ÖNSÖZ

16 Mart 2020 Pazartesi günü sabahı, her zamanki gibi erken saatlerde uyanıp hemen hazırlandım ve saat 06:15’de evden çıktım, gelen ilk minibüs ile Üsküdar’daki okuluma, Ekole gittim. Erken saatler olmasına rağmen yöneticiler ve öğretmen arkadaşlarımdan bazıları da gelmişlerdi. Herkes merakla T. C. Ulaştırma ve Altyapı Bakanlığından gelecek, derslerin yapılıp yapılamayacağına ilişkin bir yazı ya da mesaj bekliyordu. Derslerin başlama saatine kadar beklenen gelmedi ve herkes gibi ben de 09:30’da 7.02 kurslarında termodinamik dersine başlamak üzere sınıfıma gittim. Çoğu mühendis olan yeni kursiyerlerle tanıştıktan sonra derse başladım. Termodinamik sözcüğünün tanımlamasını henüz yapmıştım ki, sınıfın kapısı açıldı ve gelen bir yetkili 30 Mart 2020 tarihine kadar derslerin tehir edildiğini söyledi. Ekolden ayrılıp eve döndüm ve “Kıtalararası bir salgın” (Pandemi) oluşturan Koronavirüsle bu şekilde tanışmış oldum. Pandemi tüm dünyanın, bu arada ülkemin başına da önemli dertler açarak tüm hızıyla sürdüğünden, tehir edilen 30 Mart süresi de devam ediyor. 30.Mayıs.1951 yılında yüksek Denizcilik Okulundan mezun olalı tam 69 yıl geçmiş…Ben bu uzun zaman aralığında fazlaca dinlenme fırsatını bulamamıştım. Dinlenme amacıyla 1983 yılında 32 yıllık bir çalışma hayatından sonra kendi isteğimle emekli oldum. Emekliliğimi takip eden iki gün sonra hızlı bir şekilde çalışmaya başladım. Bu çalışma sırasında öğretim görevlisi olarak, 16 Mart 2020 tarihine kadar 37 yıl daha çalışmayı sürdürdüm. Bu arada koranavirüsten önceki süre içinde 58 kitap ve 40’tan fazla makale yazdım. Tüm bunları yaparken “Lâf yok iş var”, “Ayinesi iştir kişinin lâfa bakılmaz” (Acta Non Verba) deyimi önderim oldu. Koranavirüsten sonraki tatilim sırasında, hem İTÜ KKTC Üniversitesi Denizcilik Fakültesi ve hem de Ekol’deki derslerim nedeniyle, tüm gayretime rağmen tamamlayamadığım, “Kısaltma sözlüğüm”, “Söz Uçar Yazı Kalır” ve “Yakıtlar, yağlar, suların fiziksel ve kimyasal özellikleri” isimli kitaplarımı tamamlama fırsatını yakalamıştım. Ayrıca 11 adet makaleyi kaleme almak fırsatını buldum. Dünyanın başına bela olan musibet bana o fırsatı vermişti. Koronavirüsü (Coronavirus) CV kısaltması şeklinde düşündüm ve Koronavirüsten önce (Before coronavirus) BCV ve Koronavirüsten sonra (After coronavirus) ACV kısaltmalarını oluşturarak hızlı bir şekilde çalışmaya koyuldum. Adından kolayca anlaşılacağı gibi kitabım 4 bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüme yakıt türleri ile başladım, ısı makinelerinde kullanılan yakıtlardan söz ettim, ham petrolün damıtılmasını, öğrencilerimin kolayca kavrayabilecekleri şekilde yazdım. Oluşan damıtma ürünü yakıtları dile getirdim, önemli bir konu olan “Yanma” olayını ayrıntılı bir biçimde yazmaya çalıştım.

