Sıcak ve soğuk akışkanlar taşıyan yada yüksek oranda çevre ısı değişimlerine maruz kalan boru hatlarındaki, ısıya bağlı genleşme yada büzülmenin sebep olduğu boyutsal değişimi gideren esnek metal körüklü parçalara KOMPANSATÖR adı verilmektedir.
Kompansatörlerin kullanım amacı; boru hatlarının ısıl genleşme ve titreşim sorunlarını çözmektir. Kompansatörler esnek yapıları ile boruların ısıl genleşme ve titreşimlerini üzerlerine alarak boru hatlarını rahatlatırlar. Kompansatörün ondülasyon kısmının rijiditesi boru hattıyla kıyaslandığında çok az ve ihmal edilebilir mertebededir. Bu yüzden kompansatörler ‘sıfır yük’ elemanları diye adlandırılır. Boru hattının ısıl genleşmesinden doğacak gerilimler ondülasyonlar tarafından yutularak kompanse edilir.
Kompansatör körükleri müsaade edilen hareket miktarında çalışmaları halinde 1000 devir ömrüne sahiptir.
Kompansatör hizmet ömrüne etki eden faktörler şunlardır;
- Sıcaklık
- Hareket
- Ön ayarlama
- Stres devir frekansı
- İşletme basıncının değeri
- Basınç şoku ve artan basınç
- Isıl şok
- Montaj kalitesi
- Korozyon
Kompansatörlerin kullanım alanları çok geniştir. Boru tesisatları, ısıl basınçlı kaplar, taşıma ve nakletme endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır. Her çapta, her basınç ve sıcaklık değerinde, her cins maddeyi taşıyan borulardaki çeşitli hareketi emmek için kompansatörler üretilmektedir.
Flanşlı Bağlantı: Standart imalatta DIN 2501 standartlarında, 16 atü basınç kategorisinde flanşlar kullanılmaktadır. İsteğe bağlı olarak ANSI, BS standartlarında ve değişik basınç kademelerinde, gerekirse özel malzemeden de flanş imalatı mümkündür.
Flanşların genleşme parçalarına bağlantıları kullanıcının talebi ve çalışma şartlarına bağlı olarak;
- Döner flanşlı
- Sabit flanşlı
- Kaynak boyunlu flanşlı tarzda yapılmaktadır.
Kaynak Boyunlu Bağlantı: Kaynaklı imalatın sorun yaratmayacağı yerlerde ve boru hattının kaynaklı olduğu tesisatlarda yapılır. Dezavantajı mevcut kompansatörün sökülerek yerinden alınması esnasında ortaya çıkmaktadır.
Dişli Bağlantı: Çok katlı yüksek binaların kalorifer tesisatı kolon hatlarında boru büzülme ve genleşmelerini, ses izolasyonunu ve boru eğikliklerini almak için yaygın olarak kullanılan normal ve dekoratif tip kompansatörlerdir.
Yivli Bağlantı: Yivli boru bağlantıları kaynaklı imalatın yapılmasının mümkün olmadığı yerlerde kullanım kolaylığı sağlamaktadır. Parçalarının kolaylıkla takılıp çıkarılabiliyor olmasından tesisatta gerekli görülen noktalarda ve tesisatın depremden korunmasına yönelik uygulamalarda, kısmi olarak da müdahale edilebilmektedir.
Genleşme Parçalarının Diğer Aksesuarları
- Layner
- Koruyucu kaverler
- Limit çubuklar
Aşağıda belirtilen durumlarda Layner kullanılması zorunludur.
- Akışkanın sürtünme kayıpları azaltılmak isteniyorsa,
- Akışkan hızı çok yüksek olup körüklerin rezonansa yakın değerlerde titreşmesine neden oluyorsa,
- Katalizör ya da yüksek derecede asidik bir ortam varsa, erozyon tehlikesi söz konusuysa,
- Ters akım oluşuyorsa,
- Akışkan sıcaklığının çok yüksek olduğu durumlarda körüğün direkt sıcaklıklardan korunması ve fiziksel özelliklerinin korunması gerektiğinde,
Bu hareketler şu şekilde özetlenebilir;
- Eksenel hareketler
- Yanal hareketler
- Açısal hareketler
- Bunlara bağlı birleşik hareketler
- Sistem dinamiğinin oluşturduğu titreşimler
Doğru seçilmiş ve montajı doğru olan bir kompansatör aşağıdaki özelliklere sahiptir.
- Basınç ve vakuma dayanıklı
- Sıcaklığa dirençli
- Uzun süre hizmet veren
- Pas tutmayan
- Bakım gerektirmeyen
- Ekonomik
Kompansatörün ana elemanı esnek ondülasyon kısmıdır. Ondülasyon malzemesinin et kalınlığı, hatvesi, yüksekliği ve diğer yapısal özellikleri boru hattının işletme şartlarındaki basınç, sıcaklık, genleşme, titreşim ve akışkan özelliklerinin bir bütünü halinde dizayn edilirler. Ondülasyon malzemesi olarak çoğunlukla Cr-Ni östenitik paslanmaz çelik kullanılmaktadır. Bu malzemenin en büyük özelliği çalıştıkça akma noktasının yükselmesine sebep olan “cold working” özelliğidir.
İşletme basınçlarının çok yüksek olduğu ve belli esnekliğin alınması durumunda çok katlı ondülasyon uygulamasına gidilir. Stresler, çok katlı körüklerde, tek katlı körüklere göre daha azdır. Çünkü esnek kesit tüm stresi parçalara ayırır.
Kompansatörlerin Bağlantı Şekilleri;
- Flanşlı
- Kaynak boyunlu
- Dişli bağlantılar
- Yivli bağlantı layner tasarımı, kompansatör nominal çapına, akışkan hızına ve laynerin kendi uzunluğuna bağlı olarak üretici tarafından yapılır. Akışkan yönü dikeyse laynerler altında boşaltma delikleri bulunmalı ve bu şekilde laynerle boğumlar arasındaki olası birikim önlenmelidir. Koruyucu Kaverler: Kompansatör körüğünü mekanik darbelere karşı korur. Kompansatörün de yalıtımı gerekiyorsa koruyucu kaver etrafına izolasyon malzemesi kaplanmalıdır. Limit Çubuklar: Yanal kompansatörlerin kullanılması esnasında istenmeyen hareketleri önlemek için limit çubuklar kullanılabilir. Bu çubuklar kısmen yalıtım içinde kalırsa ya da hiç yalıtılmazsa ısıl streslere daha az maruz kalır. Boru içinde oluşan basınç kuvvetlerini karşılamak için tespit levhaları; boru güzergahını istenen şekilde tutabilmek için kılavuzlar kullanılır. Tespit levhalarının karşılaması gereken kuvvetler;
- Basınç kuvveti
- Boru sürtünmesi
- Merkezkaç kuvveti
- Yay sabitinden doğan kuvvet