Pas Önleyiciler, Koruyucu Yağlar ve Atık Bertarafı: Talaşlı İmalatta Korozyon Koruması

Talaşlı imalatta korozyon, çoğunlukla kesme işleminin kendisinde değil, işlemden sonraki bekleme, depolama ve sevkiyat aşamalarında ortaya çıkar. Konunun iki ucu vardır: bir yanda geçici koruma ürünleri, VCI ambalaj ve koruma performansının ölçüldüğü standartlar; diğer yanda kullanılmış işleme sıvısının Türkiye mevzuatı kapsamındaki bertarafı. Kesme sıvısının işletme sırasındaki bakımı ise ayrı bir konudur ve kesme sıvısı bakımı rehberinde ele alınır.

1. Korozyonun mekanizması ve ortaya çıktığı anlar

Atmosferik korozyon elektrokimyasal bir olaydır. Metal yüzeyinde anodik bölgede metal iyonlaşır, katodik bölgede oksijen indirgenir ve bu iki tepkime yüzeydeki ince su filmi üzerinden iletilen iyonlarla tamamlanır. Buna göre üç bileşen aynı anda bulunduğunda korozyon başlar: su, oksijen ve iletkenliği artıran çözünmüş tuzlar. Klorür ve sülfat iyonları hem iletkenliği yükselttiği hem de koruyucu oksit filmini yerel olarak bozduğu için etkiyi hızlandırır.

Talaşlı imalatta riskin yükseldiği durumlar belirgindir:

• İşlem arası bekleme. Tezgâhtan çıkan parça henüz sıcaktır; soğurken yüzeyinde yoğuşma oluşur. Kesme sıvısı filmi kuruyup inceldiğinde koruma ortadan kalkar, ancak yüzeydeki tuz kalıntısı kalır.
• Nemli ve yoğuşmalı ortam. Bağıl nemin yaklaşık %60 üzerine çıktığı ortamlarda demir esaslı yüzeylerde su filmi süreklilik kazanır. Soğuk sabahlarda ısınan atölye havası, soğuk parça yüzeyinde doğrudan yoğuşma yaratır.
• Dökme demir talaşı. Grafit içeren dökme demirde grafit katot, ferrit matris anot gibi davranır. Islak talaş yığını, altında kaldığı sac veya tabla yüzeyinde hızlı lekelenme yaratır. Bu nedenle korozyon testlerinde referans malzeme olarak dökme demir talaşı seçilir.
• Karışık metal. Alüminyum ile çelik, bakır ile alüminyum gibi farklı elektrot potansiyeline sahip metallerin aynı sıvı veya aynı ambalaj içinde bulunması galvanik korozyona yol açar. Bakır iyonlarının alüminyum yüzeyine çökelmesi tipik bir hasar biçimidir.

Bu dört durumun arkasında çoğu zaman tek bir ortak sebep vardır: sıvının konsantrasyonu. Su karışımlı sıvılarda konsantrasyon önerilen aralığın altına düştüğünde korozyon önleyici katkı da etkisiz kalır. Doğru karışım hazırlama konsantrasyon rehberinde anlatılır.

2. Geçici korozyon koruma ürünleri

Geçici koruma ürünleri iki ayrı eksende sınıflandırılır: taşıyıcı sıvı ve yüzeyde bıraktığı film. Taşıyıcı, ürünün uygulanma biçimini, kuruma hızını ve iş sağlığı ile yangın risklerini belirler. Film ise koruma süresini ve parçanın sonraki işlemlere nasıl gireceğini belirler.

Film tipi seçimi ise parçanın nereye gideceğine bağlıdır. Montaja doğrudan girecek parçalarda kuru film, aylarca depoda kalacak yarı mamullerde yağlı veya mumsu film tercih edilir.