Derslerim sırasında; dizel makinelerinin en önemli konuları yakıtlar, yağlar ve sular olduğunu defalarca dile getirdiğim için ikinci bölüm “Yağlama yağları” oldu. Bu bölümde yağlama yağlarının türlerini, elde edilişlerini, görevlerini ve dizel makinelerinin yağlanan kısımlarını ve yağlama yağlarına ilişkin sorunları ayrıntılı bir şekilde yazdım. Üçüncü bölüm “Sular, suların fiziksel ve kimyasal özellikleri” adını aldı. Bu bölümde: Deniz suları, içme suları ve damıtık (distile) sular detaylı bir şekilde
incelendi. Suların dizel makineleri ve buhar kazanları için önemi dile getirildi. Pas (korozyon) ve kışır konuları kaleme alındı Bir televizyon programında üç tıp doktorunun bir konuşmasında, iki tıp doktoru üç beyazdan sakınılmasını dile getirdiler. Üçüncü doktor bunlara bir ilave daha yaptı: Beyaz insan…Dünyamızın bu hale gelmesinde insan eliyle oluşturulan kirlenme, çevre kirlenmesi nedeniyle, buhar kazanlarının baca gazları ve içten yanmalı makinelerin egzoz gazlarının çevreye verdikleri zararı bu bölümde dile getirmeye çalıştım. Kitaplarımdan birini, “Yakıtlar, Yağlar ile Suların Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri ile Çevre ve Gaz Emisyonları” isimli eserimi, Koronavirüsten (ACV) sonraki ilk kitabımı sunuyor ve Her zaman olduğu gibi, bu kitabımda da büyük katkıları bulunan Başmühendis Sn. Kemal Demirel’e içten teşekkürler ediyorum.

Saygılarımla,

Müh. Fahrettin Küçükşahin – Sahrayıcedit-İstanbul

BÖLÜM 1 – YAKITLAR

1.1- Giriş 1
1.2- Yakıtların türleri 2
1.2.1- Katı Yakıtlar 3
1.2.1.1- Fosil Yakıtlar 3
1.2.1.2- Odun 3
1.3- Sıvı Yakıtlar 3
1.3.1- Benzol 4
1.3.2- Alkoller 4
1.3.3- Aseton 4
1.3.4-Kerosen 5
1.3.5- Dietil eter 5
1.4- Ham petrolün yapısı 5
1.5- Benzin 6
1.5.1- Bezinin önemli özellikleri 8
1.5.1.1- Uçuculuk 8
1.5.1.2- Yapışkan atıklar 9
1.5.1.3- Kükürt içeriği 9
1.5.2- Hava-benzin karışımları 9
1.6- Dizel makinelerinde kullanılan yakıtlar 10
1.6.1- Katı yakıtlar (maden kömürleri) 11
1.6.2- Damıtma ürünü sıvı yakıtlar 11
1.6.3- Fuel oiller (ağır yakıtlar) 13
1.7- Sıvı yakıtların ısı değerleri 13
1.7.1- Üst ısı değeri 15
1.7.2- Alt ısı değeri 15
1.8- Gaz yakıtlar 16
1.8.1- Doğal gaz 17
1.8.2- Petrol gazı 18
1.9- Geleceğin yakıtı 18
1.10-Dizel yakıtlarının özellikleri 19
1.10.1- Uçuculuk 20
1.10.2- Karbon atıkları 21
1.10.3- Viskozite 22
1.10.3.1- Viskozimetre (Viskometre) 23
1.10.4- Kükürt içeriği 25
1.10.5- Kül içeriği 26
1.10.6- Parlama ve alevlenme noktaları 29
1.10.7- Su içeriği 29
1.10.8- Akma noktası (sıcaklığı) 30
1.10.9- Yoğunluk 31
1.10.10- Bulut noktası 31
1.10.11- Tortu 31
1.10.12- Asfalten 31
1.10.13- Katalitik tanecikler 32
1.10.14- Tutuşma ya da yanma niteliği 32
1.10.14.1- Setan sayısı 32
1.10.14.2- Dizel indeksi 33
1.10.14.3- Kimyasal katkılar 34
1.11- Tutuşma 35
1.11.1- Tutuşma gecikmesi 35
1.11.1.1- Kimyasal faktörler 36
1.11.1.2- Termodinamik etkenler 37
1.11.1.3- Hidrodinamik faktörler 38
1.11.1.4- Devir sayısı 38
1.12- Yanma 39
1.12.1- Dizel makinelerinde yanma 40
1.12.1.1- Yanma vuruntusu 42
1.13- Yanma için gerekli hava miktarları 43
1.13.1- Karbonun yanması 43
1.13.2- Hidrojenin yanması 44
1.13.3- Kükürdün yanması 44
1.14- Sıvı yakıtlar için kuramsal hava miktarları 45
1.14.1- Kuramsal oksijen miktarı 45
1.14.2- Kuramsal hava miktarı 46
1.14.3- Gerçek hava miktarı 47
1.14.3.1- Fazla hava katsayısı 47
1.15- α>1 olduğu zaman yanma ürünleri 51
1.16- α<1 olduğu zaman yanma ürünleri 53
1.17- Yeterli olmayan hava ile yanma 54
1.18- Fuel Oillerin sorunları 56
1.18.1- Depolama sorunları 57
1.18.2- Fuel oillerde su 57
1.18.3- Zayıf yanma 58
1.18.4- Alçak sıcaklık korozyonu 58
1.18.5- Yüksek sıcaklık korozyonu 59
1.18.6- Katalitik tanecikler 59
1.18.7- Ham petrolün damıtılması 60
1.18.8- Katalitik taneciklerin özellikleri 62
1.18.9- Yakıtların uyuşmazlığı 62
1.19- Yağ ve yakıt bakterileri 63
1.19.1- Yakıt bakterilerinin zararları 64
1.19.1.1- Atık ya da birikintiler 64
1.19.1.2- Korozyon 64
1.19.1.3- Su emülsiyonu 65
1.19.1.4- Isı enerjisi kaybı 65
1.19.1.5- Bakterilerle mücadele 65
1.19.1.6- Bakteri öldürücüler 66
1.20- Fuel oil Islah ediciler 66
1.20.1- Kimyasal katkıların rolü 67
1.20.2- Birikinti önleyici ve yanma geliştirici bileşikler 67
1.21- Sağlık, güvelik ve çevre 68
1.22- Yakıtlardan örnek alma yöntemleri 69
1.22.1- Yakıt örneği 69
1.23- Sefer sırasında yakıtla ilgili sorunlar 71

