Derin Okuma — Dock Boyama

Kuru havuzun kapısı kapandığında

Kuru havuzun kapısı kapanır, pompalar çalışır ve dev bir gemi suyun üstünde asılı kalır gibi olur. Altı saat sonra karina dediğimiz gövde altı ortaya çıkar. Üzerinde kabuk bağlamış midyeler, yosun şeritleri, yer yer dökülmüş boya ve pas lekeleri vardır. Tersane müdürü elinde bir boya şeması, bir de kumlama raporuyla gelir. Karar birkaç gün içinde verilecek ve o karar geminin önümüzdeki beş yılını belirleyecek.

Boyacı ekibi gelmeden önce yüzeyin hazırlanması gerekir. Hazırlık, boyamanın kendisinden daha uzun sürer ve bütçenin yarısını yer. Peki neden bir gemi, sadece "boyanmak" için haftalarca kuru havuzda kalır?

Yüzey hazırlığı işin yarısıdır

Karina çeliği deniz suyunda sürekli elektrokimyasal saldırı altındadır. Boyanın işi bu saldırıyı kesmek, ama boya ancak çeliğe tam temas ederse çalışır. Arada bir mikronluk tuz kalıntısı, nem ya da pas varsa boya kabarır ve dökülür. O yüzden ilk adım kumlama ya da ultra yüksek basınçlı su jetidir.

Kumlama, çelik yüzeyden pası ve eski boyayı mekanik olarak söker. Yüzey temizliği standart bir ölçekle sınıflandırılır. En yaygın hedef, "yakın beyaz metal" denen seviyedir. Seviyede yüzeyde sadece gölge, leke ve hafif renk değişimi kalır. Kumlama sonrası yüzey pürüzlülüğü kabaca 40-75 mikron aralığında tutulur. Pürüzlülük, boyanın çeliğe mekanik olarak tutunmasını sağlar.

Kumlama bittikten sonra kritik bir saat başlar. Tuz testi yapılır, yüzeydeki klorür miktarı ölçülür. Kabul edilebilir sınır genelde metrekare başına 2-5 miligram aralığındadır. Ölçüm geçmezse yıkama tekrarlanır. Ardından boya penceresi açılır. Nem ve sıcaklık izlenir, çiy noktası hesaplanır.

Çelik yüzey sıcaklığı çiy noktasının en az 3 derece üstünde olmalıdır. Aksi halde yüzeyde görünmez bir nem filmi oluşur ve boya tutmaz. Kural tek başına bir günlük gecikmeye yol açabilir. Sabah çiy noktası yüksekse ekip öğleden sonrayı bekler. Boyacıların yarısı bu yüzden gece vardiyasında çalışır. Serin ve kuru saatler, boya penceresinin en geniş olduğu zamanlardır.

Yüzey hazırlığının bir de görünmeyen tarafı vardır. Kaynak dikişleri ve keskin kenarlar boyayı iter. O yüzden dikişler taşlanır, kenarlar yuvarlatılır. Boya kalınlığı kenarda incelirse pas oradan başlar. Tersaneler bu yüzden kenar başına ek şerit boya atar. İşçilik kalemi bu yüzden hiç küçülmez.

Kumlamanın kendi sınır koşulları da vardır. Basınçlı hava ile püskürtülen aşındırıcı, çelik yüzeyden bir miktar malzeme de alır. Aşırı kumlama sac kalınlığını inceltir ve yorulma çatlaklarını hızlandırır.

O yüzden bazı tersaneler kumlama yerine ultra yüksek basınçlı su kullanır. 000 bar basınçta çalışır, pası söker ama çeliğe profil açmaz. Profil açılmadığında boya tutunması zayıflar.

O yüzden su jeti sonrası yüzeye ayrıca bir "profil" adımı eklenir. Kumlama ucuz ve hızlıdır, ama tekrar tekrar uygulanırsa sacı yer.

Katmanlar ve kuruma penceresi

Modern bir karina boyası tek kat değildir. Tipik bir sistem üç katmandan oluşur. En altta antipas ya da epoksi astar vardır. Ortada bağlayıcı ya da bariyer katmanı bulunur. En üstte ise zehirli boya dediğimiz antifouling yer alır. Her katmanın kendi kuruma süresi ve kendi uygulama penceresi vardır.

Epoksi astar iki bileşenli bir üründür. Karıştırıldıktan sonra kullanım ömrü sınırlıdır. Sıcaklığa bağlı olarak bu süre kabaca 4-8 saat arasında değişir. Karışım bu süre içinde bitmezse donar ve atılır. Astarın tam kürlenmesi ise 24-48 saat sürer. Süre dolmadan üst katman atılırsa çözücü hapsolur ve kabarcık oluşur.

Katmanlar arası pencere iki uçlu bir tuzaktır. Çok erken atılan katman çözücüyü hapseder. Çok geç atılan katman ise tutunamaz. Epoksi yüzey tam kürlendikten sonra pürüzsüzleşir ve üst katman kayar.

