Endüstriyel Kauçuk Kaplamalarda Doğru Malzeme Seçimi

Endüstriyel tesislerde kullanılan tanklar, boru hatları, vanalar, reaktörler, tamburlar ve proses ekipmanları çoğu zaman yalnızca kimyasal korozyona değil; aşınma, sıcaklık, basınç ve mekanik zorlanmaların birlikte oluşturduğu ağır çalışma koşullarına maruz kalır.

Bu nedenle kauçuk kaplama uygulamalarında doğru malzemenin seçilmesi yalnızca kauçuğun sertliği veya kalınlığı üzerinden yapılamaz. Başarılı bir kaplama sistemi; proses akışkanı, kimyasal konsantrasyon, sıcaklık, partikül yapısı, akış hızı, çalışma basıncı, ekipman geometrisi ve servis koşullarının birlikte değerlendirilmesiyle tasarlanmalıdır.

Kauçuk Kaplama Neden Kullanılır?

Çelik ekipmanlar yüksek mekanik dayanım sağlamalarına rağmen birçok kimyasal ve aşındırıcı ortamda doğrudan kullanıldıklarında hızlı yüzey kaybına uğrayabilir.

Kauçuk kaplama sistemleri, çelik yüzey ile proses ortamı arasında koruyucu bir bariyer oluşturarak ekipmanın servis ömrünü artırmayı amaçlar.

Başlıca kullanım amaçları şunlardır:

• Kimyasal korozyona karşı koruma
• Slurry ve katı partikül kaynaklı aşınmanın azaltılması
• Darbe enerjisinin absorbe edilmesi
• Metal yüzey ile proses akışkanının temasının engellenmesi
• Ekipmanın bakım ve yenileme periyotlarının uzatılması
• Komple ekipman değişimi yerine yüzeyin yenilenebilmesi

Özellikle madencilik, gübre, kimya, enerji, metalürji ve su arıtma sektörlerinde kauçuk kaplamalar kritik ekipman koruma yöntemlerinden biridir.

Aşınma ve Korozyon Aynı Şey Değildir

Kaplama seçiminde yapılan önemli hatalardan biri, aşınma ve korozyonun aynı problem gibi değerlendirilmesidir.

Korozyon, metal yüzeyin kimyasal veya elektrokimyasal reaksiyonlarla bozulmasıdır.

Aşınma ise çoğunlukla katı partiküllerin yüzeye çarpması, sürtünmesi veya yüksek hızda hareket etmesi sonucu meydana gelen mekanik malzeme kaybıdır.

Madencilik sektöründe bu iki etki çoğu zaman birlikte görülür.

Örneğin cevher, kum veya mineral partikülleri içeren bir slurry hattında hem mekanik aşınma hem de proses sıvısının oluşturduğu kimyasal etki bulunabilir.

Bu nedenle yalnızca kimyasal dayanımı yüksek bir kaplama seçmek yeterli olmayabilir. Kaplama malzemesinin aynı zamanda uygun elastikiyet, sertlik ve aşınma dayanımına sahip olması gerekir.

Doğal Kauçuk – NR

Doğal kauçuk, özellikle yüksek aşınma dayanımı ve elastikiyet gerektiren uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Madencilik sektöründe;

• Slurry boru hatları
• Siklon bağlantıları
• Tanklar
• Tamburlar
• Cevher hazırlama ekipmanları
• Katı partikül taşıyan hatlar

gibi ekipmanlarda tercih edilebilir.

Doğal kauçuğun elastik yapısı, katı partiküllerin yüzeye çarpması sırasında oluşan enerjinin önemli bir bölümünü absorbe edebilir.

Ancak doğal kauçuğun kimyasal dayanımı her proses için uygun değildir. Asit, solvent, hidrokarbon veya yüksek sıcaklık bulunan ortamlarda alternatif kauçuk türlerinin değerlendirilmesi gerekir.

Bromobutil Kauçuk – BIIR

Bromobutil kauçuk, düşük gaz geçirgenliği ve geniş kimyasal dayanım özellikleri nedeniyle özellikle kimya ve proses endüstrilerinde kullanılan kaplama malzemelerindendir.

BIIR kaplamalar;

• Asit içeren tanklarda
• Kimyasal proses ekipmanlarında
• Reaktörlerde
• Boru hatlarında
• Kimyasal depolama ekipmanlarında

kullanılabilir.

Bromobutil sistemlerin önemli avantajlarından biri, birçok korozif ortamda metal yüzey için güçlü bir bariyer oluşturabilmesidir.

Ancak uygunluk değerlendirmesi yapılırken kimyasal maddenin yalnızca adı değil, konsantrasyonu ve çalışma sıcaklığıda dikkate alınmalıdır.

Neopren – CR

Neopren, yani kloropren kauçuk; yağ, ozon, hava şartları ve çeşitli kimyasal ortamlara karşı dengeli performans gösteren bir elastomerdir.

