Kesme Sıvısı Bakımı: pH, Mikrobiyoloji ve Tramp Yağ Kontrolü

Su karışımlı kesme sıvısı, tezgâha doldurulduğu andan itibaren yaşayan bir sistemdir: su buharlaşır, yağ sızar, talaş birikir ve mikroorganizmalar emülsiyonu besin olarak kullanır. Sıvı ömrünü belirleyen üç kontrol parametresi vardır: pH, mikrobiyal yük ve tramp yağ. Üçünün de ölçüm yöntemi, eşik değeri ve müdahale sırası bellidir. Karışım hazırlama ve ürün seçimi konuları kesme sıvısı türleri ve konsantrasyon ve karışım hazırlama rehberlerinde ayrıca işlenir.

1. Bozulmanın mekanizması

Emülsiyon; su, mineral veya ester bazlı yağ, emülgatör, pas önleyici ve alkali tampondan oluşur. Bu bileşenlerin çoğu bakteri ve mantar için doğrudan karbon kaynağıdır. Mikroorganizmalar çoğaldıkça emülgatörü ve pas önleyiciyi tüketir; ortaya çıkan organik asitler alkali tamponu nötralize eder. Sonuç zincirleme ilerler: pH düşer, korozyon koruması zayıflar, emülsiyon ayrışır ve koku oluşur.

Üremeyi hızlandıran koşullar bellidir. Düşük konsantrasyon, yüzeyde biriken tramp yağ, tank dibinde kalan ince talaş, ortam sıcaklığının belirgin üzerine çıkan sıvı sıcaklığı ve durgun bölgeler (ölü uçlar, az kullanılan hatlar) mikrobiyal yükü kısa sürede artırabilir. HSE, sistem tasarımında akışın olmadığı bölümlerin kaldırılmasını, kaldırılamıyorsa haftalık yıkama yapılmasını, sıvı sıcaklığının ortam sıcaklığının belirgin üzerine çıkması durumunda ise soğutma değerlendirilmesini önerir.

Bu listenin tamamı mekanik başlıklardan oluşur. Kesme sıvısı bakımı bir kimyasal ekleme işi değil, bir temizlik ve akış yönetimi işidir; mekanik önlemler alınmadan yapılan kimyasal müdahaleler kalıcı sonuç vermez.

2. pH: çalışma aralığı ve düşüşün anlamı

Su karışımlı ürünlerin büyük bölümünde çalışma aralığı pH 8,4–9,2 olarak verilir. Alt sınırın altına inildiğinde hem korozyon koruması zayıflar hem de mikrobiyal üreme için elverişli bir ortam oluşur. Üst sınırın üzerine çıkıldığında ise alüminyum ve alüminyum alaşımlarında koyu lekelenme, aşırı köpüklenme ve cilt tahrişi riski artar.

Tek bir ölçümün mutlak değerinden çok eğilim anlamlıdır. Haftalık kayıtlarda tek yönlü ve sürekli bir düşüş görülüyorsa, ölçüm günü değerinin hâlâ aralık içinde olması yanıltıcıdır. Blaser Swisslube'un yayınlarında keskin bir pH düşüşünün başlıca nedenleri düşük emülsiyon konsantrasyonu ve yüksek tramp yağ girişi olarak verilir; ani bir pH yükselişi ise çoğunlukla alkali temizleyici bulaşmasının işaretidir.

pH ölçümünde şerit (indikatör kâğıdı) ile dijital pH metre arasında pratik bir fark vardır. Şerit hızlı ve ucuzdur ama emülsiyonun rengi ve yağ filmi okuma hassasiyetini düşürür; küçük değişimleri güvenilir biçimde göstermez. Eğilim takibi yapılacaksa kalibre edilmiş dijital pH metre tercih edilir.

3. Mikrobiyoloji: bakteri, mantar ve biyofilm

Sistemde üç grup organizma bulunur. Aerobik bakteriler oksijenli ortamda hızla çoğalır ve emülsiyonu ilk parçalayan gruptur. Anaerobik bakteriler (özellikle sülfat indirgeyenler) oksijen tükendikten sonra devreye girer ve hidrojen sülfür (H₂S) üreterek çürük yumurta kokusunu oluşturur. Mantarlar ve mayalar ise pas önleyicileri tüketir, küf kokusu yapar ve hortum, filtre ile nozullarda jelimsi tıkaçlar oluşturur.

