Kompansatör Nedir? Kauçuk ve Metal Kompansatör Nerelerde Kullanılır?

Kompansatör, iki boru ucu arasına yerleştirilen ve eksenel, yanal ya da açısal hareketi esneyerek karşılayan bir tesisat elemanıdır. Görevi, boruda oluşan ısıl genleşmeyi, pompa ve kompresör kaynaklı titreşimi ve montaj kaçıklığını üzerine alıp komşu ekipmana ve boru bağlantılarına yük binmesini önlemektir. İngilizce karşılığı expansion joint, yani genleşme derzidir; Türkçede genleşme kompansatörü, titreşim yutucu ya da esnek bağlantı da denir.

Bir su hattı ısındığında boru boyu uzar, soğuduğunda kısalır. Bu hareket serbest bırakılmazsa boru içinde on tonlarca mertebesinde eksenel kuvvet birikir ve bu kuvvet en zayıf noktayı deforme eder. Kompansatörün körüğü bu uzamayı milimetre milimetre yutar; boru gerilmez, flanş çekilmez, kaynak dikişi yorulmaz. Aynı eleman, pompanın döner aksamından gelen yüksek frekanslı titreşimi de sönümler ve bu titreşimin boru boyunca yayılıp yapıya geçmesini keser.

Kompansatör pasif bir elemandır; motoru, valfi ya da elektronik parçası yoktur. Tek işi kontrollü biçimde esnemektir. Bu yüzden doğru seçildiğinde neredeyse bakımsız çalışır, yanlış seçildiğinde ise sessizce yorulup aniden boşalır. Kısacası kompansatör ne işe yarar sorusunun cevabı üç başlıkta toplanır: ısıl genleşmeyi yutar, titreşim ve sesi keser, montaj kaçıklığını affeder. Kompansatörün bulunduğu tesisat grubu ve komşu armatürler için ürün grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Tesisat)

Kauçuk kompansatör, elastomer bir körükten oluşan ve öncelikle titreşim ile sesi kesmek için kullanılan esnek bir bağlantıdır. Körük gövdesi genellikle EPDM, NBR ya da neopren kauçuktan üretilir; içine gömülü tekstil veya çelik kord katları basınç dayanımını sağlar. Tipik çalışma sınırı 10-16 bar basınç ve 90-110 °C sıcaklıktır; kısa süreli tepe sıcaklığı seriye göre değişir.

Kauçuk körüğün en güçlü yanı titreşim sönümlemesidir. Pompanın döner aksamından çıkan yüksek frekanslı titreşimi, sert bir metal boru neredeyse hiç kayıpsız iletir; buna karşılık kauçuk körük bu enerjiyi ısıya çevirerek yutar. Bu yüzden kauçuk kompansatörün klasik yeri pompanın emiş ve basma flanşıdır. Pompa girişine takılan bir kauçuk kompansatör, hem titreşimin boruya geçmesini keser hem de pompa flanşına binen montaj gerilmesini alır. Sirkülasyon ve basınçlandırma hatlarında ses şikâyetinin çözümünde bu eleman doğrudan rol oynar. (Detay: Sirkülasyon Pompası Ses Yapıyor: Nedenleri ve Çözüm Yöntemleri)

Kauçuk kompansatör hareket tarafında da esnektir ama sınırlıdır. Tek körüklü bir kauçuk kompansatör tipik olarak eksenel yönde 8-25 mm sıkışma, 4-12 mm çekme ve birkaç derece açısal sapma karşılar; küresel körüklü tipler daha yüksek yanal hareket sunar. Kimyasal dayanım kauçuğun cinsine bağlıdır: EPDM sıcak su ve ısıtma devresine uygundur, NBR yağ ve akaryakıt içeren akışkanlara, neopren ise genel amaçlıdır. Malzeme, taşınan akışkana göre seçilmezse körük kısa sürede şişer ya da çatlar.

Kauçuk kompansatörün sınırı sıcaklıktır. 110 °C üzerindeki kızgın su ve buhar hatlarında elastomer körük yumuşar, sürünür ve basınç altında balonlaşır. Bu yüzden kalorifer kazanı çıkışı, buhar kollektörü ve kızgın yağ hatlarında kauçuk kompansatör kullanılmaz; oralarda metal körük gerekir. Kauçuk kompansatörlerin gam ve bağlantı seçenekleri için kardeş sitemizin ürün sayfasına bakabilirsiniz. (Detay: kompansatörler)

Metal kompansatör, paslanmaz çelik ince cidarlı bir körükten oluşan ve öncelikle ısıl genleşmeyi karşılamak için kullanılan esnek bir elemandır. Körük genellikle AISI 304 ya da AISI 321 paslanmaz çelikten, çok katlı ve dalga profilli olarak üretilir. Bu yapı, metalin yüksek sıcaklık ve basınç dayanımını korurken körüğün eksenel yönde defalarca esneyebilmesini sağlar. Çalışma sınırı seriye göre 300-550 °C sıcaklık ve 10-40 bar basınç aralığına çıkar.

