Pistonlu Kompresörlerin İşletilmesi ve Bakımı

Teşekkür 30 Seneye yaklaşan tecrübelerini çeviri yapmam sırasında esirgemeyen Yöneticim Sayın Necdet PALA ya ve teknik konularda her türlü imkanı sağlamaya çalışan Müdürüm Sayın Ahmet Reşat ÇETİNTAŞ a teşekkürü bir borç bilirim.

1 Bölüm

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Pistonlu Kompresörler ve Uygulamaları Giriş

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Kompresörlerin amacı havayı ve diğer gazları bir yerden başka bir yere taşımaktır. Gazlar sıvılar gibi olmadığından sıkıştırılabilir ve pompalara benzer olarak biraz daha farklı prensiple çalışan sıkıştırma donanımları gerektirirler. Kompresörler, blovırlar ve fanlar bu tip sıkıştırma donanımlarıdır. 

Kompresörler: Havayı ve gazı, 35 psi dan 65 000 psi ‘a kadar olan yüksek fark basınçlarında hareket ettirirler.



Blovırlar: 50 psi ‘a kadar olan basınçlarda büyük hacimlerdeki hava veya gazı sıkıştırmak için kullanılır.



Fanlar: Statik kuvvetlerin üstesinden gelinmesi için yeterli basnıçta havayı veya gazı hareket ettirir. Basma basınçları birkaç inç su sütunundan yaklaşık olarak 1 psi ‘a kadar değişim gösterir.

Kompresör Nedir ? Temel Gaz Kanunları

Kompresör tiplerini ve nasıl çalıştıklarını incelemeden önce temel gaz kanunlarının ve kompresörün çalışmasını etkileyecek olanların gözden geçirilmesi yardımcı olacaktır. Tanım olarak, gaz ne bağımsız bir şekle ne de forma sahip sonsuz olarak genleşmeye meyilli bir akışkandır.

a

Gazlar, gaz karşımında kendi kimliklerinde belirli bir yüzdeye sahip olarak bulunurlar. Örneğin hava azot ( hacim olarak %78 ), oksijen ( %21 ), argon ( yaklaşık olarak %1 ) ve birazda su buharı içeren birkaç gazın karışımıdır. Ayıca hava yerel koşullardan dolayı normalde hava da bulunmayan ufak endüstriyel gaz yüzdelerini de içerir.

1

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Termodinamiğin I. Kanunu Bu kanun enerjinin bir süreç boyunca yoktan var edilemeyeceğini ve var olan bir enerjinin yok edilemeyeceğini belirtmektedir ( Bir gazın sıkıştırılması ve basılması gibi ). Diğer bir deyişle bir enerji türü miktar olarak kaybolduğunda mutlaka buna eş değer başka bir enerji türü üretilmelidir. Termodinamiğin II. Kanunu Bu kanun biraz özet haldedir. Fakat birkaç yolla ifade edilebilir.

m o

1. Isı kendi başına soğuk bir bölgeden sıcak bir bölgeye geçemez.

2. Daha düşük sıcaklıktaki bir cisimden daha yüksek sıcaklıktaki bir cisme ısı sadece dışarıdan bir iş yapıldığında transfer edilebilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

3. Yalıtılmış bir sistemin elde edilebilir enerjisi tüm gerçek proseslerde düşer.

4. Isı ve enerji kendiliğinden ( su gibi ) aşağıya akacaktır ( örn: sıcak bölgeden soğuk bölgeye )

Temelde bu ifadeler farklı seviyelerdeki enerjilerin sadece daha yüksekten daha düşük seviyeye hareket edebilirse mümkün olacağını söylemektedir. İdeal veya Mükemmel Gaz Kanunları