Tank yüzeylerinde biriken biyofilm, serbest yüzen hücrelerden çok daha dirençlidir. Biyofilm içindeki hücreler biyosite karşı çok daha korunaklıdır; bu nedenle biyofilm oluşmuş bir sistemde kimyasal ilave tek başına sonuç vermez ve mekanik temizlik zorunlu hale gelir. Tank dibinde biriken çamur da oksijensiz ve besin bakımından zengin bir üreme yatağıdır.

Pazartesi sabahı kokusu

Hafta sonu tezgâhlar durduğunda sirkülasyon kesilir. Yüzeydeki tramp yağ filmi oksijen transferini engeller, çözünmüş oksijen birkaç saat içinde tükenir ve anaerobik popülasyon baskın hale gelir. Pazartesi sabahı kapak açıldığında hissedilen keskin koku, hafta sonu boyunca üretilmiş hidrojen sülfürün kaçışıdır. Koku bir estetik sorun değil, sistemin oksijensiz kaldığının doğrudan göstergesidir.

4. Ölçüm programı ve eşik değerleri

HSE'nin MW5 kılavuzu, su karışımlı sıvılar için uygulanabilir bir izleme takvimi tanımlar. Aşağıdaki tablo bu takvimi, ölçüm araçlarını ve ilgili referans değerleri özetler; pH aralığı ürün bülteninden, nitrit sınırı ise TRGS 611'den gelir.

Dip slide, iki yüzü farklı besiyeriyle kaplı bir plakadır: bir yüz genel bakteri, diğer yüz mantar ve maya için tasarlanır. Plaka sıvıya daldırılır, fazlası süzülür, kapalı tüpte inkübe edilir ve üreyen koloni yoğunluğu üretici kartıyla karşılaştırılarak logaritmik ölçekte okunur. Numune alınmadan önce tankın karıştırılması gerekir; aksi halde yüzeydeki tramp yağ plakayı kaplayarak sonucu düşük gösterir. HSE, tüm ölçüm sonuçlarının en az beş yıl saklanmasını ve eğilimin görülebilmesi için tablo veya grafiğe işlenmesini önerir.

5. Tramp yağ: kaynak, etki ve ayırma

Tramp yağ, sisteme dışarıdan karışan ve emülsiyonun parçası olmayan yağdır. Başlıca kaynakları kızak ve yol yağları, hidrolik yağ, redüktör yağı ve iş parçasından gelen koruyucu yağlardır. Yüzeyde ince bir film oluşturarak oksijen transferini keser; bu, anaerobik üremenin en güçlü tetikleyicisidir. Ayrıca emülgatörü tüketir, emülsiyonu kararsızlaştırır, sis oluşumunu artırır ve dip slide sonuçlarını yanlış okutur.

Kaynağın kesilmesi her zaman en ucuz çözümdür: yol yağı besleme sıklığının gözden geçirilmesi, sızdırmazlık elemanlarının yenilenmesi ve iş parçasının tezgâha yağlı girmemesi tramp yağ girişini doğrudan düşürür.

6. Talaş, ince partikül ve filtrasyon

Kaba talaş tank tabanında birikerek hem pompayı zorlar hem de oksijensiz bir yatak oluşturur. İnce partiküller (fines) ise askıda kalır, kesme kenarında aşındırıcı etki yapar ve yüzey kalitesini düşürür. HSE, ince partiküllerin santrifüj, filtrasyon sistemleri veya demir esaslı malzemelerde manyetik ayırıcılarla uzaklaştırılmasını, kaba talaşın ise fırça ve kürek gibi uygun aletlerle, tezgâh durdurulmuş halde ve uygun eldivenle alınmasını tanımlar. Talaşın elle çıkarılması kesilme riski nedeniyle önerilmez.

Filtre ve süzgeçlerin tıkanma yönünden düzenli kontrolü, akış sürekliliği kadar mikrobiyal kontrol için de önemlidir: tıkanan filtre arkasındaki durgun hacim biyofilm için ideal bir bölgedir. Aşırı ince partikül yükü takım ömrünü de kısaltır; bu etkinin mekanizması takım aşınması mekanizmaları rehberinde ayrıntılı ele alınır.