O yüzden üretici bir "yeniden boyama aralığı" verir. Aralık sıcaklıkla daralır, soğukta genişler. 10 derecede pencere 48 saati bulurken 30 derecede 12 saate iner.

Pencerenin altında bir de bağıl nem sınırı vardır. Epoksi astarların çoğu yüzde 85 bağıl nemin üstünde uygulanmaz. Nem yüksekse astar yüzeyde sürünür, kürlenmez ve yapışkan kalır. Aynı şekilde çelik yüzey sıcaklığı 5 derecenin altına düşerse kür reaksiyonu neredeyse durur. Kış aylarında tersane gece sıcaklığını takip eder ve boyamayı gün ortasına kaydırır. Pencerenin kayması, kuru havuz süresini doğrudan uzatır.

Antifouling katmanı işin en tartışmalı kısmıdır. Boya, yüzeyden yavaşça çözünerek biyosit salar. Salım hızı boyanın formülüne ve su sıcaklığına bağlıdır. Sıcak sularda salım hızlanır, boya daha çabuk tükenir. O yüzden aynı boya, Akdeniz'de iki yıl dayanırken Kuzey Denizi'nde dört yıl dayanabilir. Uygulama kalınlığı kuru film olarak ölçülür ve genelde 90-150 mikron bandında tutulur.

Kuru film kalınlığı ölçülmezse iki hata birden doğar. İnce kalan bölge erken tükenir ve kirlenme oradan başlar. Kalın kalan bölge ise içten çatlar ve dökülür.

O yüzden boyacı her beş metrede bir ölçüm alır. Ölçümler kayda geçer ve teslimatta armatöre verilir. Boya üreticisi garanti için bu kayıtları şart koşar. Ölçüm sayısı azsa garanti tartışmalı hale gelir ve hasar armatörde kalır.

Antifouling kürlenmesi de kendi başına bir kural taşır. Denize indirme ile boya arasında geçen süre kritiktir. Boya tam kürlenmeden suya inerse biyosit hızla yıkanır ve etkisini yitirir. Çok uzun süre havada kalırsa yüzeyde kabuk bağlar ve salım düşer. Üretici genelde 7-30 gün arası bir indirme penceresi verir. Pencere kaçarsa boya yenilenir ve kuru havuz süresi uzar.

Antifouling neden hala bakır kokuyor

Antifouling boyaların çoğu bakır oksit ya da bakır tiyosiyanat içerir. Bakır, deniz canlılarının yüzeye tutunmasını engeller. Ancak bakır aynı zamanda ağır metaldir ve liman sularında birikir. O yüzden birçok ülkede bakır salım hızı sınırlandırılmıştır. Kalay bazlı boyalar ise 2000'lerin başında küresel olarak yasaklanmıştır.

Yasak sonrası sektör iki yola ayrıldı. Bir kısım düşük yüzey enerjili silikon bazlı boyalara geçti. Boyalar biyosit salmaz, yüzeyi kaygan tutar ve canlılar tutunamaz. Ancak silikon boyalar pahalıdır ve uygulaması hassastır. Diğer yol, bakır içeriğini düşürüp biyosit katkılarla desteklemektir. Her iki yaklaşımın da kendine göre maliyet ve performans dengesi vardır.

Silikon boyaların bir de operasyonel bedeli vardır. Yüzey çok kaygan olduğu için limanda elle temizlik yapılamaz. Kirlenme başlarsa dalgıç müdahalesi gerekir ve bu pahalıdır. Ayrıca silikon boya üstüne normal boya atılamaz. Sistem değiştirilecekse tüm yüzey tekrar kumlanır. O yüzden bir kez silikona geçen armatör geri dönmekte zorlanır.

Bakır içeren boyalarda ise farklı bir sınır vardır. Bakır salımı su sıcaklığına ve akış hızına bağlıdır. Yavaş seyreden gemide bakır yüzeyde birikir ve etkisini yitirir. Hızlı seyreden gemide ise salım artar ve boya erken tükenir. O yüzden üretici, gemi tipine göre farklı formülasyon önerir. Konteyner gemisi ile römorkör aynı boyayı kullanmaz.

Bakır içeriği yasal olarak da sınırlıdır. Birçok ülkede bakır oksit oranı ağırlıkça yüzde 40 civarında tavan yapar. Üretici bu tavana yaklaşmak için bakırı çinko ve organik biyositlerle seyreltir.

Ancak bu katkılar bakırın yerini tam tutmaz. O yüzden düşük bakırlı boyalar sıcak sularda daha hızlı kirlenir. Da armatörü boya seçiminde rota bazlı karar vermeye iter. Soğuk suda çalışan bir gemi, sıcak suda aynı boyayla beklenen ömrü görmez.

Boyanın performansı sadece kimyaya bağlı değildir. Gemi seyir hızı, su sıcaklığı, liman kalma süresi ve gövde geometrisi de etkilidir. Yavaş seyreden ve uzun süre limanda bekleyen gemilerde kirlenme daha hızlı olur. O yüzden bazı armatörler rotaya göre farklı boya seçer. Aynı filo içinde bile tek tip boya kullanılmaz.