Bir ideal veya mükemmel gaz Boyle, Charles ve Amonton Kanunları ndan birisine uyar. Bu tip mükemmel gazlar gerçekte mevcut değildir. Fakat termodinamiğin bu üç yasası deneysel verilerin baz alındığı sıkıştırılabilirlik faktörü tarafından düzeltildiğinde kullanılabilir. Boyle ‘un kanunu sabit bir sıcaklıkta ideal bir gazın hacminin basınçtaki artışla azaldığını söylemektedir. Örneğin verilen bir miktar gaz sabit sıcaklıkta hacminin yarısına kadar sıkıştırıldığında basıncı iki katına çıkacaktır. veya

P2.V2 = P1.V1 = sabit

Charles ‘ın kanunu sabit sıcaklıkta ideal bir gazın hacminin sıcaklıktaki artışla artacağını söylemektedir.Eğer gaza ısı uygulanırsa gaz genleşecek ve basınç aynı kalacaktır. Bu kanun sürtünmenin olmadığını veya dışarıdan herhangi bir kuvvetin uygulanmadığını kabul etmektedir.

a

veya

Amonton ‘un kanunu sabit hacimde ideal bir gazın basıncının sıcaklıktaki artışla artacağını belirtmektedir. veya

2

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Gaz ve Buhar Tanım olarak gaz, sonsuz olarak genleşebilen ve bulunduğu kabı tamamiyle doldurabilen akışkan formundaki maddedir. Buhar gaz formunda olan gazlaştırılmış sıvı veya katıdır. Gaz veya buhar terimi genellikle birbirinin yerine kullanılmaktadır.

Kompresörler Nasıl Çalışır ? Gazların ve gaz karışımlarının nasıl davrandığı anlamak için boyutlarına göre karşılaştırıldıklarında birbirlerinden çok farklı olan farklı gaz bileşenlerinin moleküllerinden ibaret olan gazların tanınması gerekmektedir. Bu moleküller her zaman yüksek hızda seyrederler, kapalı kabın cidarlarına vururlar ve basıncı meydana getirirler ( Şekil 1-1 ).

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Sıcaklık ortalama molekül hızını etkiler. Sabit hacimdeki gaza ısı eklendiğinde bu moleküller hızlı seyahat ederler ve kabın cidarlarına hızla ve daha büyük bir kuvvetle vurular ( Şekil 1-2 ). Ardından bu daha büyük basınç oluşturur. Bu Amonton ‘un kanununa uymaktadır. Eğer kapalı kap bir pistona sahipse gaz daha küçük bir alana sıkıştırılabilir. Şimdi molekülün seyri sınırlandırılmıştır. Moleküller şimdi daha büyük bir frekansta cidara vururlar, Boyle Kanunu ‘na uygun olarak basıncı arttırırlar.

Ancak, ayrıca pistonun hareket ettirilmesi moleküllere enerji aktararak bunların artan frekansla hareket etmesine neden olur. Isıtmayla birlikte bu sıcaklıkta artışa neden olur.

a

Şekil 1-1 Isıtmadan önce kapalı kaptaki gaz

Bundan başka tüm moleküller daha ufak bir alana gitmeye zorlanır. Bunun sonucunda cidarın birim alanı üzerindeki çarpışma sayısı artar. Bu hepsi birlikte hızı arttırır, basınçta artışla sonuçlanır. Gazların daha yüksek basınçlara sıkıştırılması daha yüksek sıcaklıklar oluşturur, bu ise kompresör tasarımında problemlere neden olur. Tüm temel kompresör elemanları tiplerine bakılmaksızın çalışma koşullarını tasarımları ile sınırlandırmaktadır. Herhangi bir sınırlandırma yapıldığında sıkıştırma sürecinin birden fazla basamakta yapılması gerekmektedir. Bu terim çok kademelendirmedir ve 3

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

ekipmanın diğer elemanlarına seri bağlı olarak çalışmak üzere tasarlanmış bir temel ekipman elemanını kullanmaktadır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-2 Isıtıldığında sabit hacimdeki gazın basıncının artmasına ait deney