Tabloda verilen süreler üretici teknik dokümanlarında bildirilen tipik aralıklardır; gerçek süre ortam nemi, sıcaklık dalgalanması, elleçleme sıklığı ve yüzey temizliğine göre epeyce değişir. Örneğin solvent esaslı su kovucu koruyucularda üretici verilerinde on iki aya kadar iç mekân koruması belirtilir; aynı ürün dış ortamda çok daha kısa süre dayanır.

3. VCI kâğıt ve poşetler

VCI (buhar fazlı korozyon önleyici, vapour corrosion inhibitor), kâğıt, film veya emitör içine yüklenmiş, oda sıcaklığında yavaşça buharlaşan bileşiklerdir. Etken maddeler genellikle uçucu bir amin ile organik bir asidin tuzudur. Buharlaşan molekül kapalı hacimde dengeye ulaşır, metal yüzeyine yoğuşur ve tek moleküllü mertebede koruyucu bir tabaka oluşturur. Bu tabaka anodik ve katodik tepkimeleri yavaşlatarak korozyonu baskılar.

Çalışma esasından üç pratik sonuç doğar:

1. Kapalı hacim şarttır. Poşetin açık bırakılması veya kutunun sızdırması, buhar konsantrasyonunun düşmesine ve korumanın sona ermesine yol açar.
2. Görüş hattı gerekmez. Buhar, doğrudan temas etmeyen delik, kanal ve iç yüzeylere de ulaşır. Karmaşık geometrili parçalarda daldırmalı yağ korumasına göre avantaj sağlar.
3. Metal uyumu doğrulanmalıdır. VCI teknolojisi başlangıçta demir esaslı metaller için geliştirilmiştir ve bazı amin türevleri bakır, pirinç ve alüminyumda lekelenme yapar. Karışık metal içeren sevkiyatlarda "multimetal" olarak beyan edilmiş ürün seçilmesi gerekir. Güncel formülasyonlarda nitrit, fosfat, krom ve ağır metal içermeyen bileşimler yaygındır; nitrit içeriği, bazı müşteri şartnamelerinde açıkça yasaklandığından teyit edilmesi gerekir.

VCI, koruyucu yağın alternatifi olduğu kadar tamamlayıcısı olarak da kullanılır. Yağlı film uygulanmış parçanın VCI poşete konması, ambalajın bir noktadan zarar görmesi hâlinde ikinci bir savunma katmanı sağlar.

4. Depolama ve sevkiyat ambalajlaması

Ambalajlamada belirleyici olan üç etken vardır: kapalılık, nem yükü ve mekanik temas. Kapalı ambalajın içine giren serbest su veya nemli ahşap palet, VCI korumasını kısa sürede tüketir. Uzun deniz sevkiyatında bariyer film ile birlikte nem alıcı (desikant) kullanımı yaygındır; bu durumda ambalaj içi bağıl nemin düşük tutulması hedeflenir.

İşlenmiş yüzeylerin çıplak elle tutulması da bilinen bir hasar kaynağıdır. Ter, klorür ve organik asit içerdiğinden parmak izi bölgesinde yerel korozyon başlar. Bu nedenle koruma uygulanmış parçaların temiz eldivenle elleçlenmesi gerekir.

5. Test yöntemleri

Korozyon koruma performansı beyanla değil, standart testlerle değerlendirilir. Talaşlı imalat tarafında iki farklı test ailesi kullanılır: su karışımlı işleme sıvılarının korozyon korumasını ölçen talaş testleri ve koruyucu film ile kaplamaları ölçen kabin testleri.

IP 287 sonucunun "lekesiz sonuç veren en düşük konsantrasyon" olarak ifade edilmesi pratikte önemlidir: bu değer, işletmede tutulması gereken alt konsantrasyon sınırının belirlenmesinde doğrudan kullanılır. Tuz püskürtme testinin ise gerçek atmosferik ömrü doğrudan öngörmediği, ürünler arası karşılaştırma ve süreksizlik tespiti amacıyla kullanıldığı kabul edilir.

