Termal yaşlanmanın uçak motor yağlarına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effect of thermal aging on aircraft engine oils
Yazar: FELİD ÖKMEN
Danışman: DOÇ. DR. MEHLİKA ŞENGÜL KARAARSLAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Havacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Havacılık ve Uzay Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Kimya = Chemistry ; Sivil Havacılık = Civil Aviation
Dizin: FTIR = FTIR ; Termal analiz = Thermal analysis ; Yapay yaşlandırma = Artificial aging ; Yağ analizi = Oil analysis

Özet:
Yağlar, makine elemanları arasında bir tampon görevi görür ve sürtünmeyi en aza indirir. Yağladığı sistemi dolaşıp, aşınmış ve kirli partikülleri, istenmeyen ısıyı dışarı atmak veya sistemi soğutmak, aynı zamanda hareketli parçaların birbiri üzerinde uyguladıkları basıncı azaltmak için kullanılırlar. Havacılık alanında da uçaklar için çok kritik bir öneme sahiptir. Özellikle uçak motorlarının yüksek güç ve farklı sıcaklık ortamlarında çalışması, motorları koruyan yağların devamlı kontrol edilmesi ve durumlarının test edilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Bu çalışmada farklı özellikte mineral ve sentetik uçak motor yağları, Fourier Transform Infrared-Attenuated Total Reflaction (FTIR-ATR) spektrometresi kullanılarak durumları analiz edilmiştir. Ayrıca mineral ve sentetik yağların termal analizlerinden sonra, 80-450 °C sıcaklık aralığında yapay olarak yaşlandırma işleminden geçirilerek, sıcaklığa bağlı yaşlanma durumları karşılaştırılmıştır. FTIR-ATR spektrometre tekniğiyle, 62 adet mineral ve sentetik yağ numunelerinin eskime durumları analiz edilmiştir. Böylece mineral ve sentetik yağların performansları karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar ile, FTIR-ATR spektrometresi kullanılarak, hızlı ve güvenilir bir şekilde yağların durumları incelenebileceği tespit edilmiştir. Yağların hangi sıcaklık aralıklarında oksidasyona uğradığı ve termal kararlılıklarının bozulduğu belirtilmiştir. Mineral yağların 170 °C sıcaklıktan sonra, sentetik yağların ise 370 °C sıcaklıktan sonra termal bozunmaya uğradığı, FTIR-ATR analizleriyle beraber görsel analizlerle de gösterilmiştir. Sentetik havacılık yağlarının mineral yağlardan üstün olduğu termogravimetrik ve FTIR-ATR sonuçlarıyla da doğrulanmıştır.

Abstract:
Lubricants act as a buffer between machine elements and minimize friction. They are used to circulate the lubricated system, to circulate worn and dirty particles, to expel unwanted heat or to cool the system, as well as to reduce the pressure exerted by the moving parts on each other. It is also of critical importance for aircraft in the field of aviation. In particular, the operation of aircraft engines in high power and different temperature environments has necessitated the constant checking of the oils that protect the engines and testing their condition. In this study, different properties of mineral and synthetic aircraft engine oils were analyzed by using Fourier Transform Infrared- Attenuated Total Reflaction (FTIR-ATR) spectrometer. In addition, after thermal analysis of mineral and synthetic oils, they were artificially aged in the temperature range of 80-450 °C, and their temperature-dependent aging conditions were compared. The aging conditions of 62 mineral and synthetic oil samples were analyzed with the FTIR-ATR spectrometer technique. Thus, the performances of mineral and synthetic oils were compared. With the results obtained, it has been determined that the condition of the oils can be examined quickly and reliably by using the FTIR-ATR spectrometer. It is stated in which temperature ranges the oils undergo oxidation and their thermal stability deteriorates. The thermal decomposition of mineral oils after 170 °C and synthetic oils after 370 °C has been demonstrated by visual analysis together with FTIR-ATR analysis. The superiority of synthetic aviation oils over mineral oils has also been confirmed by thermogravimetric and FTIR-ATR results.