Language
ARGE ÇALIŞMASI

ASIL MESELE: BORU BÜKME KALIPLARINDA  MALZEME BELİRLEME

 

Yarım yüzyıldan beridir, malafalı boru bükme ekipmanlarında en iyi materyallerin ne olduğuna dair pek çok fikir ileri sürülmektedir. Materyallerde, ısı uygulamalarında ve maliyetlerde ortaya çıkan sonuçlar şaşırtıcı değildir. Asıl şaşırtıcı olan, 20. yy ortalarının asıl meselesi olan "ekipman malzemelerinin en iyi seçimi" konusunun, 21.yy'da da büyük ölçüde devam ettirmesidir. 

Konuya devam etmeden önce "en iyi"yi tanımlamak yararlı olacaktır. Bir boru bükme ekipmanı için en iyi malzeme, en uygun maliyetli olandır.  En uygun maliyet, ekipman ömrünün fiyatına oranı olarak değil, büküm başına maliyet olarak ifade edilir. Maliyet etkinliğinin hesap sürecinde yer alması, örneğin bir boru bükme makinesinin dayanıklılığının kontrolüyle verimlilik de optimize edilebilir. Parçanın ömrü yanlış malzeme seçiminden mi yoksa kullanılarak mı aşınıyor?

Yani uygun maliyetli boru bükme makinası parçaları kullanımı ömrünü bozularak değil eskiyerek tamamlamalıdır. Bu sonucu elde edebilmek için en önemli faktör makinenin kalıp takımlarıdır. İkinci önemli faktör olarak da parçaların malzeme seçimidir. Malafalı boru bükme makinesinin ekipmanı, kalıp seti, malafa, kaşık,kızak ve pens den oluşur. Bunların her biri için farklı materyaller gerekir, bizim yapacağımız bunları teker teker ele almak olacaktır.

 

KALIP SETLERİ

Malafalı boru bükme makinesinin kalıp takımı üç parçadan oluşur: Büküm kalıbı, mengene (çene) kalıbı ve kızakkalıbı. Bu kalıplar için önemli olan dayanıklılıktır. Dayanıklı kalıp yüzeysel sertliğe sahip olup ancak kırılgan olmayandır. Yani dayanıklı bir boru bükme kalıbı belirli bir esnekliği sahiptir, kolay kırılır bir yapıda değildir.

Daha önceleri malafalı bükme kalıp setleri için geliştirilmiş olan SD37, ST42, hatta ST52 gibi şoka dayanıklı çelik kalıp setleri bile maliyet etkililiği açısından en iyi materyaller değildir. Yüksek sertlik seviyelerinde ısı uygulanabilecek olsa da, bunlar esasen metal kesme operasyonunda keskin kenarı tutacak şekilde tasarlanmışlardır; yani böyle bir kullanımda sertlikle birlikte kırılganlık da ortaya çıkabilir. Boru bükme işlemi bir metal kesme prosesi olmadığına göre keskin bir kenarı tutacak bir aparata ihtiyaç yoktur.

İşleyen yüzeylerin, özellikle de büküm kalıplarındaki boru boşluklarının dayanıklı olması gerekir. Bu zorunluluk, takım çeliğikalıp setlerinin mükemmel sertliğine karşın ısı uygulaması esnasındaki kırılganlığının elimine edilmesinin (mesela yumuşatılmasının) neden gerekli olduğunu da açıklar. Dolayısıyla kalıp setleri malzemesi olarak çelik, ekstra maliyetine karşın maksimum sertliği sağlamakta yetersiz kalmaktadır.

Neredeyse bütün boru bükme işlerinde tercih edilen materyal alaşımlı çeliktir. Alaşımlı çelik yüksek sertlik seviyelerinde kırılganlığa sebep olmadan ısıtılabilir ve kalıp setlerinin işleyen yüzeylerinde önemli bir boyutsal bozulmaya yol açmadan sertleştirilebilir. Nitrürleme (Nitrasyon) ve karbonlama, kalıp setlerini sertleştirmek için kullanılan etkili yöntemlerdir. Bu sebeple CANSA MAKİNA makine parçalarında ısı uygulanmış alaşımlı çelikler kullanılır

Malafalar

Türkiye’ de 1990 lar da toplu malafaların kullanılmasından itibaren, alüminyum-bronz ve sert krom kaplanmış çelik en yaygın kullanılan materyaller olmuştur. Bunların ilki Krom ve titanyum borular için seçilirken ikincisi alüminyum, bakır temelli ve bazen de yumuşak çelik için kullanıldı. Kullanım ömrünü uzatıcı termal yayılım ve titanyum kaplamadaki dikkate değer ilerlemelere rağmen, malafa malzemesi olarak alüminyum-bronz ve sert krom kaplanmış çeliğin hala tercih ediliyor olmasının makul sebepleri vardır.

Örneğin malafanın ömrünün kısalmasının öncelikli sebebi malzemenin seçilmesi değil, konumlandırılmasıdır. Malafanın amacı, büküm kavisi doğrultusunda borunun orijinal şeklinin (yuvarlak, kare, dikdörtgen veya başka herhangi bir şekil) devam etmesini sağlamaktır. Bu da malafanın, burnu büküm noktasını destekleyecek şekilde yerleştirilmesiyle başarılır; bu esnada bükülen malzeme plastik hale gelerek büküme doğru çekilir. Sıklıkla yapılan bir yanlış malafanın burnunun büküm noktasının gerisine yerleştirilmesidir ki bu durumda burun tarafından yapılması gereken iş, daha güçsüz olan toplara ve bağlara düşer. Bu da bu parçaların ömrünü kısaltır.

