Eksenel, Lateral ve Anguler Kompansatör Hareket Tipleri

Kompansatör hareket tipleri, bir körüklü genleşme bağlantısının hangi yönlerde deformasyonu emebileceğini ve bu deformasyonu boru hattına ne şekilde aktaracağını tanımlar. Eksenel (axial), yanal (lateral) ve açısal (angular) olmak üzere üç temel hareket bileşeni vardır; gerçek bir hatta bunlar çoğu zaman birlikte ortaya çıkar ve körüğün ömrü, doğru hareket bileşeninin doğru kısıtlama (restraint) düzeneğiyle eşleştirilmesine bağlıdır. Bu yazıda hareket tiplerinin mekaniğini, hangi hat geometrisinde hangisinin baskın olduğunu ve tie-rod, hinge ve gimbal düzeneklerinin hareket bütçesiyle ilişkisini mühendislik açısından ele alıyoruz.

Üç temel kompansatör hareket tipi

Bir körüğün kabul edebileceği toplam yer değiştirme, üç bağımsız bileşenin vektörel toplamı olarak düşünülür. Bu bileşenler körüğün dalga geometrisi, dalga sayısı ve cidar kalınlığıyla doğrudan ilişkilidir; üreticinin katalog değerleri her bileşen için ayrı verilir ve birleşik yükleme altında bu değerler birbirini tüketir.

Eksenel hareket (axial)

Eksenel hareket, körüğün kendi ekseni boyunca uzaması veya kısalmasıdır. Sıcaklık değişimine bağlı boy uzaması düz boru kollarında doğrudan eksenel harekete dönüşür. Eksenel sıkışma (+) ve eksenel açılma (−) körük cidarındaki meridyenel gerilmeyi simetrik olarak yükler; bu nedenle dalga başına izin verilen eksenel hareket en kritik tasarım parametresidir.

Yanal ve açısal hareket

Yanal hareket, körüğün iki ucunun eksenleri paralel kalacak şekilde birbirine göre ötelenmesidir ve körük dalgalarına eğme (bending) yükü bindirir. Açısal hareket ise körüğün bir uzun ekseninin diğerine göre belirli bir açıyla dönmesidir. Yanal hareket genellikle dalga boyunca eşit dağılmaz; bu yüzden çok dalgalı körüklerde belirli bir yanal yer değiştirme, kısa körüklerden çok daha düşük dalga gerilmesi üretir.

Hangi hat geometrisinde hangi kompansatör hareket tipi baskın

Hareket tipini hattın geometrisi belirler. Düz, tek doğrultulu bir boru kolunda ısıl genleşme neredeyse tamamen eksenel harekettir. İki kolun bir dirsekle birleştiği L biçimli düzenlerde, bir kolun genleşmesi diğer kola yanal yer değiştirme olarak biner. Z veya U biçimli üç kollu sistemlerde ise hem yanal hem açısal bileşenler aynı anda devreye girer.

• Düz tek kol: baskın bileşen eksenel; sabit nokta ve eksenel kılavuz şarttır.
• L geometrisi: bir koldaki genleşme komşu kolda yanal hareket üretir; tek körük yanal tip seçilir.
• Z/U geometrisi: yanal + açısal birleşik hareket; hinge çiftleri ya da gimbal düzeneği gerekir.
• Pompa/kompresör çıkışı: titreşim ve küçük genlikli eksenel hareket; OSB tesislerinde gürültü ve yorulma birlikte değerlendirilir.

Gaziantep Şehitkamil OSB'deki proses ve buhar hatlarında çoğu arıza, geometri yanal hareket gerektirirken hattın eksenel kompansatörle çözülmeye çalışılmasından kaynaklanır; bu durumda körük basınç itkisini de taşımak zorunda kalır ve erken yorulur.

Tie-rod, hinge ve gimbal düzenekleri

Kısıtlama düzenekleri, körüğün hangi hareketi yapacağını fiziksel olarak belirler ve aynı zamanda basınç itkisini (pressure thrust) karşılayıp karşılamayacağını tayin eder. Düzenek seçimi, hareket tipi seçiminden ayrılamaz.

• Tie-rod (bağlama çubuğu): körüğü eksenel olarak kilitler, basınç itkisini çubuklar taşır; körük yalnızca yanal harekete zorlanır.
• Hinge (menteşe): tek bir düzlemde açısal harekete izin verir, diğer tüm yönleri ve basınç itkisini menteşe pimleri taşır.
• Gimbal (kardan): iki dik düzlemde açısal hareketi birlikte alır; üç boyutlu hat sapmalarında hinge çiftine alternatiftir.

Tie-rod'lu yanal kompansatörler genellikle çiftler hâlinde değil, geometriye göre tekli veya seri kullanılır; basınç itkisini çubuklar üstlendiği için ana sabit nokta (anchor) yükü ciddi biçimde azalır. Hinge ve gimbal düzeneklerinde ise iki veya daha fazla kompansatör birlikte çalışarak büyük yanal yer değiştirmeyi açısal harekete dönüştürür.

Mesnetleme ve hareket bütçesi hesabı

Hareket bütçesi, hattın çalışma sıcaklık aralığında üreteceği toplam yer değiştirmenin hesaplanıp bunun körüğün izin verilen değerleriyle karşılaştırılmasıdır. Eksenel genleşme ΔL = α · L · ΔT bağıntısıyla bulunur; burada α malzemenin ısıl genleşme katsayısı, L sabit noktalar arası kol uzunluğu, ΔT montaj ile çalışma sıcaklığı farkıdır.

1. Hattı sabit noktalar (anchor) arasındaki kollara böl ve her kol için ΔL = α · L · ΔT ile genleşmeyi hesapla.
2. Geometriden her körük konumundaki eksenel, yanal ve açısal bileşenleri ayrıştır.
3. Birleşik yüklemeyi katalogdaki izin verilen değerlerle oranla; bileşenlerin oransal toplamı 1'i aşmamalı.
4. Montaj öncesi soğuk çekme (cold pull / pre-set) uygulanacaksa hareketi simetrikleştirmek için körüğü kurulumda ters yönde gergile.
5. Sabit nokta ve kılavuz (guide) konumlarını belirle; ilk kılavuz körüğe yakın, ardından artan aralıklarla yerleştirilir.
6. Sabit noktanın taşıyacağı kuvveti (basınç itkisi + körük rijitliği + sürtünme) hesaplayıp mesnet ve çelik konstrüksiyonu buna göre boyutlandır.

Kılavuzlama, özellikle eksenel kompansatörlerde belirleyicidir; yetersiz kılavuzlanan bir boru kolu eksenel hareket yerine burkulabilir (kolon stabilitesi kaybı) ve körüğü öngörülmeyen yanal yüke sokar. Bu nedenle eksenel sistemlerde ilk ve ikinci kılavuzun körüğe olan mesafesi üretici sınır değerlerine göre kontrol edilir; aksi hâlde hesaplanan hareket bütçesi sahada anlamını yitirir.

İlgili sayfalar: kompansatör çeşitleri ve kompansatör ve hortum. Tüm ürünler için ürün kataloğumuza göz atabilirsiniz.

Doğru ürün seçimi için Flow Teknik’e danışın

Flow Teknik, ilgili markaların yetkili tedarikçisi olarak uygulamanıza uygun ürün seçimi, ölçülendirme ve teknik destek sağlar. Gaziantep ve çevre illerdeki projeleriniz için Teklif Al butonundan ulaşabilir, telefon veya WhatsApp üzerinden hızlıca iletişime geçebilirsiniz.