Metal körüğün asıl işi uzun boru hatlarındaki ısıl uzamayı yutmaktır. Buhar, kızgın su, kızgın yağ ve egzoz hatları hem yüksek sıcaklıkta çalışır hem de uzun düz kolonlar içerir; bu kolonlar ısındığında santimetreler mertebesinde uzar. Eksenel tip metal kompansatör, iki sabit nokta arasına yerleştirilir ve arada biriken tüm uzamayı sıkışarak karşılar. Böylece kolon boyunca sabit desteklere ve dönüş dirseklerine binecek olan yük tek bir esnek elemanda toplanır.

Metal kompansatörün ikinci görevi yüksek sıcaklıkta titreşim ve gürültü kesmektir. Kauçuğun dayanamadığı sıcaklıklarda, örneğin jeneratör egzozunda ya da buhar pompası çıkışında, metal körük hem ısıl hareketi hem de dinamik titreşimi karşılar. Ancak metal körüğün titreşim sönümleme kabiliyeti kauçuğa göre düşüktür; bu yüzden düşük sıcaklıklı pompa titreşiminde hâlâ kauçuk tercih edilir, metal ise sıcaklık kauçuğu dışladığında devreye girer.

Metal kompansatör tipleri karşılanan harekete göre ayrılır. Eksenel tip yalnızca boru ekseni boyunca sıkışma-uzama alır ve sabit nokta ister. Lateral tip, iki körük ve ara boru ile yanal kaymayı büyük değerlerde karşılar. Açısal tip, mafsallı bağlantılarla dönme hareketini alır ve genellikle L ya da Z boru dönüşlerinde çift-üçlü olarak kullanılır. Yüksek sıcaklık hatlarında bağlantı elemanları ve vana grubu için ürün grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Vana Sistemleri)

Kauçuk ve metal kompansatör arasındaki seçim, akışkanın sıcaklığı ve karşılanacak asıl amaç ile belirlenir. Kural nettir: titreşim ve ses ön plandaysa ve sıcaklık 110 °C altındaysa kauçuk kompansatör; ısıl genleşme ön plandaysa ya da sıcaklık 110 °C üzerindeyse metal kompansatör seçilir. Aşağıdaki karşılaştırma iki tipi doğrudan ölçülebilir değerlerle ayırır.

• Çalışma sıcaklığı — Kauçuk: tipik 90-110 °C, kısa süreli tepe seriye göre; Metal: 300-550 °C, buhar ve egzoz hatlarına uygun
• Çalışma basıncı — Kauçuk: 10-16 bar bandı; Metal: PN 16'dan PN 40 üzerine, seriye göre 40 bar üzeri
• Asıl işlev — Kauçuk: titreşim ve ses sönümleme; Metal: ısıl genleşme yutma
• Titreşim sönümleme — Kauçuk: çok iyi, yüksek frekanslı titreşimi keser; Metal: sınırlı, körük titreşimi kısmen iletir
• Eksenel hareket — Kauçuk: tek körükte 8-25 mm sıkışma mertebesinde; Metal: seri ve körük sayısına göre 30-200 mm üzerine
• Kimyasal dayanım — Kauçuk: körük malzemesine bağlı (EPDM, NBR, neopren); Metal: paslanmaz körük geniş akışkan aralığına dayanır
• Tipik konum — Kauçuk: pompa emiş ve basma flanşı, soğutma ve basınçlandırma hattı; Metal: kazan çıkışı, buhar kollektörü, kızgın yağ ve egzoz kolonu
• Maliyet kalemleri — Kauçuk: körük, flanş, cıvata seti; Metal: körük, sabit nokta ve kılavuz mesnet imalatı, işçilik

İki tipin sınırının çakıştığı bir bölge vardır: 100-110 °C civarındaki sıcak su hatları. Bu bölgede karar, ikinci amaca göre verilir. Hat kısa ve ısıl genleşmesi küçükse, ama pompa titreşimi baskınsa kauçuk seçilir. Hat uzun ve ısıl uzaması büyükse, titreşim ikincil önemdeyse metal seçilir. Emin olunmayan sınır durumda üretici çalışma diyagramına bakılır; kesin değer uydurulmaz, seriye göre değişir.