7. Havalandırma ve duruş yönetimi

Oksijen, anaerobik üremeye karşı en ucuz kimyasaldır. Sirkülasyonun sürdürülmesi hem çözünmüş oksijeni yeniler hem de durgun bölge oluşmasını engeller. Uzun duruşlarda pompanın zamanlayıcıyla günde birkaç kez çalıştırılması yaygın bir uygulamadır. Basınçlı hava ile kabarcık verilerek yapılan havalandırma da kullanılır; ancak hava debisinin yüksek tutulması köpüklenmeyi ve sis oluşumunu artırdığından ölçülü kalınması gerekir.

Havalandırma artırıldıkça sis ve aerosol oluşumu, dolayısıyla solunum riski de büyür. Metal işleme sıvısı aerosolünün bütünü için AB'de ortak bir mesleki maruziyet sınır değeri tanımlı değildir. ABD'de mineral yağ sisi için OSHA izin verilen maruziyet sınırı (PEL) 5 mg/m³, NIOSH önerilen sınırı (REL) 5 mg/m³ zaman ağırlıklı ortalama ve 10 mg/m³ kısa süreli değerdir; ACGIH'in mineral yağ eşik sınır değeri ise metal işleme sıvılarını kapsam dışında bırakır. Bu nedenle havalandırma ve sis kontrolünün birlikte planlanması gerekir; konu metal işleme sıvılarında iş sağlığı ve güvenliği rehberinde ayrıca ele alınır.

8. Biyosit kullanımı ve sınırları

Biyosit, bakım programının yerine geçen bir ürün değil, programın son basamağıdır. HSE kılavuzu, konsantrasyon, pH, tramp yağ içeriği, metal kirliliği, çalışma sıcaklığı, karıştırma ve akış kalemlerinin tamamı düzeltilmeden biyosit eklenmemesini açıkça belirtir. Üreme bu düzeltmelere rağmen sürüyorsa, yalnızca tedarikçinin verdiği dozda ve türbülansın yüksek olduğu bir noktadan eklenmesi gerekir. Aşırı dozlama cilt duyarlılığını artırır ve dirençli popülasyon seçilimine yol açar.

Mevzuat tarafı da belirleyicidir. AB'de biyosidal ürünler 528/2012 sayılı Biyosidal Ürünler Tüzüğü kapsamındadır; tüzüğün Ek V listesinde metal işleme sıvısı koruyucuları Ürün Tipi 13 ("işleme veya kesme sıvıları için koruyucular") altında yer alır. Türkiye'de karşılığı, 31/12/2009 tarihli ve 27449 (4. Mükerrer) sayılı Resmî Gazete'de yayımlanan Biyosidal Ürünler Yönetmeliği'dir; ruhsatsız ürünün piyasaya arzı ve kullanımı uygun değildir. Ayrıca kimyasalların kayıt ve bildirimi KKDİK Yönetmeliği, işyeri yükümlülükleri 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu kapsamında değerlendirilir.

Formaldehit salıveren biyositler (formaldehit donörleri) özel bir başlıktır. Formaldehit, 605/2014 sayılı Komisyon Tüzüğü ile CLP Ek VI'daki uyumlaştırılmış listede kanserojen kategori 1B (H350) ve mutajen kategori 2 olarak sınıflandırılmıştır; aynı kayıtta cilt duyarlılaştırma için %0,2 özel sınıflandırma sınırı verilir ve bu hükümler 1 Nisan 2015'ten itibaren uygulanmaktadır. Salıverilen formaldehit üzerinden doğan sınıflandırma ve etiketleme yükümlülüğü, sektörü bu tür koruyuculardan uzaklaşmaya yöneltmiştir. Uygulamada iki eğilim görülmektedir: formaldehit salıvermeyen alternatif koruyucular ve baştan biyodirençli formüle edilmiş, tank kenarı katkı gerektirmeyen ürünler. Ürün seçiminde güvenlik bilgi formundaki sınıflandırmanın kontrol edilmesi gerekir.