Malafanın hatalı kurulumu telafi etmek için, topların daha uzun süre dayanmasını sağlayan kaplanmış çelik (özel takım çeliği) kullanılmalıdır. Malafanın büküm noktasının ilerisinde olacak şekilde doğru olarak yerleştirilmesiyle, alüminyum bronz ve sert krom kaplanmış çelik malzemeler hemen hemen bütün boru bükme makinalarında en uygun maliyetli seçimlerdir.

Bu çok iyi temellendirilmiş materyallere karşı zaman zaman ortaya çıkan memnuniyetsizliğin diğer bir sebebi de yanlış bronz kullanılmasıdır. Unutulmamalıdır ki malafa için üretilmiş alüminyum-bronz nikel alaşımlıdır. Nikel alaşımlı malzeme aletin ömrünü nikel içermeyene göre iki kat uzatır. Ampco-25ve benzerleri en ideal sonuçları verirken, Ampco-18ve diğer nikel içermeyen alüminyum-bronzlardan uzak durulmalıdır. (Bu, büyük çaplar ve yuvarlak olmayan malafalar için her zaman mümkün olmayabilir.) Benzer şekilde, sert krom kaplanmış çelik malafanın, bölgesel olarak sertleştirilmiş düşük karbonlu çelikten değil,  boydan boya sertleştirilmiş alaşımlı çelikten imal edilmiş olduğundan emin olunmalıdır. Ayrıca, kaplamanın asla çelik eşya tipi dekoratif krom olmaması gerektiği, mutlaka endüstriyel sert krom olması gerektiği de unutulmamalıdır.

 

Kaşıklar

Malafalarda olduğu gibi kaşıklarda da en yaygın kullanılan malzemeler alüminyum-bronz ve çeliktir. Alüminyum-bronz, demir ve titanyum içeren borular için, çelik ise düşük metal boru çapları için en ideal olanlardır. Malafadan farklı olarak bu malzemelerin daha yumuşak derecelerde olanları tercih edilir, böylece kaşığın uca doğru sivrileşen keskin ucu gevreklik yüzünden vaktinden evvel kırılmaz. Bu durum, kaşık malzemesi olarak Ampco-18(veya benzer derecelerdeki alüminyum-bronz) ve sertleştirilmemiş çeliğin sıklıkla en uygun maliyeti sağlayarak tercih sebebi olmaya devam ettiği anlamına gelmektedir. Bunun en önemli istisnası alüminize ve galvanize edilmiş çelik borulardır. Kaşığın burgusunda biriken kaplama kırıntılarını azaltmak için genellikle sert-krom kaplama alaşımlı çelik, yumuşak bronzun veya çelik kaşığın ağır yağlanma ve rutin manuel fırçalanmasına iyi bir alternatiftir.

Malafada olduğu gibi kaşıkta da, kullanım ömrünü uzatmayı sağlayacak şey materyal seçimi değil, kaşığın doğru yerleştirilmesidir. İşin püf noktası kaşığın eğimli mi, sıfır eğimle mi konumlandırılacağıdır. Kaşık kalıbını ayarlamak tecrübe ister, büküm esnasında oluşabilecek potu önlemek ve kaşığa eğim açısı verme çoğunlukla kaşığın ömrünü uzatır. Ancak bu her zaman mümkün olmayabilir. Paslanmaz çelik ve sert bakır gibi bazı sert materyallerde büküm noktasında borunun tam anlamıyla kavraması gerekir. Bu durumda kaşığın eğimi sıfır olmalıdır. Böyle durumlarda kaşıkta merkeze düz çizgidiye adlandırılan dizayn değişiklikleri yapmak zorunlu hale gelir.

Boru bükme makinalarında konumlandırma ve dizayna dair bu mütalaalar göz önünde bulundurulduğunda, kaşık için geliştirilmiş  konvensiyonel materyaller maliyet etkililiğini sağlamayı  sürdürecektir.

 

Sonuç

Boru bükme işinde elli yıl önce kullanılan materyaller bugün de en iyi şekilde iş görmeye devam etmektedir. Parçaların yerleştirilmesiyle ilgili problemlerin üstesinden gelmek için kullanılan çözümlerin çoğu, parçaların tasarlandığı şekilde kullanılmaması dolayısıyla aşırı yıpranma sonucunu vermektedir. Tipik olarak bu çözümler (kalıp setleri için takım çeliği ve malafalar için titanyum kaplama gibi) metal kesme endüstrisinden ödünç alınmıştır.

Sonuç olarak, bu materyaller ve kaplamalar sivri (keskin) uçları (köşeleri) korumak için formüle edilmişlerdir ki, bu boru bükme aygıtları için gerekli bir özellik değildir. Dolayısıyla, boru bükme araçları için gereken dayanıklılık, metal kesme materyallerinin doğasında bulunan gevreklikle (kırılganlık, sertlik) karşılanmaya çalışılmıştır. Materyal ve fonksiyonların böyle yanlış eşleştirilmesi, yüksek maliyetlere sebep olmaktadır.