Bir tesisatta iki tip birlikte de bulunabilir. Örneğin bir kazan dairesinde kazan çıkışındaki kızgın su kolonunda metal kompansatör, aynı dairedeki sirkülasyon pompasının emişinde kauçuk kompansatör kullanılır. İki eleman farklı sorunu çözer ve birbirinin yerine geçmez. Isıtma tesisatı bileşenleri ve pompa grubu için ürün grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Isıtma)

Kompansatörün karşıladığı hareket üç temel tipe ayrılır: eksenel, lateral ve açısal. Eksenel hareket boru ekseni boyunca sıkışma ve uzamadır; lateral hareket iki boru ucunun birbirine paralel kalarak yanal kaymasıdır; açısal hareket ise körüğün bir eksen etrafında dönmesidir. Her kompansatör bu hareketlerin belirli bir bileşimini karşılar ve bu değerler üretici kataloğunda milimetre ve derece olarak verilir.

Eksenel hareket, ısıl genleşmenin doğrudan sonucudur ve en sık karşılanan harekettir. Bir boru ısındığında ekseni boyunca uzar; eksenel kompansatör bu uzamayı sıkışarak alır. Ancak eksenel kompansatör kullanmanın bir bedeli vardır: körük sıkışırken içindeki basınç bir itme kuvveti üretir ve bu kuvvet sabit noktalara biner. Bu yüzden eksenel kompansatör her zaman iki güçlü sabit nokta arasına yerleştirilir; sabit nokta olmadan eksenel kompansatör kullanılmaz.

Lateral hareket, birbirine dik iki boru kolunda ya da bina derzlerini geçen hatlarda önemlidir. Lateral kompansatör iki körük ve arasında bir ara boru içerir; tij ve mafsallarla desteklenir, böylece içindeki basınç itmesini kendi üzerinde taşır ve sabit noktaya yük bindirmez. Bu özelliği, sabit nokta yapmanın zor olduğu yerlerde lateral tipi cazip kılar. Açısal hareket ise iki ya da üç kompansatörün mafsallı olarak birlikte kullanılmasıyla, uzun hatlarda büyük genleşmeleri dönüş noktalarında karşılamak için tercih edilir.

Kauçuk kompansatör bu üç hareketi aynı anda küçük değerlerde karşılayabilir; bu, montaj kaçıklığını affetmesini sağlar. Metal kompansatör ise genellikle tek bir hareket tipine göre tasarlanır ve o hareketi büyük değerlerde alır. Bu yüzden metal kompansatör seçerken önce hangi hareketin baskın olduğu belirlenir, sonra o hareketi karşılayan tip seçilir. Sistemdeki genleşmenin toplandığı genleşme tankı seçimi de bu dengenin parçasıdır. (Detay: Genleşme Tankı Nasıl Seçilir? 24, 50, 100, 200 ve 500 Litre Tank Nerede Kullanılır?)

Isıl genleşme, bir borunun sıcaklık değişimiyle uzama miktarıdır ve tek bir formülle hesaplanır: delta L eşittir alfa çarpı L çarpı delta T. Burada delta L uzama mm, alfa malzemenin ısıl genleşme katsayısı mm/m°C, L boru boyu m ve delta T sıcaklık farkı °C'dir. Bu değer, hangi kompansatörün ve kaç mm hareket kapasitesinin gerektiğini doğrudan belirler.

Isıl genleşme katsayısı malzemeye göre değişir. Karbon çelik için alfa yaklaşık 0,012 mm/m°C, paslanmaz çelik için yaklaşık 0,016 mm/m°C, bakır için yaklaşık 0,017 mm/m°C mertebesindedir. Bu yüzden aynı boyda bir paslanmaz hat, karbon çelik hatta göre daha fazla uzar; kompansatör seçiminde malzeme mutlaka dikkate alınır.

Örnek hesap yapalım. 40 metre uzunluğunda bir karbon çelik buhar hattı, montaj sıcaklığı 10 °C'den çalışma sıcaklığı 170 °C'ye ısınıyor. delta T eşittir 170 eksi 10 eşittir 160 °C'dir. Uzama: delta L eşittir 0,012 çarpı 40 çarpı 160 eşittir 76,8 mm çıkar. Bu 76,8 mm'lik uzamayı serbest bırakacak bir eksenel kompansatör gerekir; tek körüğün sıkışma kapasitesi bu değerin altındaysa çift körüklü ya da daha büyük hareketli bir seri seçilir.

İkinci örnek düşük sıcaklık için. 30 metre karbon çelik sıcak su hattı, 10 °C'den 80 °C'ye ısınıyor. delta T eşittir 70 °C, uzama delta L eşittir 0,012 çarpı 30 çarpı 70 eşittir 25,2 mm olur. Bu hat 110 °C altında kaldığı için kauçuk kompansatör de düşünülebilir; ancak 25 mm eksenel hareket, tek körüklü bir kauçuk kompansatörün üst sınırına yakındır. Kapasitesi yetersizse hareketi bölmek için hatta ikinci bir esnek nokta eklenir ya da metal eksenel tipe geçilir.

