önceki prosese atmayı pek severler, ancak kenar işleme kalitesizliği firelerin tek nedeni değildir. Üstelik kenar işleme kalitesizliğini temper ısıları ve ısınma süreleri ile oynayarak %30-60 arası bir oranda gidermek mümkündür.
Pah Kırmalı Düz Rodaj her zaman için band zımpara ile yapılan kenar işlemesine göre % 25 daha kaliteli sonuç elde edilmesine yarar. Her ne kadar yapı camlarında ölçülerin standart olmaması nedeniyle işleme tesisleri giydirme cepheler için bile rodaj yapmaya yanaşmasa da şimdilerde Dik Kenar İşleme makinelerinde rodaj taşı kullanılmasıyla ölçü farklılıklarından kaynaklı dezevantaj kalkmış gibidir.
Temper prosesinde asıl sorun dengesiz ısınmadır. Camı farklı bölgeleri farklı ısı alırsa bu cam yüzeyi ve kenarlarındaki stresi arttıran başlıca nedenlerdendir. Bunun için temper fırını içindeki ısının dengeli dağılmış olması önemlidir. Fırın içi ısıyı dağıtan konveksiyon kadar fırının yalıtım özellikleri de önemlidir. Ancak cam ebadındaki değişikliklere göre ısı ayarlarının uygun şekilde set değerlerine yansıtılması da önemlidir. Bu da temper operatörünün tecrübesi ve bilgisinin önemini bir kez daha bize hatırlatmış olur.
Temper prosesi sırasında cam yeterince ısınmamış da olabilir. Eğer quench bölümünde hava basıncı yüksek ayarlanmış ise bu kez de fırın çıkışında cam üzerindeki termal şok etkisiyle cam kırılacaktır.
Temper prosesi ssürecinde termal kırılma olayına düz float camlardan çok reflekte ve solar kontrol camlarında daha sık rastlanır. Özellikle solar kontrol camları fırın içindeki ısının bir kısmını dışa yansıtır, bir kısmını yüzeye absorbe eder, bir kısmı ise camın içinde nüfus eder. Eğer bu ısının dengeli şekilde, bir gerilim yaratayacak şekilde cama işlemesi isteniyorsa ısı dereceleri ve sürelerinin doğru ayarlanması birincil önem kazanır. Bu tür camların her birinin farklı yansıtma değerleri vardır, bunlar bilinmeden doğru temper ayarı yapılması imkansızdır. Temper operatörlerinin mutlaka bu camların yapıları ve yansıtma değerleri hakkında bilgilendirilmiş olması gereklidir.
Montaj tasarımı ve montaj uygulamasından kaynaklı gerilimlere gelince: Cam kenarlarının yarı kapaklı ya da dört kenar kapaklı sisteme mi monte edileceği, bir doğrama içine mi monte edileceği ya da kenarlarının hangi oranda açıta kalacağı gibi olgular, camın doğrama ya da kapaklara değip değmediği, cam üzerine sonradan film çekilmesi vb.leri termal kırılma riski açısından önemlidir. Çünkü bu olguların her biri cam üzerine düşen ısının cam yüzeyinde farklı bölgelere farklı ya da dengeli yansımasına neden olacaktır. Binada takılı cam yüzeyinde bazı bölgeler daha fazla ısınır diğer bölgeler gölgede kalırsa bu farklılık bir termal gerilime ve bu nedenle kırılmalara neden olabilir. Eğer camda kenar işleme kusurları varsa ya da temper prosesinde cam yüzeyindeki gerilim fazlaysa bunlar kırılma riskini ayrıca arttıracaktır.
Gölgelemeden kaynaklı termal kırılma risklerine sebep olan mimari tasarım hataları da söz konusudur. Bina tasarımından kaynaklı kısmi gölgelemeli bölgeler her zaman termal kırılma riski taşıyacaktır. Kör cephe tasarımı, bina cephesinde camların bir kısmının vizyon bir kısmının parapet şeklinde tasarlanması, arka plandaki hava sirkülasyonu mesafelerinin ya da arkadaki yalıtım malzemelerinin kalınlık ve renk farklarının yaratacağı gerilimler, hatta binaya yerleşim sonrasında cam yüzeyinin bir kısmının eşyalarla kapatılması diğer kısmının açıkta kalması gibi ısı farklarına neden olabilecek pek çok şey termal kırılmaya neden olacak etkenlerdendir.