BÖLÜM 2 – YAĞLAMA YAĞLARI

2.1- Giriş 72
2.2- Yağlama yağlarının türleri 72
2.2.1- Mineral yağlar 72
2.2.2- Sabit yağlar 74
2.2.2.1- Hayvansal yağlar 74
2.2.2.2- Bitkisel yağlar 74
2.2.2.3- Yapay (sentetik) yağlar 75
2.2.3- Su 75
2.2.4- Gresler 76
2.2.5- Grafitler 77
2.3- Yağlama yağlarının görevleri 78
2.3.1- Makineleri temizleme görevi 78
2.3.1.1- Piston temizliğine katkı 78
2.3.1.2- Tüm makine temizliğine katkı 78
2.3.1.3- Makinenin soğutulmasına katkı 78
2.3.1.4- Asitlerden gelen aşınmaları önleme 78
2.3.1.5- Mekanik aşınmaları önleme 79
2.3.1.6- Yatakların korunması 79
6.3.2- Dizel makinelerinin yağlanan kısımları 79
2.4- Yağlamanın önemi 79
2.5- Yağlama yağlarının özellikleri 80
2.5.1- Özgül ağırlık 81
2.5.2- Alevlenme ve yanma noktaları 81
2.5.2.1- Alevlenme noktası 81
2.5.2.2- Yanma noktası 83
2.5.2.3- Kendiliğinden tutuşma noktası 83
2.5.3- Akma noktası 83
2.5.4- Viskozite 83
2.5.5- Karbon artıkları 84
2.5.6- Su ve tortu 84
2.5.7- Asitlilik 84
2.5.8- Su ile karışma 86
2.5.9- Çamur eğilimi 87
2.5.10- Renk 88
2.6- Yağ katkıları 88
2.7- Yağlama yağı seçimi 90
2.7.1- Yatak yağları 90
2.7.2- Silindir yağları 90
2.7.2.1- Yüksek basın ve sıcaklıkta dayanıklılık 92
2.7.2.2- Dayanıklı yağlama katmanı (filmi) oluşturma 92
2.7.2.3- Toplam alkalinlik sayısı 95
2.8- Çok amaçlı yağlama yağları 95
2.9- Yağlama yağlarının bozulması 96
2.10- Operasyona ilişkin sorunlar 96
2.10.1- Dizel makinelerinde sorunlar 96
2.10.1.1- Silindirlerde aşınma 97
2.10.1.2- Pistonlarda birikintiler 98
2.10.1.3- Yatakların korozyonu 99
2.10.1.4- Çamur 99
2.10.2- Buhar türbinlerinin sistem yağları 99
2.10.2.1- Görünüm 99
2.10.2.2- Yoğunluk 100
2.10.2.3- Su 100
2.10.2.4- Viskozite 100
2.10.2.5- Asit sayısı 100
2.10.2.6- Filtre atıkları 100
2.10.3- Buhar türbinlerinde sorunlar 101
2.10.3.1- Su 101
2.10.3.2- Partikül madde 102
2.10.3.3- Oksitlenme ürünleri 103
2.11-Yağlama yağlarının kirlenmesi 102
2.11.1- Yanmanın neden olduğu kurum 103
2.11.2- Yağlama yağlarında yakıt 103
2.11.3- Karter patlaması 104
2.11.4.1- Karter patlamasının önlenmesi 107
2.11.5- Yağlama yağlarında su 108
2.11.6- Metal tanecikleri (partikülleri) 108
2.11.7- Yağların asitlerle kirlenmesi 108
2.11.8- Pas ve toz kirlenmesi 109
2.12- Sistem yağlarından örnek alınması 109
2.12.1- Örnek alma süreleri 110
2.13- Kullanılan yağın analizi 111
2.13.1- Viskozite 112
2.13.2- Oksitlenme ürünleri 113
2.13.3- Alevlenme noktası 114
2.13.4- Su içeriği 114
2.13.4.1- Yağ bakterileri 115
2.13.5- Nötrleştirme sayısı 115
2.13.6- Çökelti sayısı 115
2.13.7- Kül miktarı 115
2.13.8- Toplam asit sayısı 116
2.13.9- Kuvvetli asit sayısı 116
2.13.10- Toplam alkalinlik sayısı 116
2.14- Çabuk yağ analizi 116
2.14.1- RLA deneyleri 117
2.14.2- RLA deneylerinin önemi 117
2.14.2.1- Viskozite 117
2.14.2.2- Kapalı alevlenme noktası 117
2.14.2.3- Su içeriği 118
2.14.2.4- Toplam alkalinlik sayısı 118
2.14.2.5- Toplam asit sayısı 118
2.14.2.6- Kuvvetli asit sayısı 119
2.14.2.7- Metal içeriği 119
2.15- Yağ değiştirme süresi 119
2.16- Yağ seviyesinin değişmesi 121
2.16.1- Yüksek yağ seviyesi 121
2.16.2- Alçak yağ seviyesi 122
2.17- Yağ tüketimi 122
2.18- Diğer yağlar 123
2.18.1- Hidrolik yağları 123
2.18.1.1- Su 124
2.18.1.2- Tanecik maddeler 124
2.18.2- Hava kompresörü yağları 124
2.18.3- Buzluk kompresörleri yağları 126
2.18.4- Kesme yağları 127
2.18.5- Transformatör yağları 127
2.19- Yağ katkı maddeleri 127
2.20- Laboratuvar deneyleri 129