6. Parça temizliği ve klorür sorunu

Koruyucu film, kirli yüzeyde beklenen performansı vermez. Yüzeyde kalan talaş tozu, tuz kalıntısı ve yükseltgenmiş yağ, filmin altında yerel korozyon çekirdeği oluşturur. Bu nedenle koruma uygulamasından önce temizlik adımı zorunlu kabul edilir.

• Alkali temizleyiciler. Su bazlı, yüzey aktif madde ve alkali tuz içeren sistemlerdir. Yağ ve emülsiyon kalıntısını etkin biçimde uzaklaştırır. Alüminyum ve çinko gibi amfoter metallerde yüksek pH'lı formülasyonlar yüzey matlaşmasına yol açtığından, bu metaller için düşük alkali veya nötr ürünler tercih edilir.
• Solventler. Hızlı kurur ve su bırakmaz. Buna karşılık parlama noktası, buhar konsantrasyonu ve maruziyet sınırları nedeniyle havalandırma ve kişisel koruyucu donanım gerektirir. Klorlu solventler, hem sağlık hem de aşağıdaki klorür sorunu nedeniyle giderek daha az kullanılır. Maruziyet sınırları ve kişisel koruyucu donanım gerekleri, kullanılan ürünün güvenlik bilgi formunda bildirilen değerlere göre belirlenir.
• Paslanmaz çelikte klorür bırakmama gereği. Östenitik paslanmaz çelikler klorür kaynaklı gerilmeli korozyon çatlağına (chloride stress corrosion cracking) duyarlıdır. 304 ve 316 kaliteleri bu mekanizmaya açıkça hassastır; risk sıcaklık, klorür derişimi, düşük pH ve çekme gerilmesi arttıkça yükselir. Bu nedenle paslanmaz parçalarda klorür içeriği düşük temizleyici ve koruyucu seçilmesi, temizlik sonrası deiyonize su ile durulanması gerekir. Paslanmaz işlemenin diğer yönleri ISO M frezeleme rehberinde ele alınır.

7. Kullanılmış emülsiyonun atık yönetimi

Kullanılmış su karışımlı kesme sıvısı, işletmede biriken en büyük hacimli tehlikeli atık kalemlerinden biridir. Türkiye'de sınıflandırma, Atık Yönetimi Yönetmeliği Ek-4 atık listesine göre yapılır. Metal ve plastiklerin fiziki ve mekanik yüzey işlenmesinden kaynaklanan atıklar 12 01 grubunda toplanır; yıldızlı kodlar tehlikeli atığı gösterir.

Kodun nihai olarak atanması, atığın gerçek bileşenine ve halojen içeriğine göre yapılır; belirsizlik hâlinde analiz sonucuna ve yetkili idarenin görüşüne dayanılması gerekir.

Ayrıştırma yöntemleri

Kullanılmış emülsiyonun hacminin büyük bölümü sudur. Bertaraf maliyeti hacimle orantılı olduğundan, su fazının ayrılması doğrudan maliyet düşürür. Üç yöntem yaygındır:

• Ultrafiltrasyon. Membran, emülsifiye yağı ve yüksek molekül ağırlıklı bileşenleri tutar; su, çözünmüş tuzlar ve küçük organik moleküller permeat olarak geçer. Konsantre faz tehlikeli atık olarak sevk edilir.
• Kimyasal kırma. Asit, tuz veya polimer esaslı kırıcı (demülsifiyer) ile emülsiyon kararsızlaştırılır; yağ fazı yüzeye çıkar ve sıyrılır. Genellikle ultrafiltrasyon veya buharlaştırma öncesi ön işlem olarak uygulanır.
• Buharlaştırma. Vakumlu buharlaştırıcıda su fazı düşük sıcaklıkta uzaklaştırılır; geriye küçük hacimli konsantre kalır. Enerji tüketimi yüksektir, buna karşılık hacim azaltma oranı en yüksek olan yöntemdir.