Bunların bir kısmının cam işleme tesisleri ile sözleşme yapılırken ilgili tarafa aktarılması gereklidir. Ancak ne yazık ki, cam işleme tesisine sadece üreteceği camın rengi, türü, kalınlığı gibi en temel bilgilerin verilmesi yeterli görülmekte, diğer bilgiler alüminyum firması ya da mimari tasarım tarafını ilgilendirir sanılmaktadır. Profesyonel olmayan bu tür yaklaşımlar sonradan tarafları ciddi sorunlarla karşı karşıya bırakmaktadır.
Murat Tıkıroğlu
Glass Consultant
Murat Tıkıroğlu
Glass Consultant
TEMPER MAKİNESİ: BAKIM-ONARIM PROSESİ
TEMPER FIRINI VE BAĞLI AKSAMLARI/DONANIMLARINDA BAKIM-ONARIM :
Bu yazımız seramik merdanaler üzerinde yatay temperleme sistemi kullanıldığı varsayımı üzerine inşa edilmiştir.
Temper fırını ve bağlı aksamlarına yapılan yatırım bir cam işleme tesisinin en büyük yatırımıdır diyebiliriz. Bu nedenle fırın ve bağlı aksamları/donanımlarının bakım-onarımı önemsenmesi gereken bir süreçtir.
Temper fırını dört bölümden oluşur:
a. Cam yükleme bölümü ( merdaneler, switchler )
b. Fırın ( rezistanslar, seramik merdaneler, termocouple , kayış veya zincir sistemleri)
c. Quench ve soğutma ( nozullar, fan , fan bağlantı sistemleri )
d. Cam boşaltma bölümü ( merdaneler, switchler )
Bağlı aksam ve donanımlar arasında ise şunları sayabiliriz:
a. Kompresör
b. Elektrik Trafosu
c. Elektrik Panosu ve pano odası
d. Bilgisayar sistemi (donanım ve yazılım )
e. Kesintisiz güç kaynağı
f. Yedekleme sistemi
g. Fanlar ve fan odası
h. Bombe temper bölümü ( motor ve soğutma sistemi )
BAKIM-ONARIM çalışmaları 3 ana başlıkta toplanabilir.
1. Reaktif / arıza bakım : Her hangi bir arıza meydana geldiğinde bunu gidermek için yapılan bakım-onarım çalışmalarıdır.
2. Önleyici Bakım/ Periyodik bakım : planlı ve sistemli bir kontrol mekanizması kurulması, yağlama, ayarlama, bazı parçaların değiştirilmesi, performans test ve analizlerinin yapılmasını kapsayan bakım-onarım çalışmalarıdır. Önleyici bakım makinenin ömrünü uzatır, performansını yüksek tutar, ürün kalitesine olumlu etki yapar, beklenmedik arızaları minimum seviyeye çekerek duruş sürelerini ve bakım-onarım maliyetlerini düşürür. ÖNLEYİCİ BAKIM yapabilmek için makine ve aksamlarının belirli periyodlarda yapılması gerekli bakım-onarımlarına dair bir çizelge hazırlanmalı ve bu çizelgeye göre yapılan bütün çalışmalar kayıt altına alınarak makineye ait bir SİCİL KARTI oluşturulmalıdır.
3. Öngörülebilir bakım: Makine ve tüm aksam/donanımlarını topluca gözden geçirecek şekilde bir genel bakım bazen olanaksız olabileceği gibi genelde maliyetli de olabilir. Bunun yerine çeşitli parça ve donanımların sürekli izlenmesi ile standart dışı, bir arızaya yol açabileceği tahmin edilebilen durumlar saptanır ve bunun için bakım-onarım çalışması yapılabilir. Örneğin iş sağlığı ve güvenliği yasası ve yönetmeliklerinde yapılan bazı değişiklikler uyarınca yapılması gerekli revizyonlar olabilir. Makinenin up-grade edilmesi gerekli versiyonları olabilir; program yedeklemesi vb. gerekli olabilir; şifrelerin yenilenmesi gerekli zamanlar belirlenebilir. Bütün bunlar da öngörülebilir bakım-onarım kapsamındadır.