BÖLÜM 3 – SULAR, SULARIN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

3.1- Giriş 130
3.2- Suların fiziksel özellikleri 130
3.2.1- Deniz sularında çözünmüş katılar 130
3.2.1.1- Kalsiyum bikarbonat 131
3.2.1.2- Kalsiyum sülfat 131
3.2.1.3- Mağnezyum bikarbonat 132
3.2.1.4- Mağnezyum klorür 132
3.2.1.5- Mağnezyum sülfat 132
3.2.1.6- Sodyum klorür 132
3.2.2- İçme sularında çözünmüş katılar 133
3.3- Sertlik veren tuzlar 132
3.3.1- Sertlik 132
3.4- Sertlik oluşturmayan tuzlar 134
3.5- Silikatlar 135
3.6- Karbon dioksit 135
3.7- Hidrojen 136
3.8- Dış korozyon 136
3.9- suyu sistemlerinde paslandırıcı etkiler 136
3.9.1- Grafitleşme 136
3.9.2- Çinkosuzlaştırma 137
3.9.3- Dökülme 137
3.9.4- Amonyak korozyonu 137
3.10- Besleme suyunun Islahı 137
3.10.1- Dış ıslah 137
3.10.1.1- Mekanik ıslah 137
3.10.1.2- Kimyasal ıslah 138
3.11- Evaporatörlerde kışırın önlenmesi 138
3.11.1- Demir klorür uygulaması 138
3.11.2- Sodyum polifosfat ıslahı 138
3.11.3- Polielektrolit ıslahı 139
3.11.4- Evaporatörlerde kışırın giderilmesi 139
3.11.5- Mineralsizleştirme ıslahı 139
3.11.5.1- Katyon değiştirici reçineler 139
3.11.5.2- Anyon değiştirici reçineler 139
3.11.5.3- Karışık yataklı reçineler 139
3.11.5.4- Yeniden şarj etme (doldurma) 140
3.12- Kazan suyu ıslahı 140
3.12.1- Alçak basınçlı kazanlarda soda-kireç uygulaması 140
3.12.2- Kostik soda ıslahı 141
3.12.3- Orta basınçlı alev borulu kazanlar 142
3.12.4- Su borulu kazanlarda ıslah 142
3.12.5- Orta ve yüksek basınçlı su borulu kazanlarda ıslah 142
3.12.6- Yüksek ve süper yüksek basınçlı kazanlarda ıslah 142
3.12.6.1- Çözünmüş gazların giderilmesi 143
3.12.6.2- Mekanik havasızlandırma 143
3.12.6.3- Kimyasal yöntemle oksijen giderme 144
3.12.6.4- Nötrleştirici aminler 145
3.12.6.5- Katman (film) yapıcı aminler 146
3.12.6.6- Köpük önleyiciler 146
3.13- Buhar kazanları için su ıslah önerileri 146
3.14- Pıhtılaştırıcılar 148
3.15- Kostik gevrekliğin önlenmesi 148
3.16- Çalışmayan ya da serviste olmayan kazanlar 148
3.16.1- Kısa bir süre servis dışı kalan kazanlar 148
3.16.2- Uzun süre çalışmayacak kazanlarda koruma 148
3.16.2.2- Kazanların kuru olarak korunması 149
3.17- Yeni kazanların temizlenmesi 150
3.18- Kimyasal ıslahın uygulama ve denetimi 150