Şekil 1-3 Sıkıştırma prosesi gazın hacmini düşürür ve basıncını arttırır

a

Bu sınırlandırma kompresörün tipiyle değişim göstermektedir. Fakat en önemli sınırlandırmalar şunları içermektedir: 1. Basma basıncı – tüm tipler

2. Basınç artışı veya farkı: Dinamik birimler ve deplasmanlı tiplerinin birçoğu 3. Sıkıştırma oranı – dinamik birimler

4

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

4. Boşluğun etkisi – salınım yapan birimler ( bu sıkıştırma oranı ile ilgilidir ) 5. Güç tasarrufunun sağlanması

Sıkıştırma Yöntemleri Gazları sıkıştırmak için dört yöntem kullanılmaktadır. Bunlardan ikisi süreksiz akış sınıfında diğer ikisi sürekli akış sınıfındadır ( Bunlar tasvirdir, termodinamik veya görev sınıflandırma terimleri değildir ). 1. Kapalı hacimlerin bazı tiplerinde ardışık gaz miktarları yakalanır, hacmi düşürülür ( bu şekilde basıncı arttırılır ) ardından sıkıştırılmış gaz kapalı hacmin dışına itilir.

m o

2. Kapalı hacmin bazı tiplerinde ardışık gaz miktarları yakalanır, hacminde değişiklik olmadan basma ağzına taşınır, basma sisteminden ters akışla gaz sıkıştırılır, ardından sıkıştırılmış gaz kapalı hacmin dışına itilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

3. Hızlıca dönen çarklar veya bıçaklı rotorların mekanik etkisi ile akış halindeki gazın hızı asınca dönüştürülerek gaz sıkıştırılır ( Hız sabit difüzörler veya bıçaklarda daha fazla basınca dönüştürülür ) 4. Aynı veya bir diğer gazın ( genellikle buhar, fakat gerek yoktur ) yüksek hız jetinde gaz ilave edilir ve bir difüzörde karşımın yüksek hızı basınca dönüştürülür.

Birinci ve ikinci yöntemi kullanan kompresörler süreksiz sınıftadır ve pozitif deplasmanlı kompresörler olarak bilinmektedir. Üçüncü yöntemi kullanan kompresörler dinamik kompresörlerdir. Dördüncü yöntemi kullanan kompresörler ise ejektörler olarak bilinmektedir ve normalde atmosferik basıncın altında emişle çalışırlar. Kompresörler mekanik enerjiyi gaz enerjisine çevirir. Bunu Termodinamiğin I. Kanunu ‘na göre yaparlar. Bu süreçte mekanik enerji gaz enerjisine dönüşür. Enerjinin bir kısmı ısı kayıpları gibi karşılanamayan formlara dönüştürülür. Mekanik enerji, gaz enerjisine iki yöntemden birisi ile dönüştürülebilir.

1. Gazın daha ufak bir hacme pozitif deplasmanıyla. Debi doğrudan kompresörün devri ile orantılıdır. Fakat basınç oranı kompresörün pompaladığı sistemdeki basınç tarafından belirlenir. 2. Dinamik etkiyle hızın gaza aktarılması. Bu hız daha sonra basınca dönüştürülür. Debi ve basınç oranı devrin fonksiyonu olarak değişir. Fakat bu sadece çok sınırlı bir aralıkta ve ardından sadece uygun olarak tasarlanmış kontrol sistemleri ile yapılmaktadır. Şekil 1-4 ‘te temel fikir görülmektedir.

a

Akış halindeki havanın toplam enerjisi sabittir. Gaz genişletilmiş bir bölgeye girdiğinde hızı düşer ve hız enerjisinin bir kısmı basınç enerjisine dönüşür. Bu yüzden statik basınç genişletilmiş kısımda daha yüksektir.