9. Tank temizliği ve sistem dezenfeksiyonu

Sistem temizliği, sıvının boşaltılıp yenisinin doldurulmasından ibaret değildir. Biyofilm yüzeyde kaldığı sürece taze sıvı bir hafta içinde yeniden kirlenir. HSE'nin MW3 kılavuzunda tanımlanan akış şu sıradadır:

1. Sistem temizleyici sıvı eklenir ve tedarikçinin belirttiği süre boyunca sirküle ettirilir.
2. Sıvı–temizleyici karışımı boşaltılır; kalan sıvı ve talaş mekanik olarak temizlenir.
3. Hortum bağlantıları, filtreler, sıçrama koruyucuları ve tramp yağ ayırıcıları temizlenir.
4. Sistem ağır kirlenmişse ılık suda ikinci bir temizleyici doldurulup belirtilen süre sirküle ettirilir ve tekrar boşaltılır.
5. Tedarikçinin önerdiği konsantrasyonda taze sıvı doldurulur.
6. Bir hafta sonra dip slide ile ölçüm yapılır; sonuç 10.000 cfu/ml altındaysa sistem kullanıma devam eder, değilse döngü tekrarlanır.

Temizlik sırasında yüksek basınçlı su hortumu kullanımından mümkün olduğunca kaçınılması gerekir; oluşan sis solunum riskini artırır. Sis oluşturan işlemlerde en az APF 20 sınıfı (FFP3 veya motorlu TH2) solunum koruyucu kullanımı, kapalı büyük tanklarda ise kapalı alanda çalışma prosedürlerinin uygulanması gerekir. Boşaltılan sıvı ve temizleme atıkları tehlikeli atık olarak değerlendirilir; bertaraf kuralları pas önleyiciler ve atık bertarafı rehberinde ele alınır.

10. Sorun – neden – çözüm tablosu

11. Sıvı ömrünün maliyet etkisi

Kesme sıvısının satın alma bedeli, toplam sahip olma maliyetinin küçük bir bölümüdür. Erken bozulan bir tank; tehlikeli atık bertaraf bedeli, tank boşaltma ve temizleme için harcanan iş saati, tezgâhın durma süresi, artan biyosit tüketimi, korozyon kaynaklı hurda ve kısalan takım ömrü olarak geri döner.

Düzenli izleme bu maliyetleri iki yoldan düşürür. Birincisi, haftalık kayıt sorunları düzeltilebilir aşamada yakalar; 10.000 cfu/ml düzeyinde alınan önlem ile 1.000.000 cfu/ml düzeyinde zorunlu hale gelen tam boşaltma arasındaki maliyet farkı büyüktür. İkincisi, kayıt tutulan sistemlerde sıvı değişimi takvime değil ölçüme bağlanır.

Uygulanabilir bir program üç kalemden oluşur: her tezgâh için tek sayfalık haftalık kayıt formu, sıyırıcı ve filtrasyonun sürekli çalışır durumda tutulması ve duruşlarda sirkülasyonun sağlanması. Ürün tarafındaki seçenekler için kimyasallar kategorisi incelenebilir.

Kaynaklar

• HSE, COSHH essentials for machining with metalworking fluids, MW5: Managing fluid quality (2021). hse.gov.uk/pubns/guidance/mw5.pdf
• HSE, COSHH essentials for machining with metalworking fluids, MW3: Sump cleaning — water-mix fluids (2021). hse.gov.uk/pubns/guidance/mw3.pdf
• OSHA, Permissible Exposure Limits: Annotated Table Z-1 (mineral yağ sisi için OSHA PEL, NIOSH REL ve ACGIH TLV karşılaştırması). osha.gov/annotated-pels/table-z-1
• Regulation (EU) No 528/2012 concerning the making available on the market and use of biocidal products, Ek V, Ürün Tipi 13 (Working or cutting fluid preservatives). eur-lex.europa.eu
• Commission Regulation (EU) No 605/2014, CLP Ek VI'da formaldehit kaydı (Carc. 1B, Muta. 2; cilt duyarlılaştırma için %0,2 özel sınıflandırma sınırı). eur-lex.europa.eu
• ASTM E2275-24, Standard Practice for Evaluating Water-Miscible Metalworking Fluid Bioresistance and Antimicrobial Pesticide Performance. astm.org
• Blaser Swisslube, Monitoring pH value and emulsion hardness (blaser.com) ve Nitrite and microbial growth, TRGS 611 nitrit üst sınırı (blaser.com).
• Biyosidal Ürünler Yönetmeliği, Resmî Gazete, 31/12/2009, sayı 27449 (4. Mükerrer). resmigazete.gov.tr