3.19- Güvenlik önlemleri 150
3.20- Kimyasal madde dozajı 151
3.20.1- Başlangıç dozajı 151
3.20.2- Buhar üretimi sırasında dozaj 151
3.21- Kazan suyu deneyleri 151
3.21.1- Salinometre 152
3.21.2- Turnusol kâğıtları 152
3.21.3- Alkalinlik 152
3.21.3.1- Fenolftaleyn alkalinliği deneyi 154
3.21.3.2- Toplam alkalinlik deneyi 154
3.21.3.3- Kostik alkalinlik deneyi 154
3.21.4- Klorür deneyi 154
3.21.5- Sülfit deneyi 155
3.21.6- Fosfat deneyi 155
3.21.7- Sertlik deneyi 155
3.21.8- pH deneyi 156
3.21.8.1- Turnusol kâğıdı 156
3.21.8.2- Kolorometrik yöntem 156
3.21.8.3- Elektrolitik yöntem 156
3.21.9- Çözünmüş oksijen deneyi 156
3.21.10- Toplam çözünmüş katılar 158
3.21.10.1- Hidrometre 158
3.21.10.2- Elektriksel iletkenlik ölçer 158
3.21.11- Hidrazin deneyi 159
3.22- Dizel makinelerinde su deneyi 159
3.22.1- Suların yumuşatılması 159
3.22.2- pH değeri 160
3.22.3- Sodyum klorür deneyi 163
3.23- Dizel makinelerinde korozyon 163
3.23.1- Galvanik korozyon 163
3.23.2- Oksijen derişiminin neden olduğu korozyon 163
3.23.3- Kavitasyon ve vibrasyondan nedeniyle korozyon 164
3.24- Buhar kazanlarında korozyon 164
3.24.1- Doğrudan kimyasal enerji ile korozyon 164
3.24.2- Elektro-kimyasal etki ile korozyon 164
3.24.3- İyonlaşma 164
3.25- Buhar kazanlarında korozyon sonuçları 166
3.25.1- Genel aşınma 167
3.25.2- Karıncalanma 168
3.25.3- Korozyon yorulması 168
3.25.4- Gerilme ve stres korozyonu 168
3.25.5- Kostik çatlama 169
3.25.6- Kostik korozyon 169
3.25.7- Hidrojen atağı 169
3.25.8- Yüksek sıcaklık korozyonu 169
3.25.9- Gaz tarafı korozyonu 169
3.26- Dizel makinelerinde soğutma suyu katkıları 170
3.26.1- Organik inhibitörler 170
3.26.2- Koruyucu yağ derişimi 171
3.26.3- Koruyucu yağ emülsiyonunun hazırlanması 171
3.26.4- Yağ emülsiyonunun denetlenmesi 171
3.26.5 İnorganik korozyon inhibitörleri 172
3.27- Dizellerde soğutma suyunun Havasızlandırılması 173
3.28- Dizellerde soğutma sularının yumuşatılması 173
3.29- Kışır oluşumu 175
3.29.1- Kışır önleme ve çamur giderme 175
3.30- Damıtık (distile) su 176
3.31- Antifriz katkıları 176
3.32-Buhar ve besleme suyu devreleri 177
3.32.1- Besleme suyu devrelerinin türleri 177
3.32.1.1- Basınçlı besleme suyu devreleri 178
3.32.1.2- Besleme suyu devrelerinin yararları 179

