ASTM D3802 Aktif Karbonun Küresel Tava Sertliği için Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM D3802 Aktif karbonun küresel tava sertliği için standart test yöntemi” standardında, granül aktif karbonların bilyeli tava sertlik sayısını belirlemeye yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır. Bu test kapsamında granül aktif karbonlar, “ASTM D2862 Granül aktif karbonun parçacık boyut dağılımı için standart test yöntemi” standardında belirlendiği üzere, yüzde 90’ı 80 mesh’den (180 μm) büyük parçacıklara sahip olanlardır.

Geçmişte, aktif karbonların servis koşullarında parçacık boyutu bozulmasına karşı direncini belirlemek için bilyeli tava yöntemi, karıştırma çubuğu yöntemi ve toz elutriasyon yöntemi dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanılmıştır. Bunların hiçbiri tüm uygulamalar için tamamen tatmin edici olmamıştır ve hepsi ASTM Aktif Karbon Komitesi tarafından bozulma direncini belirleme testleri olarak sorgulanmıştır. Ancak, bilyeli tava yöntemi geçmişte yaygın olarak kullanılmış ve aktif karbon endüstrisinde kabaca sertlik olarak tanımlanan özelliği ölçmek için geniş bir geçmişe sahiptir. Bu bağlamda, test bir karbonun ölçülebilir bir özelliğini belirlemede faydalıdır. Testin gerçekte hizmet içi bozulmaya karşı direnci ölçmediği gerçeğini kabul ederek, aynı karbon sınıfına ait olduğu görülen partilerin karşılaştırılabilirliğini belirlemek için kullanılabilir.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

• Nominal parçacık boyutu: doğal, granüler ve düzensiz şekilli parçacık karbonları: Elek boyutları cinsinden ifade edilen, küçük ucu parçacık boyutu dağılımının yüzde 5’inden fazlasını, büyük ucu ise dağılımın yüzde 5’inden fazlasını hariç tutan parçacık boyutu aralığını ifade eder (ağırlık bazında).
• Nominal parçacık boyutu: peletlenmiş karbonlar: Elek boyutları cinsinden ifade edilen, küçük ucu parçacık boyutu dağılımının yüzde 10’undan fazlasını, büyük ucu ise dağılımın yüzde 5’inden fazlasını hariç tutan parçacık boyutu aralığını ifade eder (ağırlık bazında).
• Küçük uç nominal parçacık boyutu: Yukarıdaki kriterlere uygun olarak parçacık boyutu dağılımının küçük parçacık boyutu ucunda hariç tutulan kısmını tanımlayan parçacık boyutunu ifade eder.

Elenmiş ve tartılmış bir karbon numunesi, bir dizi paslanmaz çelik bilyeyle birlikte özel bir sertlik kabına yerleştirilir ve ardından 30 dakika boyunca birleşik döndürme ve vurma işlemine tabi tutulur. Bu sürenin sonunda, partikül boyutu bozulma miktarı, orijinal numunenin minimum nominal partikül boyutunu tanımlayan elek açıklıklarının yarısına en yakın olan bir elek üzerinde tutulan karbon miktarının ağırlıkça ölçülmesiyle belirlenir.

Granül aktif karbon numune alımına ilişkin rehberlik ASTM E300 standardında yer almaktadır.

Terazilerin kalibrasyonu standart laboratuvar yöntemleriyle yapılmalıdır. Elekler, ASTM E11 standardında açıklanan prosedüre uygun olarak makul aralıklarla kalibre edilmelidir.

Test süreci şu adımlardan oluşmaktadır:

• Numunenin nominal parçacık boyutu ASTM D2862 standardı test yöntemine göre ve nem içeriği ASTM D2867 standardı test yöntemine göre belirlenir.
• ASTM E300 standardına göre yaklaşık 125 mL karbon içeren ek bir temsili numune alınır.
• Bu numune ASTM D2862 standardı test yöntemi kullanılarak nominal parçacık boyutu dağılımına göre elenir. Daha büyük nominal parçacık boyutunun üzerindeki ve daha küçük nominal parçacık boyutunun altındaki fraksiyonlar atılır. Nominal gözenek boyutu aralığında en az 100 mL malzeme elde edilir.
• Gerekirse, elde edilen ek malzeme kullanılır.
• Elenen numunenin 100 mL’si ASTM D2854 standardı test yöntemine göre darası alınmış, dereceli bir silindire ölçülür ve en yakın 0,1 g’a kadar tartılır.
• Sertlik kabı standart alt alıcı kabına yerleştirilir. Elenmiş ve tartılmış numune sertlik kabına dökülür ve çelik bilyeler eklenir.
• Beş tam boy eleği ve elek kapağı sertlik kabının üzerine istiflenerek elek yığını tamamlanır. Bu durumda, ekstra elekler sadece çalkalayıcıyı dolduran bir yığın oluşturmaya yarar ve böylece vurma hareketinde değişiklik yapılması ve elek yığını tutucusunun yeniden ayarlanması önlenir.
• Elek yığını elek sallayıcıya yerleştirilir ve vurucu çekiç çalışırken 30-60,5 dakika çalkalanır.
• Çalkalama süresinin sonunda, elek yığını elek sallayıcıdan ve sertlik kabı elek yığınından çıkarılır. Sertlik test eleği alıcı kabın üzerine yerleştirilir.
• Çelik bilyeler sertlik kabından çıkarılır ve numuneyi sertlik test eleğine aktarın, yapışan parçacıkları eleğe fırçalayın. Beş tam boy eleği ve elek kapağı sertlik test eleğinin ve toplama kabının üzerine yerleştirilir ve elek sallayıcıya yerleştirilir. Çekiç çalışırken 10 dakika 6 saniye çalkalanır.