Bu nedenle hem iç hem dış yüzey kaplama uygulamalarında kullanılabilir.

Özellikle prosesin hem mekanik hem de çevresel dayanım gerektirdiği uygulamalarda değerlendirilebilir.

Sert Kauçuk ve Ebonit Sistemleri

Ebonit, yüksek sertlik seviyesine sahip kauçuk esaslı bir kaplama sistemidir.

Yumuşak kauçuklardan farklı olarak daha rijit bir yapıya sahiptir ve özellikle kimyasal bariyer oluşturulması gereken uygulamalarda kullanılabilir.

Tank, vana, boru ve kimyasal proses ekipmanlarında kullanılan ebonit sistemlerin performansı;

• Kauçuk formülasyonuna
• Vulkanizasyon şartlarına
• Kaplama kalınlığına
• Yüzey hazırlığına
• Adhesion sistemine

doğrudan bağlıdır.

Ebonit uygulamalarında vulkanizasyon prosesinin kontrollü gerçekleştirilmesi kritik öneme sahiptir.

Kaplama Kalınlığı Nasıl Belirlenir?

Kauçuk kaplamada daha yüksek kalınlık her zaman daha iyi performans anlamına gelmez.

Kaplama kalınlığı belirlenirken;

• Aşınma seviyesi
• Partikül büyüklüğü
• Akış hızı
• Çalışma basıncı
• Kimyasal ortam
• Ekipmanın geometrisi
• Beklenen servis ömrü

değerlendirilmelidir.

Örneğin yüksek miktarda katı partikül taşıyan bir boru hattında kaplama kalınlığı, yalnızca kimyasal tank uygulamasına göre daha yüksek seçilebilir.

Ancak kalınlığın gereğinden fazla artırılması uygulama zorluklarına ve birleşim bölgelerinde gerilim oluşmasına neden olabilir.

Yüzey Hazırlığı Kaplamanın En Kritik Aşamalarından Biridir

En kaliteli kauçuk malzeme dahi uygun hazırlanmamış bir metal yüzey üzerine uygulanırsa beklenen performansı veremez.

Endüstriyel kauçuk kaplama uygulamalarında yüzey genellikle abrasif raspa yöntemiyle hazırlanır.

Çelik yüzeyde;

• Yağ
• Pas
• Hadde kabuğu
• Eski boya
• Kontaminasyon

bulunmaması gerekir.

Birçok ağır hizmet uygulamasında yüzey hazırlığı Sa 2½ seviyesinde gerçekleştirilir.

Amaç yalnızca pası temizlemek değildir. Aynı zamanda adhesive sisteminin tutunabileceği uygun bir yüzey profili oluşturulmalıdır.

Primer ve Adhesive Sistemi

Kauçuk ile çelik arasındaki bağ, kaplamanın uzun dönem performansında kritik rol oynar.

Bu nedenle yüzey hazırlığının ardından uygun primer ve adhesive katmanları uygulanır.

Kullanılacak yapıştırma sistemi;

• Kauçuk türü
• Vulkanizasyon yöntemi
• Proses sıcaklığı
• Kimyasal ortam

ile uyumlu olmalıdır.

Yanlış yapıştırıcı seçimi veya uygulama sırasında yüzeyin kirlenmesi, zaman içerisinde lokal ayrılmalara ve kaplamanın metal yüzeyden kopmasına neden olabilir.

Vulkanizasyon

Birçok kauçuk kaplama sistemi, nihai fiziksel ve kimyasal özelliklerine vulkanizasyon işlemi sonucunda ulaşır.

Vulkanizasyon;

• Otoklav içerisinde
• Buhar ile
• Basınç ve sıcaklık altında
• Bazı sistemlerde atmosferik koşullarda

gerçekleştirilebilir.

Sıcaklık, süre ve basınç değerleri kullanılan kauçuk formülasyonuna göre belirlenmelidir.

Eksik vulkanizasyon durumunda kaplama istenilen sertlik ve mekanik dayanımı kazanamayabilir. Aşırı vulkanizasyon ise elastomer özelliklerinde olumsuz değişikliklere neden olabilir.

Birleşim Noktaları ve Detay İşçiliği

Kauçuk kaplamalarda sorunların önemli bir bölümü geniş yüzeylerden değil;

• Ek yerlerinden
• Flanşlardan
• Nozullardan
• Kaynak bölgelerinden
• Keskin köşelerden
• Geometrik geçişlerden

başlar.

Bu nedenle ekipman tasarımının mümkün olduğunca kaplamaya uygun hale getirilmesi gerekir.

Keskin köşelerin uygun radyüslerle hazırlanması, kaynak yüzeylerinin düzgünleştirilmesi ve kaplama eklerinin doğru şekilde oluşturulması servis ömrünü doğrudan etkiler.

Kalite Kontrol Testleri

Kaplama uygulaması tamamlandıktan sonra yalnızca görsel kontrol yapılması yeterli değildir.