BAKIM-ONARIM çalışmalarında iki önemli unsurdan daha bahsetmemiz gerekli.
1- İyi eğitilmiş ve tecrübeli makine operatörlerine sahip olunması: Böyle bir makine operatörüne sahip olmak potansiyel bir arıza durumunun öngörülebilir olmasını ve sorun büyümeden bunun giderilebilmesini sağlar. Kimi zaman dışardan bir bakım-onarım personeli olmadan bu ve benzeri düzeltici çalışmaların operatörce yapılmasını da mümkün kılar. Ayrıca tecrübeli bir operatör, diğer prosesler hakkında da bilgi sahibi ise, diyelim ki kenar işleme kalitesi hakkında bilgi sahibi ise fırın içinde cam kırılmasına yol açabilecek bir pahlı camı fark ederek, bu ürünü bir önceki stepe geri iade ederek temperde duruşa neden olacak bir arızayı ortadan kaldırmış olur. Dolayısıyla iyi bir temper operatörü demek, kendi işinde önceki ve sonraki prosesler hakkında da bilgi sahibi bir personel demektir.
2- Elinizin altında bakım-onarımda kullanabileceğiniz bazı parçaların stoklarının bulunması ya da bu parçaları temin edebileceğiniz tedarikçilere ait detaylı bilgilere sahip olunması. Bunun için temper bölüm sorumluları ve satın alma biriminin şu bilgilerle donanmış olmak gerekir.
a. Makine parçaları/ aksamı/ sarf malzemeleri vb. hakkında bilgi sahibi olmalı; bunlar hakkında bir liste oluşturulmalı; Tecrübeye dayalı olarak ya da makine üreticisi tarafından önerilen stok /yedek parça sayılarının belirlenmesi gereklidir.
b. Bunların temin edilebileceği tedarikçilerin ; tedarik zamanlarının, tedarik yollarının ve en hızlı nasıl tedarik edilebileceğine dair yöntemlerin , orijinal ürün ve ikame edilebilecek markaların vb. belirlenmesi gereklidir. Bunların da birer dokuman halinde kayıt altında olması gereklidir.
c. (a) ve (b) şıklarında açıklanan çalışmalar temper bölüm sorumluları + bakım-onarım bölümü+satın alma bölümü işbirliği ile yürütülmelidir.
Bazı işletmeler tüm bu faaliyetler için dışardan bir BAKIM-ONARIM SERVİSİ ile anlaşmaktadır. Ancak ben bunu pek önermiyorum. Çünkü bu tür servisler temperleme prosesi ve makineleri hakkında pek fazla bilgiye sahip değillerdir. Bunun yerine fabrika içinde bütün prosesler ve makine parkı hakkında yetiştirilmiş bir bakım-onarım ekibi kurulması ve bunların elde tutulmasının daha kolay ve kısa zamanda ve az maliyetli çözüme ulaşılması için en uygun seçenek olduğunu düşünüyorum.
Temper fırınlarında maliyeti ve kaliteyi birinci dereceden etkilemesi açısından üç önemli unsur vardır.
a. Isıtıcılar/rezistanslar
b. Seramik merdaneler.
c. Konveksiyon sistemi
Fırın içinde ısı ne kadar dengeli ve etkili şekilde cam yüzeyine aktarılabilirse temperli camın kalitesi o kadar iyi olacak demektir. Dolayısıyla rezistansların kalitesi önemlidir. Rezistans değişimi üretimde ciddi zaman kayıplarına yol açacağı için bu bölümde doğabilecek bir arıza bütün üretim-plnlamayı olumsuz etkileyecektir. En sık rastlanan arıza da rezistans kopması ya da fırın gövdesinde her hangi bir aksama temas ederek kaçak ve kontak arızasına neden olmasıdır. Bu arızaları gözleyebilmek için fırınlarda kontrol donanımları vardır. Bunların hepsi aynı işlevi görmez. Bir kısmı sadece yaydığı ısıyı termocoupl’lar ile ölçer, bazıları daha kompleks ve verimli cihazlardır. Bu cihazlar ne kadar çok bilgiyi operatöre aktarabilecek nitelikte ise operatör aynı oranda hem cam kalitesine hem de arızalara ve ayar değişikliklerine müdahale edebilir demektir. Özellikle son dönemde düşük emisivite değerine sahip low-e camların temperi oldukça yaygınlaştı, bu tür camların en iyi verimi alacak şekilde temperlenebilmesi için ısı yayımı kalitesinin ve kontrol mekanizmalarının önemi daha bir ön plandadır.
