Evsel ve endüstriyel pişiricilerde bulunan gaz muslukları üretiminde kullanılan malzemeler ve alternatif malzemelerin araştırılması
Research of materials and alternative materials used in the manufacturing of gas valves used in domestic and industrial cookers
Yazar: ELİF AKFIRAT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NURŞEN ÖNTÜRK
Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Gaz muslukları, ocak ve fırınların iç panellerine takılmaktadır. Gaz musluğunu oluşturan başlıca parçalar gövde, regülasyon elemanı, mil ve kapaktır. Bu parçalar genelde alüminyum, pirinç ve zamak malzemeden imal edilmektedir. Gaz musluğu, mevcut malzemelerden hassas işçilik gerektiren talaşlı imalat ile üretilen parçaların montajlanması ile oluşmaktadır. Gaz musluğunun kullanım amacı olan gaz geçişinin sağlanması regülasyon elemanındaki gaz geçiş delikleri veya kanal ile olmaktadır. Geçiş delikleri ve kanal regülasyon elemanına ±1 µm toleransında delinmektedir. Fakat bu hassas toleransın sağlanması seri üretim koşullarında işletmeler için süreklilik sağlayamayarak, bozuk ürün oluşmasına sebep olmaktadır. Üretim teknolojilerinin ilerleyerek daha küçük toleransların sağlanması, ocak ve fırınlarda gazın verimli kullanılarak enerji maliyetlerinin düşürülmek istenmesi ve mevcut malzeme maliyetlerinin yüksek olması nedeniyle standartlara uygun alternatif malzeme araştırılması önem oluşturmaktadır. Bu çalışmada, gaz musluğunda gaz akışı gibi hassas ayarı bulunan ve bu nedenle hassas üretim gerektiren regülasyon elemanı için alternatif olabilecek seramik malzemenin kullanılabilirliği araştırılmış ve değerlendirilmiştir. Araştırma sonucunda,  mekanik özellikleri ve maliyeti diğer seramiklere göre daha iyi olan Al2O3 tercih edilmiştir. Değerlendirmeler, ilk olarak 3B tasarımı yapılan regülasyon elemanının FLOEFD programı ile debi analizi yapılmıştır. Daha sonra alternatif malzemenin gaz musluğu standartlarına uygunluğunu doğrulamak amacıyla test çalışması yapılmıştır. Üretilen regülasyon elemanı, gaz musluğunun çalışmasını etkileyen sıcaklık ve basınçta dinamik, statik dayanıklılık, eğilme ve burulma gibi test yöntemleri altında test edilmiştir.

Abstract:
Gas valves are fixed on the inner panels of the cookers and furnaces. The main parts of gas valves are the body, the regulating element, the spindle and the cup. These parts are generally made of aluminum, brass and zamak. The gas valve is formed by assembling the parts produced by machining that require precision job from existing materials. The gas passage is provided by the gas passage holes or channel in the regulating element. The passage holes or channel are machined on the regulating element with a tolerance of ±1 µm. However, in mass production conditions, providing the precision tolerance can't provide continuity for company and causes defective products. It is important to search for alternative material suitable for gas valve standards due to the fact that production technologies are developed and productions are made in smaller tolerances and desiring to reduce energy costs by using gas efficiently in cookers and ovens and current material costs are high. In this study, the usability of ceramic material, which can be an alternative for the regulating element that has sensitive adjustment such as gas flow in the gas valve and therefore requires sensitive production, has been searched and evaluated. In this study, Al2O3 was preferred, which has better mechanical properties and cost than other ceramics. Firstly, the 3D design of the regulation element was made by flow analysis with the FLOEFD program. Then, tests were done to verify the alternative materials fit with valve standards. The manufactured regulating element were tested under test methods such as dynamic, static endurance, bending and torsion at temperature and pressure affecting the operation of the gas valve.