Fiziğin temel kurallarından biri maddelerin sıcaklık değişiminden dolayı genleşmesi ve büzülmesidir. Kompansatörler boru sistemlerinde oluşan genleşme, büzülme ve titreşimleri emerek  sistemin esnek ve kesintisiz çalışmasını sağlarlar. Kompansatör körükleri müsaade edilen hareket miktarında çalışmaları halinde 5000 devir ömrüne sahiptir. Kompansatör hizmet ömrüne etki eden faktörler şunlardır;

1. Sıcaklık

2. Hareket

3. İşletme basıncının değeri

4. Ön ayarlama

5. Stres devir frekansı

6. Basınç şoku ve artan basınç

7. Isıl şok

8. Korozyon

9. Montaj kalitesi

 

Kompansatörlerin kullanım alanları çok geniştir. Isıl basınçlı kaplar, boru tesisatları, 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. Bu hareketler şu şekilde özetlenebilir.

1. Eksenel Hareketler

2. Yanal Hareketler

3. Açısal Hareketler

4. Bunlara Bağlı Birleşik Hareketler

5. Sistem Dinamiğinin Oluşturduğu Titreşimler

 

Seçimi doğru yapılmış ve montajı doğru olan bir kompansatör aşağıdaki özelliklere sahiptir.

• Basınç ve vakuma dayanıklı

• Sıcaklığa dirençli

• Pas tutmayan

• Bakım gerektirmeyen

• Uzun süre hizmet veren

• Hizmette güvenilir

• 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 18/8 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;

1. Flanşlı

2. Kaynak Boyunlu

3. Dişli Bağlantılar

Kompansatör çeşidine göre yivli bağlantı da rahatlıkla yapılabilir.

 

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.

 

Genleşme Parçalarının Diğer Aksesuarları

Layner: Aşağıda belirtilen durumlarda bu elemanın 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

• Viskozitesi yüksek olan akışkanlarda layner kullanılmamalıdır. Bu tip akışkanlar katılaşma nedeniyle kompansatörün erken yorulmasına neden olabilir.

 

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

 

Yukarıda sözü edilen kuvvetlere karşı kullanılan tespit levhalarının tipleri şunlardır:

1. Terminal Tespit Levhaları

2. Dirsek Tespit Levhaları

3. Ara Tespit Levhaları

4. Kayar Tespit Levhaları

 

Kılavuzlar;

Yeterli kılavuzlama yapılmadığı zaman kompansatörler burkulmaya maruz kalır. EJMA (Expansion Joint Manufacturers Association) tesisat şartlarında ilk kılavuz için kompansatörden en çok 4 çap mesafe sonrası ve bundan sonraki kılavuz için 14 çap sonrası, bundan sonra kullanılacak olan kılavuzların işletme basıncı ve çapa bağlı olarak diyagramdan mesafe olarak seçilmesi gereklidir.

 

Kompansatör Çeşitleri;

Eksenel Tip Kompansatörler: Borudaki ısıl genleşmeler, ondülasyon boyunun uzayıp kısalmasıyla ısıl genleşme gerilimleri meydana getirmeden kompanse edilir. Ondülasyonun herhangi bir açısal harekete maruz kalmaması, bu tip kompansatörlerin homojen ve rahat bir şekilde çalışmasını sağlar. Eksenel çalışma şeklinden dolayı bu kompansatörlere layner uygulaması rahatlıkla tatbik edilebilir.

 

Ön Germe (Pre-Setting): Ön gergi miktarları çevre şartları göz önüne alınarak hesaplanır. Boru çevre sıcaklığı montaj sıcaklığının altına inerse borunun boyu büzülme sonucu kısalacaktır. Boru çevre sıcaklığı montaj sıcaklığının üstüne çıktığı zaman genleşme nedeniyle boru boyu uzayacaktır. İlk durumda boru büzülürken kompansatör genleşecek, ikinci durumda boru genleşirken kompansatör sıkışacaktır. Boru sisteminin kesintisiz çalışabilmesi için kompansatör tüm genleşmeyi emmek zorundadır. Bunu sağlamak öngergiyi doğru uygulayarak mümkün olur.

 

Dıştan Basınçlı Kompansatörler: Çok uzun boru hatlarında büyük genleşmeleri almak için çok sayıda boğumu olan kompansatörlere gerek vardır. Ancak boğum sayısı arttıkça körüğün burulma olasılığı artar. Layner kullanılarak bu olasılık azaltılırsa da, uzun laynerler kompansatör hareketini engelleyebilir. Bu nedenle burulmayı tamamen ortadan kaldıran, aynı zamanda kompansatör hareketini mümkün kılan bir tasarım olan dıştan basınçlı kompansatörler uygulanmalıdır. Dıştan basınçlı kompansatörlerde; akışkanın yönü değiştirilerek basıncın körük dışından uygulanması sağlanır. Bu şekilde burulmaya mukavim bir kompansatör elde edilir. Dıştan basınçlı kompansatör de ön gergiye gerek yoktur.

 

Yanal Kompansatörler: Bir düzlemde iki boyutta meydana gelebilecek uzama, ikinci boyutta yerleştirilecek bir yanal kompansatör ile giderilir. Yanal kompansatörün önemli bir özelliği yanal hareketin yanı sıra eksenel hareketi de emebilmesidir. Yanal kompansatörlerin kullanılması sırasında istenilmeyen hareketleri önlemek için limit çubukları kullanılabilir. Bu çubuklar kısmen yalıtım içinde kalırsa,yada hiç yalıtılmazsa ısıl streslere daha az maruz kalır.

 

Açısal Kompansatörler: Üç boyutlu hareketlerin emilmesi için kullanılan kompansatör tipidir. Özellikle yanal hareketlerin çok büyük olduğu durumlarda açısal kompansatörler kesin çözüm sağlarlar. Kompansatörlerin montaj safhasında ve işletmede kullanımı sırasında dikkat edilecek hususlar şunlardır;

 

1. Kompansatör körüğünün mekanik zedelenmelere karşı korunması (çarpma,vurma gibi)

2. Kompansatörün montajı sırasında ve işletme esnasında uygun olmayan basınçların ve burulmanın önlenmesi

3. Kaynak sırasında ark sıçramalarına karşın kompansatör körüğünün kloritsiz asbest ile örtülmesi

4. Flanşlı bağlantı yapılacaksa contaların tam ortalanması, deliklerin hizalanması, cıvataların çaprazlama sıkıştırılması,

5. Sistem test basıncının,tespit levhaları ve kılavuzların bağlanmasından önce uygulanmaması (kılavuzlamadan önce uygulandığı takdirde kompansatör plastik deformasyona uğrayarak hasar görür)

6. Bağlantıdan önce ve sonra körük boğumlarının içinin akışkan dışı yabancı maddelerden arınması

7. İşletme sırasında, yanlış bağlantı veya su çarpması v.b nedenlerle oluşabilecek aşırı şokların önlenmesi

8. Paslanmaz çelikten üretilmesine rağmen kompansatör içine girebilecek korozif maddelerin olanaklar elverdiğince önlenmesi.