Kirlenmenin yakıt faturası

Karina kirlenmesi doğrudan yakıt tüketimine yansır. Yüzey pürüzlülüğü arttıkça sürtünme direnci yükselir. Kabaca bir kural vardır. Orta düzey kirlenme yakıt tüketimini yüzde 10-20 artırabilir. Ağır kirlenmede bu oran yüzde 30'u aşabilir. Bir geminin yıllık yakıt faturası milyonlarca dolar olduğunda bu oran devasa bir sayıya dönüşür.

Kirlenmenin hızı da sabit değildir. İlk haftalarda yüzeye ince bir biyofilm oturur. Film sürtünmeyi bir miktar artırır ama henüz görünmez. Ardından yosun ve midye larvaları tutunur. Aşamada direnç hızla yükselir. Son aşamada kabuklu canlılar yerleşir ve yüzey tamamen pürüzlenir. Her aşama bir öncekinden daha pahalıdır.

Sürtünme direncinin bir de gövde geometrisiyle ilişkisi vardır. Direnç yüzey alanıyla değil, hızın karesiyle büyür. Gemi hızını iki katına çıkarırsa sürtünme direnci yaklaşık dört katına çıkar. O yüzden kirlenmenin etkisi yüksek hızda daha çarpıcı olur. Yavaş seyreden bir gemide kirlenme yakıtı yüzde 10 artırırken, hızlı bir gemide bu oran iki katına çıkabilir. Aynı kirlenme, farklı gemide farklı fatura demektir.

O yüzden bazı armatörler ara temizlik yaptırır. Dalgıçlar su altında karınayı fırçalar. Maliyet kuru havuzun çok altındadır. Ancak temizlik boyayı da aşındırır ve ömrünü kısaltır. Karar, temizlik maliyeti ile yakıt tasarrufu arasında bir denge noktasıdır. Denge her gemi ve rota için yeniden hesaplanır.

Ara temizliğin bir de zamanlaması vardır. Biyofilm aşamasında temizlik en kolay ve en ucuzdur. Kabuklu canlılar yerleştikten sonra fırça yetersiz kalır ve boya zarar görür. O yüzden bazı armatörler kirlenme seviyesini düzenli izler. Ölçüm, gövdeye yerleştirilen test panellerinden alınır ve yakıt tüketimiyle karşılaştırılır. Panel verisi, temizlik kararının en somut dayanağıdır.

Piyasa Hafızası

2001 yılında Uluslararası Denizcilik Örgütü, organotin bazlı antifouling boyaların kullanımını yasaklayan bir sözleşme kabul etti. Boyaların ana bileşeni tribütil kalaydı ve deniz canlılarında cinsiyet bozulmasına yol açtığı kanıtlanmıştı. Yasak 2003'te yürürlüğe girdi, 2008'de ise mevcut boyalı yüzeylerin de temizlenmesi zorunlu hale geldi. Sektör birkaç yıl içinde tamamen yeni formülasyonlara geçmek zorunda kaldı. O dönemde birçok tersane stoklarını imha etti ve armatörler erken kuru havuzlamaya gitti. Ders netti. Bir boya formülü, küresel bir düzenlemeyle bir gecede değersizleşebilir.

Küçük Bir Hesap

Temsili bir kuru havuz boyama işinin ekonomisi aşağıdaki gibidir. Sayılar temsili, mantık gerçek.

Tabloda en dikkat çeken kalem kuru havuz kirasıdır. On iki günlük süre 108.000 dolar tutar ve bu doğrudan zamana bağlıdır. Süre bir gün uzarsa maliyet 9.000 dolar artar. Boya malzemesi toplamı ise yaklaşık 312.000 dolardır. Yani işin yarısından fazlası malzemeye gider.

Duyarlılık tarafı şudur. Kumlama yerine sadece yıkama yapılırsa malzeme maliyeti düşer ama boya ömrü kısalır. Boya iki yıl erken yenilenirse gemi bir kez daha kuru havaza girer. İkinci kuru havuz, ilk tasarrufun kat kat üstünde bir maliyet doğurur. O yüzden yüzey hazırlığından kısmak, kağıt üstünde ucuz görünen ama gerçekte en pahalı karardır.

Kapanışta üç katman

Birincisi, dock boyama bir boya işi değil, bir yüzey hazırlığı işidir. Bütçenin ve sürenin yarısı çeliği boyaya hazırlamaya gider. İkincisi, her katmanın kendi kuruma penceresi vardır ve bu pencereler sıcaklıkla değişir. Yanlış zamanda atılan katman, tüm sistemi çöpe çevirir. Üçüncüsü, antifouling kimyası düzenlemeye açık bir alandır. Bir yasak, filonun tamamını yeniden boyamaya zorlayabilir.

Kuru havuzun kapısı açıldığında gemi suya iner. Karinadaki o birkaç yüz mikronluk film, önümüzdeki beş yılın yakıt faturasını ve hızını belirleyecek. Boya görünmez, ama hesabı her seferinde ortaya çıkar.