Su Armatürlerinde Kurşunsuzluk Uygulamaları

19 Haziran 2020 Dergi: Mayıs-Haziran 2020

Yazan: Ahmet Coşan, Coşan Sanayi, Ticaret ve Danışmanlık

Bilindiği gibi su armatürleri ve su vanalarının üretiminde pirinç metali kullanılır. Pirinç, esas olarak bir bakır (Cu) ve çinko (Zn) alaşımıdır. Alaşım içerisindeki bakır miktarı, uygulanan üretim yöntemlerine bağlı olarak %55-64 oranlarında, çinko miktarı ise %35-42 oranlarındadır. Alaşım içerisinde ayrıca döküm, dövme ve talaşlı işlem kolaylığı açısından bir miktar kurşun (Pb) kullanılır ki bunun da miktarı %1 ila %8 arasında değişebilmektedir. Ancak yaygın uygulamada Pb oranı %1-3,5 arasında kullanılır. 

Pirinç alaşımının içerisindeki Pb elementinin varlığı son 15-20 yıl içerisinde çeşitli tartışmalara konu olmuş ve sürekli eleştirilere maruz kalmıştır. Evet, kurşunun sağlık üzerindeki etkilerinin olumsuz olduğu, insan vücuduna fazla miktarda kurşun alınmasının özellikle sinir sistemi üzerinde ve beyinde ciddi hasarlar oluşturduğu artık bilinmektedir. Bu açıdan Pb kullanımı sadece su armatürleri sektöründe değil, ama endüstrinin diğer pek çok sektöründe (boya, pil, vb) de ya yasaklandı ya da kısıtlandı. 

Kurşunun su armatürünün kullanımı üzerinde ne tür zararlı tesirler oluşturduğunu şimdi biraz daha yakından inceleyelim. Su armatürü üretiminde temel olarak Pb içeren iki ana kaynak mevcuttur: Bunlardan biri pirinç malzeme diğeri de nipel, gövde vb. kaynak veya lehim işleminde kullanılan çeşitli alaşım malzemeleri. 

Pirinç alaşımı, su armatürlerinin gövde, somun, nipel, boru, vb. muhtelif parçalarının üretiminde hammadde olarak kullanılır. Pirinç hammadde üç farklı üretim metodu ile şekillendirilir:

  • Döküm
  • Dövme (çoğunlukla sıcak dövme)
  • Talaşlı işlem 

Bunlar arasında döküm metodu Pb etkisinin ortaya çıkması bakımından en önemli işlemdir. Zira pirinç alaşımını oluşturan bakır, çinko ve kurşun arasında ergime noktası en düşük element kurşundur. Bu fiziki özelliğe bağlı olarak döküm esnasında erimiş metalin kalıba döküldüğü ve katılaşmaya bırakıldığı süreçte ilk olarak kurşun katılaşır. Kurşun diğer elementlerden daha erken katılaşabilmek için alaşım içerisinde yüzey çeperlerine doğru hareket eder ve oralarda katılaşır. Dolayısıyla dökülmüş bir pirinç parçanın iç ve dış yüzeylerinde Pb bakımından zengin heterojen bir yapı meydana gelmektedir. Kurşun bakımından zengin armatür iç yüzeylerine suyun temas etmesi sonucunda da bir miktar kurşun eriyerek su içerisine karışır. 

Armatürün çeşitli parçalarını oluşturan sıcak dövme ve talaşlı işlem gibi işlemlerde kurşun elementinin hareket etmesi gibi bir olay meydana gelmediği için bu metotlarla üretilen parçaların yüzeylerinde Pb bakımından zengin heterojen bir yapının meydana gelmesi söz konusu değildir.   

DSÖ diğer ağır metaller için olduğu gibi Pb için de içme sularında bulunmasına müsaade edilen üst sınır değeri belirlemiştir. Ancak ABD’de 1990’lı yıllarda ortaya çıkan bir gelişme bu konunun tüm dünyanın gündemine gelmesine ve standartlarda değişikler yapılmasına yol açmıştır. 

Sektörün en önemli, ilk kilometre taşlarından birinin 1997 senesinde ortaya çıktığını görmekteyiz. Zamanın California eyalet valisi Arnold Schwarzenegger'in girişimi ile California Prep 65 isimli yönetmelik hazırlanmış ve uygulamaya konulmuştur. Bu yönetmelik, armatürü oluşturan ve su ile temas eden gövde, somun, nipel, boru, vb. parçaların su ile teması sonucu eriyerek suya geçen Pb miktarına DSÖ’nün belirlediği üst sınır değerlerinin çok altında bir değer ile kısıtlama getirmekteydi. 

İçme suyu içerisinde bulunabilecek Pb miktarı için DSÖ’nün verdiği üst sınır değer 40 mg/l iken Prep 65 ile getirilen üst sınır değer 5 mg/l idi. Takip eden birkaç sene içerisinde bu yönetmelik ABD içerisinde 4 eyalet daha tarafından kabul edilerek uygulamaya konuldu. Sonrasında konu firmalar ve ulusal boyutlarda tartışılmaya ve armatürden suya geçen Pb miktarını azaltmaya yönelik çareler araştırılmaya başladı. Bu çalışmalar devam ederken 2006 yılında yine California'da hazırlanan AB1953 kanunu ile su içerisindeki erimiş Pb miktarına ilaveten üretimde kullanılan ve su ile temas eden pirinç alaşımları içerisindeki Pb miktarına da en fazla %0,25’lik bir sınır getirmiştir.  

