Çelik Boru Destek Sistemleri: Kılavuz ve İnceleme

Çelik boru destek sistemleri ile çalışarak çelik boruların taşıma yüklerini güvenli şekilde yapıya aktarmalarını sağlarlar. Bu sistemler sayesinde boru hatlarını stabil hale getiriyorlar. Boruları hareket veya titreşim gibi dış etkenlerden koruyorlar. Bu destek elemanları çelik boruların genel dayanıklılığını artırır. Boru hatlarının kullanım ömrünü uzatır. Ayrıca endüstri tesisleri ve büyük binalar için bu sistemler son derece hayati öneme sahip. Çünkü bu sistemler sayesinde boru hatları güvenli ve verimli bir biçimde çalışabiliyor. Çelik boru destek sistemleri tam olarak ne içeriyor? Mühendisler bu sistemleri hangi amaçlarla ve nasıl kullanıyor? Bu soruların cevapları sistemin önemini daha iyi anlamamıza yardım ediyor. Bu sistemler, bir tesisin görünmeyen kahramanları olarak rol almaktadır.

Çelik Boru Destekleri Ne Amaçla Kullanılır?

Çelik boru destekleri, çelik boru sistemlerinin işlevlerini güvenli bir şekilde yerine getirmesini sağlar. Bu sayede boruların kırılmasını, sarkmasını ya da stabilizasyon kaybını önler. Diğer kullanım amaçlarını şu şekilde listeleyebiliriz:

• Boruların sabit kalmasını sağlayarak yapısal destek sağlar. Sarkma, eğilme ya da kırılma gibi durumları önler.
• Boruların hem kendi ağırlığını hem de içinden geçecek maddelerin ağırlığını taşımasını sağlar.
• Borularda deformasyon oluşmasının önüne geçer.
• Hem titreşimi hem de titreşime bağlı olarak oluşan gürültüyü önler.
• Korozyona karşı koruma sağlar.
• Titreşime bağlı olarak boru parçalarının zarar görmesini engeller.
• Deprem ve benzeri sismik olaylarda boru güvenliğini sağlar.
• Çelik boru destek elemanlarının montajını ve bakımını kolay bir şekilde gerçekleştirirler. Ayrıca potansiyel krizleri önledikleri için ekstra maliyetlerden korunurlar.

Çelik Boru Destek Elemanları

Çelik boru destek ekipmanları, çelik boruların doğru bir şekilde monte edilmesini sağlar. Harekete ya da ağırlığa bağlı olarak oluşabilecek sorunları ortadan kaldırır. Çelik boruların desteklenmesi noktasında kullandıkları elemanlar şunlardır:

• Çelik boruların desteklenmesi ve sabitlenmesi için kullandıkları boru kelepçeleri, askı sistemleri ve destek yastıklarını da kullanırlar.
• Duvarlara ya da kolonlara monte ettikleri konsol destekler ve raf sistemleri.
• Sabit mesnetler, kayar mesnetler ve rulman yatakları.
• Hem titreşimin önlenmesi hem de gürültüye karşı izolasyon sağlanması adına kullandıkları elemanlar. Bunlar titreşim izolatörleri ve gürültü bariyerleridir.
• Depreme karşı dayanıklılık sağlayan sismik destek sistemleri.
• Termal yalıtım ve korozyonu önlemek için kullandıkları kaplamalar.

Tüm bu çelik boru destek elemanları sayesinde akışkan hareketini sağlıklı bir şekilde sağlarlar. Muhtemel problemleri henüz gerçekleşmeden ortadan kaldırmış olurlar.

Destek Sistemlerinin Temel Fonksiyonları

Çelik boru destek sistemlerini tek bir amaç için değil, birçok farklı fonksiyona hizmet etmek üzere tasarlarlar. Her bir destek elemanı belirli bir görev üstlenir. Bu görevler arasında boru hattının yapısal bütünlüğünü koruma en önde gelir. Destekler boruların sabitlenmesini sağlayarak sarkma ve eğilme gibi durumların önüne geçer. Hem boruların kendi ağırlığını hem de içinden geçen maddelerin ağırlığını güvenli bir şekilde taşır. Ayrıca kalıcı deformasyonları engelleyerek borularda meydana gelen hasarı da önler. Bunun yanı sıra dinamik yükleri kontrol etme görevleri de bulunur. Titreşimi ve oluşan gürültüleri engelleyerek bu konuda da önemli işlev görürler. Bir başka görevleri de korozyona karşı koruma sağlamaktır. Boru parçalarının veya bağlantı elemanlarının zarar görme ihtimalini önlemek için hareket ederler. Son olarak, deprem gibi sismik hadiselerde boru hattının güvenliğini garanti altına alırlar.