Hesabın sonucu her zaman emniyet payıyla okunur. Kompansatörün katalog hareket değeri, hesaplanan uzamanın üzerinde seçilir; hareket kapasitesini tam sınırda kullanmak körük ömrünü kısaltır. Genel yaklaşım, hesaplanan uzamanın en fazla yüzde 70-80'ini katalog değeri olarak kullanmaktır. Montaj sıcaklığındaki ön germe, yani boruyu soğukken hafif çekerek monte etmek, körüğün hem sıkışma hem çekme kapasitesini dengeli kullanmasını sağlar.

Kompansatör seçiminde üç temel boyutlandırma değeri vardır: DN anma çapı, PN basınç sınıfı ve bağlantı tipi. DN, borunun anma çapını milimetre olarak belirtir ve kompansatör hat çapıyla aynı DN'de seçilir; DN 25'ten DN 600 üzerine kadar geniş bir gam vardır. PN, elemanın anma basıncını bar olarak verir; PN 16 sınıfı 16 bar, PN 25 sınıfı 25 bar anma basıncına karşılık gelir.

DN seçimi hat çapına eşitlenir ama körük iç çapı akış hızını da belirler. Kompansatör hat çapından küçük seçilirse iç kesit daralır, akış hızı yükselir ve körük içinde türbülans, gürültü ve erozyon başlar. Isıtma ve soğutma hatlarında akış hızı tipik olarak 0,5-2,0 m/s bandında tutulur; kompansatör bu bandı bozmayacak çapta seçilir. Bu nedenle kompansatör, borudan bir çap küçültülerek takılmaz.

PN seçimi çalışma basıncına emniyet payı eklenerek yapılır. Sistemin tepe çalışma basıncı 16 bar ise PN 16 sınırda kalır; su darbesi ve basınç dalgalanması ihtimaline karşı bir üst sınıf olan PN 25 tercih edilebilir. Ayrıca PN değeri sıcaklıkla düşer: yüksek sıcaklıkta aynı körüğün taşıyabileceği basınç azalır. Bu yüzden PN değeri her zaman çalışma sıcaklığındaki düşürülmüş değeriyle okunur, oda sıcaklığındaki nominal değeriyle değil.

Bağlantı tipi flanşlı ve vidalı olarak ikiye ayrılır. Vidalı kompansatör DN 50 altındaki küçük çaplarda, dişli rakorlu olarak kullanılır ve montajı hızlıdır; küçük konut ve daire içi hatlarda tercih edilir. Flanşlı kompansatör DN 50 ve üzerinde standarttır; iki flanş cıvatalarla sıkılır, sökülüp takılması kolaydır ve yüksek basınçta güvenlidir. Flanş delik dağılımı boru flanşıyla aynı PN sınıfında olmalıdır; farklı standarttaki flanşlar cıvata deliklerinde uyuşmazlık yaratır. Kompansatörün komşusu olan vanalar ve armatürler için ürün grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Vana Sistemleri)

Pompa girişine kompansatör takmanın iki nedeni vardır: pompanın ürettiği titreşimi kesmek ve pompa flanşına binen boru gerilmesini almak. Döner bir pompa, çalışırken emiş ve basma flanşına yüksek frekanslı bir titreşim iletir; bu titreşim rijit bir boruyla neredeyse kayıpsız yayılır ve tüm tesisatı sese boğar. Kauçuk kompansatör bu titreşimi flanşta keser ve boruya geçmesini engeller.

İkinci neden montaj gerilmesidir. Boru hattı ile pompa flanşı montajda tam hizada oturmayabilir; birkaç milimetrelik kaçıklık, cıvata sıkıldığında pompa gövdesine kalıcı bir gerilme olarak biner. Bu gerilme pompa yataklarını ve salmastrayı zamanla yorar. Kauçuk kompansatör bu kaçıklığı esneyerek karşılar; pompa flanşı gerilmeden bağlanır ve yatak ömrü uzar. Pompa titreşimi ve ses kaynaklı şikâyetlerin çözümü için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Sirkülasyon Pompası Ses Yapıyor: Nedenleri ve Çözüm Yöntemleri)

Pompa girişindeki kompansatör tipik olarak kauçuktur, çünkü pompa hatları genellikle 110 °C altında çalışır ve asıl amaç titreşim sönümlemedir. DN 50 altındaki küçük pompalarda tek körüklü kauçuk kompansatör yeterlidir; büyük gövdeli pompalarda ve DN 65 üzerinde flanşlı tip kullanılır. Kompansatör, pompaya olabildiğince yakın, flanşa doğrudan bitişik takılır; araya uzun bir boru parçası girerse titreşim o boruya geçer ve sönümleme etkisi düşer.