5

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Kompresör Tipleri Şekil 1-5 ‘te kompresörlerin temel tipleri ve altında tanımları görülmektedir. Kam, diyafram ve difüzyon kompresörleri özel uygulamalardır ve boyutları ufaktır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-4 Hız enerjisinin basınç enerjisine dönüşmesi

a

Şekil 1-5 Endüstride kullanılan temel kompresör tipleri 6

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI



Pozitif deplasmanlı birimler kapalı bir alanda gaz hacimlerini peş peşe hapsederler ve daha yüksek basınçlara çıkarırlar.



Dönel pozitif deplasmanlı kompresörler: Dönel elemanların pozitif etkisinden meydana gelen deplasman ve sıkıştırmanının meydana geldiği ekipmanlardır.



Kayar kanatlı kompresörler: Silindirik bir gövde içerisinde ekzantrik olarak yerleştirilmiş rotor üzerindeki eksenel kanatları radyal olarak kayan dönel pozitif deplasmanlı ekipmanlardır. Kanatlar arasında yakalanan gaz sıkıştırılır ve basılır.



Sıvı pistonlu kompresörler: Su veya diğer akışkanın taşınan gazın sıkıştırılması ve basılması için piston olarak kullanıldığı döner pozitif ekipmanlardır.



İki çarklı düz loblu kompresörler: İki tane eşleşen düz loblu çarkta gazın yakalandığı ve emişten basmaya taşındığı dönel pozitif deplasmanlı ekipmanlardır. Bunlarda iç tarafta sıkıştırma yoktur.



Helisel veya spiral lob: Her biri helisel formda olan gazı sıkıştıran ve basan iki tane birbirine rotora sahip dönel pozitif deplasmanlı ekipmanlardır.



Dinamik kompresörler: Gazın hızlıca dönen elemanın içerisinden geçmesiyle beraber hızlandıran hız yükünü basınca dönüştüren dönel sürekli akım elemanlarıdır. Bu kısmen dönel elemanda ve kısmen de sabit difüzör veya bıçaklarda meydana gelir.



Santrifüj kompresörler: Bir veya daha fazla döner çarkın genellikle sırt kısımlarında gazın hızlandırıldığı dinamik ekipmanlardır. Esas gaz akışı ekseneldir.



Karışık akışlı kompresörler: Hem santrifüj hem de eksenel tipin bazı karakteristiklerini bir araya getiren bir çarka sahip dinamik ekipmanlardır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kompresör Tanımları

Gösterge basıncı ( psig ) yerel atmosferik basıncın üzerindeki basınçtır. Mutlak basınç ( psia ) mevcut gösterge basıncının üzerine yerel atmosferik veya barometrik basıncın eklenmiş halidir. Deniz seviyesinde mutlak basınç gösterge basıncı artı 14,7 psi dır. Deniz seviyesinden yukarılarda atmosferik basınç veya barometrik basınç daha az hale gelmektedir. Örneğin 1524 metre yükseklikte atmosferik basınç yaklaşık olarak 12,2 psia ‘dır. Bir kompresörün deplasmanı birinci kademe silindiri veya silindirleri tarafından taranan hacimdir ve genellikle cfm ( cubic feet/minute ) ile ifade edilir.

a

Serbest hava normal atmosferik koşullardaki havadır. Yükseklikten dolayı barometrik basınç ve sıcaklık farklı konumlarda ve farklı sıcaklıklarda değişmektedir. Standart hava maalesef herkes için aynı değildir: 1. ASME güç testi yönergesi havayı: 20 C0; 14,7 psia; %36 RH 7

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

2. Sıkıştırılmış Hava Enstitüsü havayı; 16 C0; 14,7 psia ve kuru 3. Doğal gaz boru hattı endüstrisi havayı: Emme sıcaklığında 14,4 psia olarak tanımlamaktadır. Aksi belirtilmediği sürece ikinci tanımlama genellikle pistonlu kompresörlere referans için kullanılmaktadır.

m o

Etkin kapasite bazen bir kompresörün emiş koşullarındaki kapasiteye uygulanabilir. Bu yaygın olarak ICFM ( emiş cubic feet per minute ) ve ACFM ( etkin cubic feet per minute ) ile ifade edilmektedir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Volumetrik verim kompresörün etkin kapasitesinin deplasmana olan oranıdır ve yüzdesel olarak ifade edilir.