Yapısal Bütünlük ve Ağırlık Taşıma

Destek sistemlerinin temel işlevlerinden biri yerçekimine karşı koymaktır. Boruların desteklenmesinde önemli bir rol oynar. Boru hattı aslında birçok çeşitli yükün bir araya gelmesinden oluşan bir toplam yüke sahiptir. Bu yükler arasında ilk olarak borunun kendi ağırlığı gelir. İkinci olarak da borudan geçen akışkanın ağırlığı yer almaktadır. Üçüncüsü ise borunun dışını kaplayan izolasyon malzemesinin kendi ağırlığıdır. Dış ortamdaki ek yükler de bu toplama dahildir. Kar veya buz gibi unsurlar bu toplam yükün içine katılır. Çelik boru destek sistemleri bu büyük toplam yükü taşıma görevini üstlenir. Yükü yapıya güvenli bir şekilde aktarır. Mühendisler destek noktaları arasındaki maksimum mesafeyi titizlikle hesaplarlar. Bu mesafeye “destek aralığı” adını verirler. Bu açıklık, boru eğilme miktarını belirli bir limit içinde tutar. Eğer destek aralığı fazla geniş olursa boru çok fazla eğilir. Malzemede kalıcı hasarlara neden olabilir.

Termal Genleşmenin Yönetilmesi

Çelik boruların içinden akışkan geçtiğinde sıcaklık etkisiyle genişleyip büzülürler. Metaller ısınınca genişler ve soğuduğunda küçülür. Bu fiziksel süreç boru hatlarında önemli gerilimler oluşmasına sebep olur. Örneğin uzun bir buhar hattı ısındığında boy olarak uzar. Eğer destek sistemi bu genişlemeye izin vermezse büyük bir gerilim oluşur. Bu gerilim borunun kendisine veya bağlı ekipmanlara zarar verebilir. Bu yüzden çelik borular için destek sistemlerini termal genişlemeyi kontrol etmek üzere tasarlarlar. Çoğu destek borunun kaymasına izin verir. Diğerleri ise yaylı sistemler kullanarak bu hareketi dengeler. Bu durum boru stres analizinde önemli bir konudur. Doğru destek, boru hattının serbestçe genişlemesini sağlar.

Çelik Boru Destek Elemanlarının Sınıflandırılması

Çelik boru destek sistemleri oldukça çeşitli elemanlarla karmaşık bir yapı oluşturur. Mühendisler bu elemanları fonksiyonlarına göre sınıflandırır. Her bir eleman boru hattının belirli bir noktasındaki belirli bir gereksinimi karşılar. Desteklerin temel sınıflandırması hareket kabiliyetine göre yapılmaktadır. Bazıları tamamen sabittir ve rijitken bazıları borunun belli yönlerde hareket etmesine izin verir. Bu elemanların doğru seçimi ve konumları sistemin sağlığı açısından son derece önemlidir. Tasarım mühendisleri borunun stres analizi sonuçlarına göre karar verir. Hangi noktada hangi tip destek kullanacaklarına bu şekilde karar verirler. Bu, bir terzinin elbiseyi kumaşına göre dikmesi gibi hassas bir süreçtir. Bu destek tiplerinin her birinin farklı mühendislik problemlerini çözdüğünü unutmamalıyız.

Sabit Destekler (Rijit Mesnetler)

Sabit destekler boru hattını belirli bir noktada tamamen sabitler. Borunun herhangi bir yönde hareket etmesine izin vermez. Dikey ve yatay yöndeki güçleri karşılamak için tasarladıkları bu destekler genellikle sağlam ve rijit bir yapıya sahiptir. Bu sabitleme noktasını genellikle boru hattının önemli yerlerine konumlandırırlar. Örneğin titreşime duyarlı pompaların veya kompresörlerin giriş ve çıkışlarına yerleştirebilirler. Bu sayede hassas ekipmanların hareketler veya gerilimler tarafından etkilenmesini önlemiş olurlar. Ayrıca sabitleme noktasıyla boru hattını parçalara ayırabilirler. Termal genişlemeyi kontrol altında tutmak için de kullanırlar. İki sabit destek arasına genleşme döngüsü yerleştirirler. Boru sehpalı destekler ve özel beton bloklar en yaygın sabit destek tipleridir.

Askı Sistemleri (Hanger Systems)

Askı sistemlerini boru hatlarını desteklemek için kullanırlar. Boruyu yukarıdan asarak taşırlar ve böylece yer tasarrufu sağlarlar. Özellikle daha karmaşık sistemler yaylı askılardır. Değişen ve sabit kuvvetli yaylı askılar şeklinde ikiye ayırırız. Boru hareket ettiğinde yayın uyguladığı kuvvet değişir. Sabit kancaların özelliklerinden biri de boru ne kadar hareket ederse etsin her zaman aynı destek kuvvetini uygulamasıdır. Bu özellik özellikle dikey boru hatlarında büyük önem taşır.

Kayar Destekler (Kayar Mesnetler)

Kayar destekler borunun dikey yükünü taşır. Bir yandan da yatay düzlemde hareket etmesine olanak tanıyan unsurlardır. Bu destekler termal genleşmenin kontrolünde önemli bir rol oynar. Boru sıcaklık değişikliği nedeniyle uzadığında veya kısaldığında bu desteklerin üzerinde sorunsuzca kayar. Bu sayede boru içinde potansiyel gerilim birikmesinin önüne geçilmektedir. En basit kayar destekler düz bir çelik plakadan oluşur. Borunun altına yerleştirirler. Daha ileri sistemlerde sürtünmeyi azaltmak için özel malzemeler tercih ederler. Örneğin iki çelik plaka arasına düşük sürtünme katsayılı PTFE adı verilen bir yastık yerleştirirler. Bu, borunun çok küçük kuvvetler altında bile hareket edebilmesini sağlar. Bu sistemler rulmanlı yataklar gibi kayar destekleri de içerir. Boru hattının ömrünü uzatır.