Kompansatörün tek başına yeterli olmadığı durumlar da vardır. Titreşim yapıya askılar üzerinden de geçebilir; bu yüzden pompa girişindeki kauçuk kompansatöre ek olarak boru askılarında elastomer ara yatak ve pompa altında titreşim takozu kullanmak gerekir. Ayrıca pompa emişinde pisliğin körüğe ve pompaya girmesini önlemek için genellikle bir pislik tutucu da bulunur. Pislik tutucunun görevi ve montaj yeri için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Pislik Tutucu Nedir? Y Tipi Filtre Nerede ve Neden Kullanılır?)

Yüksek sıcaklık ve buhar hatlarında metal körüklü kompansatör kullanılır, çünkü kauçuk körük 110 °C üzerinde dayanımını kaybeder. Buhar, kızgın su ve kızgın yağ hatları 130 °C'den başlayıp 300 °C üzerine çıkabilir; bu sıcaklıkta yalnızca paslanmaz çelik körük hem basıncı taşır hem esnekliğini korur. Metal kompansatör bu hatlarda hem ısıl genleşmeyi hem de yüksek sıcaklık titreşimini karşılar.

Buhar hatlarında ısıl genleşme çok büyüktür, çünkü sıcaklık farkı yüksektir. Montaj sıcaklığından doymuş buhar sıcaklığına çıkan bir hatta delta T 150-200 °C'yi bulur; her 40 metre karbon çelik hat 70-100 mm mertebesinde uzayabilir. Bu uzamayı serbest bırakmak için buhar hattında kompansatör olarak eksenel metal tip iki sabit nokta arasına konur ve arada biriken tüm hareketi sıkışarak karşılar. Sabit nokta ve kılavuz mesnet olmadan buhar hattında eksenel kompansatör kullanılmaz.

Jeneratör ve motor egzozunda da metal kompansatör zorunludur. Egzoz gazı sıcaklığı 400-550 °C'ye ulaşır ve motor gövdesi sürekli titreşir. Buradaki metal kompansatör hem egzoz borusunun ısıl uzamasını hem de motorun titreşimini alır; motorun titreşiminin susturucuya ve bina yapısına geçmesini engeller. Bu uygulamada genellikle örgülü dış çorap ile korunan çok katlı körük kullanılır.

Yüksek sıcaklık hattında körük malzemesi de sıcaklığa göre seçilir. 300 °C altında AISI 304 yeterliyken, daha yüksek sıcaklıkta ve klor içeren ortamlarda AISI 321 ya da daha üst alaşımlar tercih edilir. Ayrıca yüksek sıcaklık hatlarında kompansatörün üzerinin izole edilip edilmeyeceği üretici talimatına göre belirlenir; bazı serilerde körüğün soğuması için açık bırakılması istenir. Yangın ve yüksek basınç pompa hatlarındaki ekipman düzeni için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Yangın Pompası Sistemi Nasıl Çalışır? Ana Pompa, Yedek Pompa ve Jokey Pompa Nedir?)

Sabit nokta ve kılavuz mesnet, eksenel kompansatörün doğru çalışması için zorunlu olan boru destekleridir. Eksenel bir kompansatör, körük içindeki basınçtan doğan bir itme kuvveti üretir; bu kuvvet boruyu iki yana ayırmaya çalışır. Sabit nokta bu kuvveti karşılayan güçlü ankastre destektir; kılavuz mesnet ise boruyu eksende tutup yana kaçmasını engelleyen kayar destektir.

İtme kuvveti küçümsenecek bir değer değildir. Kuvvet, körüğün etkin kesit alanı ile sistem basıncının çarpımıdır. DN 200 bir hatta etkin alan yaklaşık 0,035 m², basınç 10 bar yani 1.000.000 Pa ise, itme kuvveti yaklaşık 35.000 N, yani yaklaşık 3,5 ton mertebesindedir. Bu kuvveti taşıyacak sabit nokta yoksa eksenel kompansatör körüğü açar, boru hattını iter ve komşu ekipmanı zorlar.

Kılavuz mesnet sayısı ve aralığı da kuralla belirlenir. Eksenel kompansatörün her iki tarafında, körüğe yakın konumda birer kılavuz mesnet bulunmalıdır; ilk mesnet genellikle DN'nin dört katı, ikinci mesnet on dört katı mesafede konumlandırılır. Kılavuz mesnetler boruyu eksende tutar; olmadıklarında boru basınç altında burkulur ve kompansatör hareketi eksen dışına kayarak körüğü tek yandan yükler.