Projenin gerekliliklerine göre farklı kalite kontrol yöntemleri uygulanabilir.

Kalınlık Kontrolü

Kaplamanın proje şartnamesinde belirtilen kalınlık değerlerini sağlayıp sağlamadığı kontrol edilir.

Sertlik Kontrolü

Kauçuğun Shore A veya sert kauçuk sistemlerde uygun sertlik skalası üzerinden ölçümü yapılabilir.

Bu kontrol vulkanizasyonun değerlendirilmesi açısından da önemli bilgiler sağlar.

Spark Testi

Elektriksel süreklilik veya holiday testi olarak da kullanılan spark testi, kaplama yüzeyindeki süreksizliklerin belirlenmesi amacıyla uygulanabilir.

Test voltajı kullanılan kaplama sistemine ve kalınlığına uygun şekilde belirlenmelidir.

Amaç, metal yüzeye kadar ulaşan gözle görülmeyen mikro açıklıkların tespit edilmesidir.

Görsel Kontrol

Kaplama yüzeyinde;

• Hava kabarcığı
• Ayrılma
• Katlanma
• Açık ek
• Yüzey deformasyonu
• Mekanik hasar

olup olmadığı kontrol edilir.

Gerekli durumlarda adhesion ve numune testleri de kalite kontrol planına dahil edilebilir.

Slurry Hatlarında Kauçuk Kaplama

Madencilik sektöründe slurry taşınması, kauçuk kaplamanın en önemli kullanım alanlarından biridir.

Slurry içerisindeki katı partiküller özellikle;

• Dirseklerde
• Redüksiyonlarda
• Tee bağlantılarında
• Akış yönünün değiştiği bölgelerde
• Yüksek türbülans oluşan noktalarda

çok daha yüksek aşınmaya neden olabilir.

Bu nedenle bir boru hattında tüm bölgelerin aynı aşınma yüküne sahip olduğu varsayılmamalıdır.

Kaplama sistemi tasarlanırken boru çapı, partikül büyüklüğü, katı madde oranı ve akış hızı birlikte değerlendirilmelidir.

Kimyasal Dayanım Tabloları Tek Başına Yeterli Değildir

Bir kauçuğun teknik veri sayfasında belirli bir kimyasala dayanıklı görünmesi, o malzemenin tüm proseslerde kullanılabileceği anlamına gelmez.

Örneğin aynı kimyasal;

• %10 konsantrasyonda
• %40 konsantrasyonda
• 20 °C'de
• 80 °C'de

kauçuk üzerinde tamamen farklı etkiler oluşturabilir.

Ayrıca proses içerisinde birden fazla kimyasal bileşen bulunabilir.

Bu nedenle malzeme seçimi yapılırken mümkün olduğunca şu bilgiler alınmalıdır:

Kimyasal bileşim + konsantrasyon + sıcaklık + basınç + katı partikül oranı + akış hızı + servis süresi.

Kauçuk Kaplama Sistemlerinde Saha ve Fabrika Uygulaması

Kauçuk kaplamalar hem fabrikada hem de sahada uygulanabilir.

Fabrika uygulamasında ekipman kontrollü ortamda hazırlanabilir ve uygun olması halinde otoklav vulkanizasyonu gerçekleştirilebilir.

Ancak büyük tanklar, sabit ekipmanlar veya taşınması mümkün olmayan sistemlerde saha uygulaması gerekebilir.

Saha uygulamalarında özellikle;

• Ortam sıcaklığı
• Nem
• Çiğ noktası
• Yüzey sıcaklığı
• Toz ve kontaminasyon

kontrol altında tutulmalıdır.

Bu parametreler kaplamanın adhesion performansını doğrudan etkileyebilir.

Sonuç

Endüstriyel kauçuk kaplama, yalnızca metal yüzeye kauçuk uygulanmasından ibaret değildir.

Doğru bir kaplama sistemi;

proses analizi, doğru elastomer seçimi, yüzey hazırlığı, primer ve adhesive sistemi, kontrollü uygulama, vulkanizasyon ve kalite kontrol aşamalarının bir bütün olarak yönetilmesini gerektirir.

Özellikle madencilik ve kimya sektörlerinde çalışma koşullarının ağır olması nedeniyle küçük uygulama hataları dahi kaplama ömrünü önemli ölçüde azaltabilir.

Ülker Linings olarak endüstriyel tesislerde kullanılacak kauçuk kaplama sistemlerini ekipmanın proses koşullarını değerlendirerek belirliyor; fabrika ve saha uygulamalarında yüzey hazırlığından son kalite kontrol aşamasına kadar süreci teknik prosedürler doğrultusunda yönetiyoruz.

Amacımız yalnızca ekipmanı kaplamak değil, proses şartlarına uygun koruma sistemi geliştirerek ekipmanın servis ömrünü artırmaktır.