Rezistanslar fırın içinde hem alt hem de üst yataklarda farklı bölümler halinde bağlandığı için her bir bölümün verimi izlenmeli. Kopukluk, kaçak vb. durumlarında mümkünse en kısa zamanda onarılmalı ya da değiştirilmelidir. Termocoulpl’lar da aynı şekilde izlenmelidir. Bunlar herhangi bir arıza öngörüsü olmadan da belirli aralıklarla kontrol edilmeli , ayrıca mümkünse yılda bir kalibre edilmelidir.
Cama ısıyı ileten ikinci unsur seramik merdanelerdir. Isınan merdane cam ile temas ettiğinde kendi ısısını cama geçirir. Ancak merdanelerin bir diğer önemli fonksiyonu cam kalitesini doğrudan etkilemesidir. Merdaneler üzerindeki bir deformasyon ya da üzerine yapışmış kir, toz, cam parçası gibi unsurlar cam yüzeyinde batma, çizik, sürtünme izi vb. adlarıyla tanımladığımız bir çok kusura neden olurlar. Bu tür merdanelerin bakımının yapılması, kusurların giderilmesi, temizlenmesi, parlatılması ya da değiştirilmesi gerekir. Hele ki çift kaplamalı camlar ile uzun süre çalışılmış ise merdaneler üzerine bu kaplama tozları siner ve kirliliğe yol açar. Merdane temizliği üretimde duruşa neden olacağı için önemlidir, dolayısıyla da temiz kalması için alınacak önlemlere dikkat edilmelidir.
Günümüzde merdaneleri fırın içinden çıkartılmadan temizlenmesini ve parlatılmasını sağlayan cihazlar geliştirilmiştir. Bu cihazlarla çalışılması hem kırılma riskini en aza indirir, hem de zamandan tasarruf sağlar.
Merdanelerin dönmesini sağlayan sistem genelde zincir ya da kayışla sağlanmaktadır. Zincir veya kayışlar ısının da etkisi ile belirli zaman sonra gevşemekte ya da kopmaktadır. Bunlar fırın içinde cam kırılması, camların birbiri üzerine çıkması hatta merdane kırılmalarına neden olabilecek ciddi sorunlara yol açabilir. Bu nedenle bu tahrik sistemlerinin her gün, çalışma sürdükçe operatör ve bölüm sorumluları tarafından takip edilmesi gerekir.
Merdaneler konusunda son olarak belirtmek isteyeceğim husus, özellikle fırın içi seramik merdanelerinin hepsinin aynı seviye ve kalınlıkta olmalarıdır. Çünkü seviye ve kalınlık zamanla – kısa sürede olmasa bile- değişebilmektedir. Özellikle bir kısım merdaneler değiştirip yenileri takıldığında seviye ve kalınlıklarının diğerleriyle eşdeğer olması tek tek kontrol edilmelidir. Merdaneler için bir diğer sorun rulmanlarının bozulması, dağılması, yağsız kalması gibi nedenlerle çalışmaması yani söz konusu merdanenin dönmemesidir. Bu durum camda sürtünme izlerine neden olur. Bu nedenle sık aralıklarla kontrol edilmelidir.