ABD'de bu gelişmeler olurken AB ülkeleri de duruma kayıtsız kalmamış ve 2000’li yılların başında standart hazırlamakla sorumlu EN teknik komiteleri (TC) vasıtasıyla EAS (European Acceptance  Scheme) isimli standart taslağını hazırlamış ve 2001 yılında üye ülkelere göndererek tartışmaya açmıştır. Ancak AB ülkelerinde su armatürü ve vana üretim sektörünün İtalya, İspanya'da yoğunlaşmış olması,  bu ülkelerin de AB ve ABD dışı pazarlara yoğun ihracat yapıyor olmaları, oralarda benzer standartların mevcut olmaması, birbirlerinden hammadde ve talaş alışverişi yapmakta olmaları, vb. sebepler dolayısıyla %0,25 kurşunlu hammaddenin sürekliliğini sağlama konusunda endişeler ortaya çıkmış ve fikir birliğine varılamamıştır. 

AB konuyu tartışmaya devam ederken, çevreci STK’ların konuyu ABD senatosuna taşımaları ve senatoya kanun teklifi verilmesi sonucu S3874 sayılı kanun 2011 yılında ABD senatosunda kabul edilmiştir. Su ile temas eden pirinç alaşımlara %0,25 kurşun üst limiti getiren bu kanun başkan Barack Obama tarafından da aynı yıl içerisinde onaylanmış ve üç yıllık bir geçiş süresi sonunda 2014 yılında 51 eyalette yürürlüğe girmesi kararlaştırılmıştır. 

Ortaya çıkan bu yeni durum armatür sektörünü derinden etkilemiştir. %0,25 oranında Pb kullanımı, özellikle döküm ve talaşlı işlem operasyonlarında çok ciddi zorluklara sebep olmaktaydı. Hızla alternatif alaşım çözümleri araştırılmaya başladı. Elementer tabloda Pb’nin komşusu olan ve 270°C ergime sıcaklığına sahip olan bizmut (Bi),  pirinç alaşım içerisine katıldığında kurşun ilavesine benzer özellikler sağlıyor, dolayısıyla pirinç alaşımının özellikleri çok fazla değişmiyordu. Ancak kısa bir süre sonra dünya üzerindeki Bi kaynaklarının kısıtlı olduğu, üretilen Bi miktarının ihtiyaca cevap veremeyeceği görüldü. Bunun üzerine firmalar farklı alaşım araştırmalarına yöneldiler. 

Özellikle kurşunsuzluk uygulamalarının kanun haline geldiği ABD’de hammadde firmaları, Ecobrass, Ecocast, Federalloy vb. isimlerle çeşitli alaşımlar için tescil yaptırarak üretime geçtiler. Bunlardan ecobrass ve ecocast temel olarak aynı alaşıma sahip olup, çubuk (ecobrass) ve külçe (ecocast) formlarında ufak element farklılıkları mevcuttur. Ecobrass ve ecocast alaşımı Cu ve Si oranı yüksek bir alaşımdır. Normal pirinçte %60 ortalama bakır bulunurken ecocast ve ecobrass alaşımda Cu oranı %75’e kadar yükselmektedir. Alaşıma ayrıca işlenebilirlik özelliğini artırmak amacıyla ortalama %3 oranında Si ilavesi yapılmıştır. Pb oranı %0,2’nin altındadır. Federalloy alaşımı ise Bi içeren bir alaşımdır. Bakır (Cu) ve çinko (Zn)  oranları standart pirinç civarında olup ortalama %1-2 oranında Bi ihtiva etmektedir. Bunların dışında kullanımda olan bir diğer kurşunsuz alaşım ise daha çok AB ülkelerinde kullanılan ve EN normlarında CC773S olarak geçen alaşımdır. Bu alaşımda bakır ve çinko standart bakır değerlerine yakın olup Pb oranı %0,2’nin altındadır.  

2011 yılında AB ülkeleri EAS konusunda henüz fikir birliğine varamamışken İngiltere, Almanya, Fransa ve Hollanda sertifikasyon kuruluşları bir araya gelerek sağlıklı içme suyu konulu ortak bir hareket başlatmışlardır. 4MSI (4 Member States Initiative)  olarak adlandırılan bu girişim hareketine bilahare Portekiz de katılmıştır. Bu girişim, su armatürlerinde kullanılabilecek pirinç alaşımları ile ilgili de kararlar almış, kendi onayladıkları birkaç laboratuvarda test edip onay almayan hammadde alaşımını kullandırmayacaklarını açıklamışlardır. Bu hareket içerisinde giderek Alman Çevre Ajansı UBA (Umweltbundesamt) öne çıkmış ve halen fiiliyatta UBA’nın onayladığı hammadde listeleri AB ülkeleri içerisinde tercihan kullanılmaktadır. Öte yandan AB teknik mevzuatı çerçevesinde sağlıklı içme suyu temalı ve kurşunsuzluk konusunu da içeren bir AB direktifi hazırlanması ile ilgili çalışmalar devam etmektedir.



Söyleşi