Kullanılan Malzemeler ve Korozyon Kontrolü

Çelik boru destek sistemlerinin üretiminde çeşitli malzemeler tercih ederler. Malzeme seçimi genellikle sistemin çalışacağı ortam şartlarına bağlıdır. En sık tercih ettikleri malzeme standart karbon çeliğidir. Karbon çeliği yeterli dayanıklılık sağlar ve maliyetleri düşüktür. Ancak korozyona karşı hassas olabilmektedir. Bu sebeple genellikle sıcak daldırma galvaniz kaplama veya endüstriyel boya ile korurlar. Galvaniz kaplama çeliğin yüzeyinde koruyucu bir çinko tabakası oluşturur. Bu tabaka çeliği paslanmaya karşı uzun süre korur. Gıda fabrikaları gibi ortamlarda paslanmaz çelik tercih ederler. Paslanmaz çelik doğal olarak korozyona karşı dirence sahiptir. Bu nedenle boru içindeki ürüne pas parçacıklarının karışmasını önler.

Tasarım ve Analiz Süreci

Çelik boru destek sistemlerinin planlanması önemli bir mühendislik analizi gerektirir. Bu sürece “boru stres analizi” adını veririz. Mühendisler bu analiz için özel bilgisayar yazılımlarından yararlanır. Bu yazılımlar boruların üç boyutlu modelini oluşturur. Model üzerinde borunun kendi yükü, basınç, sıcaklık ve deprem gibi çeşitli yükleri uygularlar. Yazılımlar sayesinde oluşacak gerilmelerin yanı sıra kuvvetleri ve yer değiştirmeleri de hesaplarlar. Bu analiz sonuçları mühendislere önemli bilgiler sağlar. Hangi noktalarda gerilmelerin tehlikeli seviyelere ulaştığını belirler. Mühendisler desteklerin konum ve tiplerini belirlemek için bilgi alır. Hangi yönde ne kadar hareket edeceği konusunda bilgi alırlar. Bu analiz sürecine dayanarak tasarım yaparlar. Bu, deneme yanılma değil, tamamen bilimsel bir tasarım sürecidir. Bu analiz sistemin güvenliğini sağlar.

Özel Durumlar İçin Destek Sistemleri

Standart destek elemanlarına ek olarak özel durumlar için tasarladıkları sistemler de vardır. Bu sistemler ani dinamik yükler veya aşırı sıcaklık koşulları karşısında koruma sağlıyor. Örneğin deprem veya “su darbesi”, borunun hızla hareket etmesine sebep olabilir. Bu gibi ani etkilere karşı önlem almaları gerekiyor. Bu durumu engellemek için “şok emiciler” yani “snubber”lar kullanırlar. Bu özel destekleri kullanırlar. Snubber’lar normal termal genişlemeye izin verir. Hızlı bir hareket algılandığında boruyu sabitlemek için anında kilitlenirler. Pratikte bir aracın emniyet kemeri gibi işlev görürler. Kriyojenik hatlar gibi özel durumlar da vardır. Bu hatlar sıvılaştırılmış doğal gaz gibi akışkanları taşır. Çok düşük sıcaklıklarda çalışırlar. Bu boruların desteklerinde özel yalıtım malzemeleri kullanırlar. Bu malzemeler soğuk transferini engeller.

Uygulama ve Montajda Dikkat Edilmesi Gerekenler

Tasarım ne kadar harika olursa olsun sahada yapılan montaj işlemi de en az o kadar önemlidir. Ekiplerin yanlış montaj yapması durumunda tüm tasarımın boşa gitme riski bulunur. Bu nedenlerden dolayı uygulama sürecine özen gösterirler. Montaj ekiplerinin projedeki çizim ve detayları titizlikle takip ettiğini biliriz. Destek elemanlarını doğru yerde ve doğru konuma yerleştirdiklerinden emin olurlar. Kaynaklı bağlantıları standart gereklilikleri karşılayacak şekilde gerçekleştirirler. Cıvatalı bağlantılarda ise uygun tork değerlerini uygulayarak sıkma işlemine geçerler. Özellikle yaylı askıların ayarlanması son derece hassas bir işlem gerektirebilir. Askıları sistemin çalışmasına başlamadan önce ayarlamaları gerekmektedir. “Soğuk ayar” adı verilen bir ön yükleme değeri ile ayarlarlar. Bu ayar sayesinde borunun çalışma sıcaklığına ulaştığında askının doğru yükü taşımasına olanak sağlarlar. Tüm bu detaylar sistemde beklenen performansın sağlanmasını garanti altına almaktadır.