Isı iletimini sağlayan üçüncü unsur konveksiyon sistemidir. Kısaca bunun anlamı ısıyı bir bölgeden diğerine aktaran/transfer eden / sirküle eden sistemdir. Pazarlama tekniği olarak “tam konveksiyonlu fırın”, “yarı-konveksiyonlu fırın”, “hızlı konveksiyon”, “güçlü konveksiyon” vb. bir dolu tanımlama ile üreticiler kendi makinelerinin daha iyi olduğunu anlatmaya çalışırlar. Oysa bu adlar tek başına bir şey ifade etmez. Hatta konveksiyon sisteminin basınçlı hava üfleme tekniği ya da sirkülasyon tekniği ile çalışıp çalışmadığı bile tek başına bir şey ifade etmez. Önemli olan kurulu sistemin ne kadar güç ve hızla ısıyı etkili şekilde fırın içinde sirküle edip etmediği ve bunun kontrol edilip edilemediğidir. Bu da her temper fırınında farklı yol ve yöntemlerle sağlanmaktadır. Bu nedenle de adlandırmalara değil işin sonuçlarına bakmak gerekir.
Sonuç olarak konveksiyon sisteminin sürekli izlenmesi ve bakım-onarımının yapılması olmazsa olmazlarımızdan biridir.
Fırın kısmında bu üç unsurdan sonra dikkat edilecek diğer şey elde edilen ısının dışarı kaçmasını önlemektir. Fırın duvarları, merdane kenar çevresi, cam giriş ve çıkış kapakları sürekli kontrol edilmeli. Isı kaçaklarına neden olacak deformasyonlar ve arızalar hemen giderilmelidir.
Quench ve soğutma bölümü ısıtma kadar önemlidir elbette. Üstelik fan arızaları iş sağlığı ve güvenliği açısından ciddi tehlikeler de yaratabilmektedir. Bu nedenle fanların personelin çalıştığı bölümlerden sağlam bir duvar ve ses yalıtımı ile ayrı bir oda içinde olması gereklidir.
Fanların yağ seviyelerinin kontrolü ve fan odasının temizliği, fanın balansının bozuk olmaması; pervanelerin kanatlarında hasar oluşmaması; göbek rulman yataklarının düzgün çalışması vb. detayların hepsi burada belirtmemiz gereken diğer önemli bakım-onarım faaliyetleri arasındadır.
Fanlardan gelen havanın quench ve soğutma bölümüne dağılımını sağlayan hava kanallarının temizliği, hava kanalları ile nozulları birbirine bağlayan torbaların sağlamlığı, nozullar üzerindeki deliklerin tıkalı olup olmadığı sürekli kontrol edilmelidir. Çünkü nozullardaki deliklerden hat boyunca aynı basınç ve oranda hava gelmezse cam yüzeyinde dalgalanma ve parça sayısında dengesiz bir dağılım gözlenecektir.
Cam yükleme ve boşaltma kısmına gelince: bu bölümlerde merdaneler üzerindeki kevler’in yıpranmış olması, merdane üzerindeki sarmal şeklinin bozulması vb. her ayrıntı verimli bir proses için önemlidir. Örneğin bu kevler’in deforme olması bombeli cam üretiminde daha önemlidir. Cam radüsünün yay boyunc eşit değerde çıkmamasına bile yol açabilir.
Yazımızda biz sadece temel bazı ayrıntılara değinebildik. Ancak her işletme, temper fırınının özelliklerine ve üretim yapmakta olduğu müşteri ve sektör hassasiyetlerine göre detaylı bir tablo çıkartmalı; fırın , makine ve diğer aksamlarıyla ilgili bakım-onarım işlemlerini ve periyodlarını tek tek listelemeli; bunların kim ya da kimler tarafından kontrol edileceğini ya da gerçekleştirileceğini bu listeye kayıt etmelidir.
Son olarak da bütün bu çalışmalar kayıt altında alınmalı; en azından her yıl sonunda bir bu kayıtların analizi çıkartılmalı ve gelecek dönem için bu analizden elde edilen sonuçlara göre yeni bir bakım-onarım planı oluşturulmalıdır.
Üst yönetim de bu analiz raporlarını incelemeli, kontrolünü yapmalıdır ki, alt ve orta kademe bu çalışmaların izlendiğini, gerektiğinde takdir edildiğini ve önemsendiğini anlayarak kendini ve çalışmalarını bu yönetim anlayışına uygun şekilde konumlandırabilsin.