BÖLÜM 4 – ÇEVRE KİRLETİCİLERİ ve DENETLENMELERİ

4.1- Genel 181
4.2- Karbon dioksit 181
4.2.1- Karbon dioksitin oluşması 181
4.2.2- Dizel makinelerinde karbon dioksitin hesaplanması 183
4.3- Karbon dioksitin denetlenmesi 185
4.3.1- İçten yanmalı makinelerde denetim 185
4.4- Karbon dioksit çevrimi 188
4.5- Karbon monoksit 189
4.6- Kükürt dioksit 190
4.6.1- Kükürt dioksit emisyonu kuralları 192
4.7- Buhar kazanlarında kükürt dioksit denetimi 192
4.7.1- Islak gaz temizleyicileri 193
4.7.2- Islak gaz temizleyicileri-Kireçtaşı ve FGD işlemleri 196
4.8- İçten yanmalı makinelerde kükürt dioksit 197
4.9- Kükürt dioksitin hesaplanması 200
4.10- Nitrojen oksitleri 201
4.10.1- Nitrojen oksitleri oluşumu mekanizması 201
4.10.1.1- Nitrojen oksitleri 201
4.11.2- Nitrojen oksitleri oluşumu 202
4.11.2.1- Buhar kazanlarında ısıl nitrik oksitler 202
4.11.2.2- Yakıt nitrojen oksidi 203
4.12- Nitrojen oksitlerinin sağlık ve çevreye etkisi 203
4.12.1- Ozon/fotokimyasal sis ya da duman 203
4.12.2- Asit yağmurları 203
4.13- Buhar sistemlerinde nitrojen oksitlerinin denetimi 203
4.14- Dizellerde nitrojen oksit emisyonlarının denetimi 204
4.14.1- Yakıt püskürtme zamanlaması 205
4.14.2- Egzoz gazlarının tekrar kullanım sistemi 205
4.14.3- Seçici katalitik indirgeme sistemi 206
4.15- Partikül maddeler 207
4.15.1- Buhar kazanlarında partikül maddeler 207
4.15.2- Tanecik kontrol donanımı 207
4.15.2.1- Elektrostatik çöktürücü ve filtreler 209
4.15.2.2- Mekanik toplayıcılar 210
4.16- Kül ve yanmamış karbonlu hidrojenler 210
4.16.1- Tanecik (partikül) emisyonu 212