Kısaca ASTM D3802 standardı, granül aktif karbonun bilyalı tava sertliğini belirlemek için bir yöntem içerir. Bu yöntem, malzemenin mekanik strese maruz kaldığında aşınmaya (daha küçük parçacıklara ayrılma) karşı koyma kabiliyetini ölçer. Test, aktif karbonun filtrasyon sistemlerinde elleçleme, yükleme veya operasyonel kullanım sırasında maruz kaldığı fiziksel stresleri simüle eder. Sertlik yüzde olarak ifade edilir ve daha yüksek değerler bozulmaya karşı daha yüksek direnci gösterir. Bu standart, ASTM’nin aktif karbon test paketinin bir parçasıdır ve güçlü adsorban malzemeler gerektiren uygulamalar için tutarlı kalite sağlar.

ASTM D3802 standardı, kömür, Hindistan cevizi kabuğu veya odun gibi kaynaklardan elde edilen malzemeler dahil olmak üzere granül aktif karbon için geçerlidir ve şu amaçlarla kullanılır:

• Su arıtma: İçme suyu veya atık sudan organik bileşikler veya kokular gibi kirleticileri gidermek için.
• Hava ve gaz arıtma: Endüstriyel veya çevresel uygulamalarda kirleticileri veya uçucu organik bileşikleri (VOC) adsorbe etmek için.
• Kimyasal işleme: Aktif karbonun yapısal bütünlüğünün kritik olduğu kataliz veya arıtma işlemlerinde.
• Kalite kontrol: Aktif karbonun üretim ve son kullanım uygulamalarında dayanıklılık şartlarını karşıladığını doğrulamak için.

Bu standart, aktif karbonun etkinliğini azaltabilecek veya filtrasyon sistemlerini tıkayabilecek önemli partikül parçalanması olmadan mekanik streslere dayanabilmesini sağlamak isteyen üreticiler, tedarikçiler ve son kullanıcılar için geçerlidir.

ASTM D3802 standardı, şu nedenlerle kritik öneme sahiptir:

• Dayanıklılık güvencesi: Aktif karbonun nakliye, yükleme veya operasyonel kullanım sırasında mekanik gerilimlere dayanabilmesini sağlayarak aşırı toz oluşumunu veya malzeme kaybını önler.
• Performans güvenilirliği: Sertlik, karbonun filtrasyon sistemlerinde yapısını ve adsorpsiyon kapasitesini koruma yeteneğiyle ilişkilidir ve tutarlı performans sağlar.
• Kalite kontrol: Üreticilerin ve tedarikçilerin aktif karbonun müşteri spesifikasyonlarını karşıladığını doğrulamaları için standart bir yöntem sunarak ürün arızası riskini azaltır.
• Maliyet verimliliği: Dayanıklı aktif karbon, filtrasyon sistemlerinde sık sık değiştirme veya bakım ihtiyacını azaltarak işletme maliyetlerini düşürür.
• Yasal düzenlemelere uygunluk: Su arıtma, hava arıtma ve aktif karbonun düzenlendiği diğer uygulamalar için endüstri standartlarına uyumu destekler.

Sonuç olarak ASTM D3802 standardı, granül aktif karbonun bilyalı tava sertliğini değerlendirmek ve su arıtma, hava arıtma ve kimyasal işleme gibi uygulamalarda dayanıklılığını ve performansını garanti altına almak için hayati bir standarttır. Standartlaştırılmış ve tekrarlanabilir bir yöntem sunarak, üreticiler ve son kullanıcılar için kalite kontrol, mevzuata uygunluk ve maliyet verimliliğini destekler. Sektörler genelinde benimsenmesi, güvenilir ve yüksek kaliteli aktif karbon ürünleri sunmadaki önemini vurgular.

Uzun yıllardır hizmet veren ve dünyada bilim ve teknoloji alanında yaşanan gelişmeleri titizlikle takip eden kuruluşumuz, her sektörden işletmelere, yetişkin bir kadro ve geniş bir altyapı ile çok farklı alanlarda test, ölçüm ve analiz çalışmaları gerçekleştirmektedir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM D3802 Aktif karbonun küresel tava sertliği için standart test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.