Lateral ve açısal kompansatörlerde tablo değişir. Bu tipler tij ve mafsallarla donatıldığı için itme kuvvetini kendi üzerlerinde taşır ve büyük sabit nokta gerektirmez; bu, sabit nokta yapmanın imkânsız olduğu yerlerde onları tercih edilir kılar. Ancak yanlış tip seçimi, örneğin sabit noktasız bir hatta eksenel kompansatör kullanmak, sahada en sık gördüğümüz montaj hatasıdır. Doğru destek düzeni için mühendislik ekibimizle iletişime geçebilirsiniz. (Detay: iletişim sayfamız)

Kompansatör montajı, elemanın ömrünü belirleyen en kritik aşamadır; doğru seçilmiş bir kompansatör bile yanlış monte edilirse kısa sürede boşalır. İlk kural, kompansatörün eksenel yönde zorla çekilerek ya da sıkıştırılarak monte edilmemesidir; körük yalnızca üretici talimatındaki ön germe kadar gerilir. İkinci kural, iki flanşın paralel ve eş eksenli oturmasıdır; kaçık bağlanan bir kompansatör daha ilk günden yan yük altında çalışır.

Nakliye ve montaj bağları önemlidir. Metal kompansatörlerin çoğu, taşıma ve montaj sırasında körüğü koruyan sarı ya da kırmızı boyalı nakliye çubuklarıyla gelir. Bu çubuklar, kompansatör iki sabit nokta arasına bağlanıp cıvatalar sıkıldıktan sonra sökülür; sökülmezse körük hiç çalışamaz ve ısıl genleşme boruyu deforme eder. Nakliye çubuğunu sökmeyi unutmak, montajda en sık yapılan tek hatadır.

Akış yönü ve iç manşon da kontrol edilir. Yüksek hızlı hatlarda ve buhar hatlarında kompansatör içinde akışı yönlendiren bir iç manşon bulunur; bu manşon akış yönünü işaret eden bir okla gelir ve ok akış yönüne bakacak şekilde monte edilir. Ters monte edilen bir iç manşon türbülans ve körük titreşimi üretir. Ayrıca kompansatörün yakınında kaynak yapılıyorsa körük kaynak sıçramasından örtü ile korunur; sıçrayan bir kaynak damlası ince körük cidarında delik açabilir.

Montaj sonrası ilk devreye alma da kurala bağlıdır. Sistem yavaşça basınçlandırılır ve ilk ısıtmada boru hattının kompansatör üzerinden serbestçe hareket ettiği, sabit noktaların yerinde durduğu gözlemlenir. Kadıköy'deki bir kazan dairesi devreye alma çalışmamızda, buhar kolonundaki metal kompansatörün nakliye çubukları sökülmediği için ilk ısıtmada boru dönüş dirseğinin çektiğini ve bir flanş contasının kaçırdığını tespit etmiştik; çubuklar sökülüp yeniden basınçlandırıldığında sorun tamamen ortadan kalkmıştı. Ayırıcı ve separatör elemanları için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Separatör Nedir? Hava Ayırıcı, Tortu Ayırıcı ve Hidrolik Separatör Arasındaki Farklar)

Kompansatör, körükte kalıcı deformasyon, sızıntı ya da aşırı yorulma belirtisi görüldüğünde değiştirilmelidir. Kauçuk kompansatörde en yaygın belirti körük gövdesinde çatlak, şişme, balonlaşma ve yüzeyde ağ biçiminde kılcal çatlamadır; bu belirtiler kauçuğun ömrünü tamamladığını ya da sıcaklık sınırını aştığını gösterir. Metal kompansatörde belirti körük dalgalarında düzensizlik, çatlak ya da paslanma noktasıdır.

Kauçuk kompansatörün ömrü sonludur; elastomer, sıcaklık ve basınç altında zamanla sertleşir ve esnekliğini kaybeder. Çalışma koşuluna göre tipik değişim aralığı 5-10 yıldır; sürekli tepe sıcaklıkta çalışan bir kauçuk körük bunun altında kalır. Metal körük ise doğru boyutlandırılıp doğru monte edildiğinde çevrim ömrü boyunca, yani on binlerce ısıl çevrim boyunca dayanır; erken arıza neredeyse her zaman montaj hatasından ya da yanlış tip seçiminden kaynaklanır.

Değişim zamanının kaçırılması pahalıya mal olur. Patlayan bir kauçuk körük, pompa emişinde ani su kaybı ve pompanın kuru çalışması demektir; boşalan bir metal körük ise buhar ya da kızgın su hattında ciddi bir güvenlik tehlikesidir. Bu yüzden kompansatörler yıllık bakımda görsel olarak kontrol edilir; körükte deformasyon, flanşta sızıntı ya da sabit noktada gevşeme aranır. Emniyet ventili ve basınç güvenliği elemanlarıyla birlikte değerlendirme için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Emniyet Ventili Nedir? 3 Bar, 6 Bar ve 10 Bar Emniyet Ventili Nerede Kullanılır?)