Literatürde kırma ön işleminin ardından uygulanan ultrafiltrasyon ve vakumlu buharlaştırmayla kimyasal oksijen ihtiyacında önemli azalmalar bildirilmiştir. Ayrılan su fazının doğrudan deşarj edilebileceği anlamına gelmez; deşarj için ilgili arıtma ve izin şartlarının sağlanması gerekir.

Teslim ve kayıt yükümlülüğü

Tehlikeli atık, yalnızca Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı tarafından lisanslandırılmış geri kazanım veya bertaraf tesislerine, lisanslı taşıyıcı aracılığıyla teslim edilebilir. Taşıma işlemi, Entegre Çevre Bilgi Sistemi (EÇBS) bünyesindeki Mobil Tehlikeli Atık Takip Sistemi (MoTAT) üzerinden kayda alınır; Ulusal Atık Taşıma Formu (UATF) karşılığı taşıma numarası bu sistem üzerinden alınır. Ayrıca atık üreticisinin yıllık atık beyanını sistem üzerinden vermesi ve taşıma belgelerini mevzuatta öngörülen süre boyunca saklaması gerekir. Sahada uygulanan pratik gereklilikler şunlardır:

• Atığın kaynağında ayrı toplanması ve tehlikeli atıkların tehlikesizle karıştırılmaması.
• Geçici depolama alanının sızdırmaz zeminli, üstü kapalı ve ikincil hacimli olması.
• Kapların atık kodu ve tehlike işaretleriyle etiketlenmesi.
• Güvenlik bilgi formlarının (GBF) sahada erişilebilir tutulması.

8. Yağlı talaştan sıvı geri kazanımı

Tezgâhtan çıkan talaş, ağırlığının belirgin bir bölümü kadar sıvı taşır. Bu sıvı üç ayrı kaybı aynı anda yaratır: satın alınmış sıvının kaybı, hurda talaşın düşük fiyatla satılması ve yağ içeren metalik çamurun tehlikeli atık olarak bertaraf edilmesi. Santrifüjlü talaş sıkma (chip wringer) ekipmanı, talaşı yüksek dönme hızında döndürerek sıvıyı ayırır. Ekipman üreticileri, uygulamaya bağlı olarak talaş üzerindeki sıvının büyük bölümünün geri kazanılabildiğini bildirir. Briketleme presleri ise talaşı sıkıştırarak hem sıvıyı ayırır hem de hurdayı yüksek yoğunluklu briket hâline getirir.

Geri kazanılan sıvının doğrudan sisteme geri verilmesi her zaman uygun olmaz. Sıvı; ince metal tozu, tramp yağ ve bakteriyel yük taşıyabileceğinden, filtrasyon ve gerekiyorsa konsantrasyon düzeltmesi sonrası geri beslenmesi gerekir. Sıvı tüketimini kaynağında azaltan yaklaşımlar MQL ve kuru işleme rehberinde ele alınır. ATH Tools kimyasal ürünleri kimyasallar kategorisinde incelenebilir.

Kaynaklar

• ISO 9227:2022, Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests. iso.org
• ISO 6270-2:2025, Paints and varnishes — Determination of resistance to humidity — Part 2: Condensation (in-cabinet exposure with heated water reservoir).
• DIN 51360-1 / DIN 51360-2, Testing of cooling lubricants; determination of corrosion preventing characteristics of cooling lubricants mixed with water (Part 1: Herbert corrosion test; Part 2: chip/filter paper method).
• ASTM D4627-22, Standard Test Method for Iron Chip Corrosion for Water-Miscible Metalworking Fluids. astm.org
• Energy Institute, IP 287:2008, Determination of rust prevention characteristics of water mix metalworking fluids — Cast iron drillings/filter paper method.
• T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Atık Yönetimi Yönetmeliği (RG 2.4.2015 / 29314), Ek-4 Atık Listesi. mevzuat.gov.tr
• HSE (UK) / UKLA, Good Practice Guide for Safe Handling and Disposal of Metalworking Fluids. ukla.org.uk
• Specialty Steel Industry of North America, Chloride Stress Corrosion Cracking. ssina.com