Değişimde yenisi her zaman eskisinin gerçek çalışma koşuluna göre seçilir, ölçüsüne göre değil. Eski kompansatör yanlış seçildiği için erken arıza yaptıysa, birebir aynısını takmak sorunu tekrar üretir. Değişim, aynı zamanda sabit nokta ve kılavuz mesnetlerin de gözden geçirildiği bir fırsattır. Markalar ve gam alternatifleri için markalar sayfamıza bakabilirsiniz. (Detay: markalar sayfamız)

Kompansatörün iç çapı, hattaki akış hızını ve dolayısıyla körüğün gördüğü türbülans yükünü belirleyen kritik bir değerdir. Kompansatör hat DN'siyle aynı çapta seçildiğinde akış kesiti bozulmaz ve körük içinde düzgün akış korunur. Çap küçük seçilirse akış hızı artar, körük dalgalarında girdaplar oluşur ve bu girdaplar hem gürültü üretir hem de körük cidarını erozyona uğratır.

Akış hızı basit bir formülle hesaplanır: v eşittir Q bölü A. Burada v hız m/s, Q debi m³/s ve A körük iç kesit alanı m²'dir. Örnek: DN 100 bir hatta iç çap yaklaşık 100 mm, kesit alanı pi çarpı 0,100 karesi bölü 4 eşittir 0,00785 m²'dir. Debi 30 m³/h ise, saniyeye çevrildiğinde 30 bölü 3600 eşittir 0,00833 m³/s olur ve hız v eşittir 0,00833 bölü 0,00785 eşittir 1,06 m/s çıkar. Bu değer, ısıtma ve soğutma hatlarında hedeflenen 0,5-2,0 m/s bandının içindedir ve sessiz kabul edilir.

Aynı debiyi bir çap küçük kompansatörle taşımak sesi başlatır. 30 m³/h debiyi DN 80'e daralan bir kompansatörden geçirirseniz, iç çap 80 mm, alan 0,00503 m² ve hız 1,66 m/s'ye yükselir. Hız arttıkça hem türbülans gürültüsü hem de körük yorulması büyür. Bu yüzden kompansatör, boru hattını bir çap küçültme fırsatı olarak görülmez; her zaman hat DN'siyle aynı çapta seçilir.

Yüksek akış hızlı hatlarda iç manşon devreye girer. Akış hızı 3-4 m/s üzerine çıkan hatlarda ve buhar hatlarında, körüğü akış girdaplarından koruyan bir iç manşon kullanılır; bu manşon akışı düzeltir ve körüğün doğrudan türbülansa maruz kalmasını engeller. İç manşonlu kompansatörlerde akış yönü kritik olduğu için montaj yönü okuyla belirtilir. Debi ve akış hızının pompa seçimindeki rolü için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Sirkülasyon Pompası Ses Yapıyor: Nedenleri ve Çözüm Yöntemleri)

Kompansatör, tesisatta ısıl genleşmenin, titreşimin ya da montaj kaçıklığının toplandığı belirli noktalara konur. Bu noktalar rastgele değildir; her biri belirli bir kuvvetin doğduğu ya da bir ekipmanın korunması gereken yerdir. Doğru konum belirlemek, kompansatör tipini seçmek kadar önemlidir, çünkü yanlış yere konan bir kompansatör kendi görevini yapamaz.

Birinci nokta pompa emiş ve basma flanşıdır. Burada amaç titreşim sönümleme ve montaj gerilmesini almaktır; kauçuk kompansatör kullanılır ve pompaya bitişik takılır. İkinci nokta kazan ve eşanjör çıkışıdır. Buradaki su sıcaklığı yüksektir; ısıl genleşme baskındır ve sıcaklık 110 °C üzerindeyse metal kompansatör gerekir. Üçüncü nokta uzun düz boru kolonlarının ortasıdır; burada eksenel metal kompansatör iki sabit nokta arasına konarak kolonun uzamasını yutar.

Dördüncü nokta bina genleşme derzlerini geçen hatlardır. Bir boru hattı bina bloklarının derzini geçiyorsa, blokların birbirine göre hareketi hatta yanal kayma üretir; buraya lateral kompansatör konur. Beşinci nokta jeneratör ve motor egzozudur; yüksek sıcaklık ve titreşim birlikte olduğu için örgülü dış korumalı metal kompansatör kullanılır. Altıncı nokta soğutma grubu ve chiller bağlantılarıdır; kompresör titreşimi baskın olduğu için kauçuk kompansatör tercih edilir.

Konum seçiminde ortak kural, kompansatörün korumak istediği ekipmana yakın konumlandırılmasıdır. Titreşim kaynağına uzak konan bir titreşim yutucu, aradaki boruya titreşimin geçmesini engelleyemez; ısıl genleşmenin biriktiği noktadan uzağa konan bir genleşme kompansatörü de o genleşmeyi karşılayamaz. Ayırıcı, separatör ve genleşme elemanlarının tesisattaki yeri için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Separatör Nedir? Hava Ayırıcı, Tortu Ayırıcı ve Hidrolik Separatör Arasındaki Farklar)

Kompansatör, su darbesinin ürettiği anlık basınç dalgasını kısmen yumuşatan ama tek başına ortadan kaldırmayan bir elemandır. Su darbesi, hareket hâlindeki su kütlesinin ani durdurulmasıyla oluşan basınç sıçramasıdır ve boru hattında güm biçiminde duyulur. Kauçuk körük esneyerek bu dalganın bir kısmını soğurur; ancak darbenin asıl çözümü vana kapanma süresini uzatmak ve akış hızını düşürmektir.

Basınç sıçramasının büyüklüğü Joukowsky bağıntısıyla tahmin edilir: delta P eşittir rho çarpı a çarpı delta v. Burada rho su yoğunluğu yaklaşık 1000 kg/m³, a basınç dalgası hızı çelik boruda yaklaşık 1200 m/s, delta v ise durdurulan akış hızıdır m/s. 1,5 m/s hızda akan suyun ani durdurulması yaklaşık 1000 çarpı 1200 çarpı 1,5 eşittir 1.800.000 Pa, yani yaklaşık 18 bar ek basınç üretir. Bu ani basınç, körüğün anma basıncını tek darbede aşabilir.

Bu yüzden kompansatör seçiminde PN sınıfı, su darbesi ihtimaline karşı bir üst kademe alınır. Sürekli su darbesine maruz kalan bir hatta kauçuk körük, defalarca tekrarlayan darbelerle yorulur ve ömrü kısalır. Doğru yaklaşım, kompansatörü darbe emici olarak değil, titreşim ve genleşme elemanı olarak kullanmak; su darbesini ise ayrı bir darbe emici, yavaş kapanan vana ve doğru akış hızıyla çözmektir.

Metal körük su darbesine kauçuğa göre daha dayanıklıdır ama o da sonsuz değildir. Yüksek basınçlı buhar ve kızgın su hatlarında tekrarlayan darbeler, metal körüğün dalga tepelerinde yorulma çatlağı başlatabilir. Bu nedenle darbeli hatlarda hem PN sınıfı yükseltilir hem de körük tipi çevrim ömrü yüksek bir seriden seçilir. Basınç güvenliği ve darbe yönetiminde emniyet ventilinin rolü için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Emniyet Ventili Nedir? 3 Bar, 6 Bar ve 10 Bar Emniyet Ventili Nerede Kullanılır?)

Kompansatör, esnek bağlantı ve genleşme tankı birbirine karıştırılan ama farklı işler yapan üç elemandır. Kompansatör, boru hattındaki ısıl uzamayı ve titreşimi körüğüyle karşılar. Esnek bağlantı, çoğu zaman kauçuk kompansatörle aynı anlamda kullanılan bir titreşim yutucu terimidir; pompa flanşındaki titreşimi kesmek için kullanılan kısa kauçuk körük parçasıdır. Genleşme tankı ise borunun uzamasını değil, kapalı devredeki suyun ısınırken artan hacmini karşılayan basınçlı bir kaptır.

Aradaki fark, karşılanan büyüklükte yatar. Kompansatör metrelerce boru hattının milimetre mertebesindeki boy değişimini yutar; birimi mm hareket ve derecedir. Genleşme tankı ise litre mertebesindeki su hacmi değişimini yutar; birimi litre kapasite ve bar ön basınçtır. Bir kapalı ısıtma devresinde her iki elemana da ihtiyaç vardır: kompansatör boruyu korur, genleşme tankı basıncı sabit tutar. İkisi birbirinin yerine geçmez.

Bir tesisatta bu üç elemanın birlikte doğru kurulması, hem sesi hem de mekanik yorulmayı azaltır. Pompa girişinde esnek bağlantı, uzun kolonda metal kompansatör ve devrede doğru boyutlanmış bir genleşme tankı bir arada çalışır. Genleşme tankı kapasitesinin ve ön basıncının nasıl hesaplandığı için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Genleşme Tankı Nasıl Seçilir? 24, 50, 100, 200 ve 500 Litre Tank Nerede Kullanılır?)