Kompresör verimi teorik gücün belirli bir gaz miktarının sıkıştırılması için gereken etkin indike güce olan oranıdır. Mekanik verim krank miline gücün iletilmesi için sıkıştırma silindirlerindeki indike güç oranıdır. Yüzdesel olarak ifade edilir. Genel verim sıkıştırma veriminin ve mekanik verimin çarpımına eşittir. Sıkıştırma süresince gaza ve gazdan ısı transferi olmuyorsa adyabatik sıkıştırma meydana gelir ( PVk = C ). Sıkıştırma süresince gazın sıcaklığı sabit kalıyorsa izotermal sıkıştırma meydana gelir ( PV = C ). Gaza veya gazdan ısı transferi olduğunda ve sıkıştırma ve genleştirme hatları PVn = C genel kanunu takip ettiği yerde politropik sıkıştırma meydana gelir. Gövde yükü, kompresör gövdesi ve güç aktarma organlarının ( örn: biyel kolu, civatalar, kroşet, kroşet pimi, piston kolu, biyel kolu yatakları ve krank mili ) çekide ve basıda güvenle taşıyabileceği kuvvet veya yük miktarıdır. Bu bir tasarım faktörüdür ve silindir çapının boyutu, emme veya basma basıncı veya taşınan gazın tipindeki herhangi bir değişim bileşenin ömrünü ters olarak etkileyebilir. Bunun yanında parçalarda mekaniksel arıza da meydana gelebilir. Sıkıştırma oranı mutlak basma basıncının ( psia ) ve mutlak emme basıncına ( 14,696 ) olan oranıdır. Bu yüzden deniz seviyesinde 100 psi ‘lık işletme hava servisinde çalışan bir kompresörün sıkıştırma oranı 7,8 ‘dir.

a

Piston deplasmanı kompresörün anma devrinde pistonun taradığı net hacimdir. Çift etkili silindirlerde strokun hem silindir kapağı hem de krank tarafının toplamıdır. Bu cfm ile ifade edilir.

Basınç

Basınç, basınca maruz kalan birim alan üzerindeki kuvvetle ifade edilir. Çünkü ağırlık gerçekte malzemenin kütlesi üzerindeki yerçekimi kuvvetidir. Basınç kuvvetini dengelemek için gerekli olan ağırlık kıstas olarak kullanılmaktadır. Burada; 8

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Pound/sq in

psi

Pound/sq ft

lb/sq ft

Gram/sq cm

g/sq cm

Kilogram/sq cm

Kg/sq cm

dir. Basınç genellikle bir tanktaki basınç ve o andaki atmosferik basınç arasındaki farkı gösteren bir gösterge ile ölçülebilir. Bu yüzden bir gösterge ( psig ) gerçek toplam gaz basıncını göstermez.

m o

Gerçek basıncı veya sıfırın üzerindeki basıncı elde etmek için o andaki atmosferik veya barometrik basıncı uygun birimlerde eklemek gerekir. Bu toplam, mutlak basıncı ( psia ) vermektedir ( Şekil 1-6 ). Tüm kompresör hesaplamaları için mutlak basınç gereklidir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-6 Basıncı tanımlamak için kullanılan terimler ve ilişkileri

a

Not: Basınç verisinin iletilmesinde sık olarak yanlışlık yapılmaktadır. Gösterge veya mutlak olup olmadığına bakılmaksızın her basınçtan sonra özel bir işaret konulması önerilmektedir. Bunun için psig veya psia kullanılır. Eğer psig veriliyorsa barometrik basıncında belirtilmiş olduğundan emin olunmalıdır. Bunun yanında belirlenmiş yükseklik malzemenin sütun yüksekliğine orantılı ağırlığı olacaktır. Yükseklik bir kuvvet kıstası olarak kullanılabilir. Toplam, ağırlık ve alan orantılı olduğundan bu otomatik olarak birim alana düşer. Örneğin:

9

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

feet su sütunu = ft H2O inç su sütunu = inç H2O inç civa = inç Hg mm civa = mm Hg

Barometrik basıncı hesaba katmaz isek basınçlar yukarıdaki terimlerde ifade edildiğinde bunlar eğer mutlak değerler olarak özellikle gösterilmedikçe gösterge basınçlarıdır.

m o

Atmosferik basınç bir barometre ile ölçülür. Bu civa sütununun yüksekliğinin ölçülmesi için tasarlanmıştır. Tüpün civa içeren üst tarafı kapatılmıştır ve mutlak sıfır basınçtadır. Tüpün alt tarafı bir civa kabına daldırılmıştır. Bu kabın yüzeyi atmosfere açıktır. Bu civa sütununun ağırlığı kesinlikle atmosferik havanın benzer sütununun ağırlığını dengelemektedir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Bu gösterge gerçekten sıfır basıncı göstermesine rağmen tasarım sonucu bu basınçlardan birisi sıfırdır ve okunan etkin değer gerçek mutlak veya atmosferin toplam basıncıdır. 14,696 psia deniz seviyesinde 29,92 inç Hg ‘ye eşdeğerdir.

Kompresörlerle İlgili Basınç Tanımlamaları

Giriş veya emme basıncı kompresör silindirlerinin emme flanşında ölçülen toplam basınçtır. Normalde gösterge basıncı olarak ifade edilir. Fakat mutlak basınç ( gösterge basıncı atmosferik basınç ( 14,696 )) olarak da ifade edilebilir. Bu psia veya psig ile ifade edilir. Basma basıncı kompresörün basma flanşında ölçülen toplam basınçtır. Bu emme basıncı ile aynı şekilde ifade edilir ( psia veya psig ). Vakum

Vakum bir basınç tipidir. Bir gazın vakum altında olduğunun söylenebilmesi için basınç atmosferik basıncın altında olmalıdır. Bu basıncı ifade etmenin iki yöntemi bulunmaktadır: Sadece bir tanesi kendiliğinden doğrudur. Vakum genellikle sistem basıncı ve atmosferik basınç arasındaki farkı gösteren bir diferansiyel gösterge ile ölçülür. Bu ölçüm şu şekilde gösterilir: mm Hg vakum = mm Hg vac inç Hg vakum = inç Hg vac

a

inç su sütunu = inç H2O vac

Atmosferik basıncın barometrik eşdeğeri verilmediği sürece bu ifadeler basıncın doğru olarak tanımlanması için kullanılamaz ( Şekil 1-6 ). Atmosferik basınçtan okunan vakum değerinin çıkarılması doğru bir mutlak basınç değeri verecektir. Bu; inç mutlak Hg = inç Hg abs

10

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

mm mutlak Hg = mm Hg abs mutlak Pound/sq inç = psia

şeklinde ifade edilebilir. Mutlak kelimesi hiçbir zaman ihmal edilmemelidir. Aksi halde birisi diferansiyel veya mutlak terimlerde ifade edilen vakum olup olmadığından emin olunmaz.

Pistonlu Kompresörlerin Teorisi

m o

Pistonlu kompresörler en iyi bilinen ve en yaygın olarak kullanılan pozitif deplasmanlı kompresör tipidir. Eski bisiklet pompalarına benzer prensipte çalışırlar. Silindirin içerisinde piston bulunmaktadır. Pistonun silindirin içerisinde ileriye hareket etmesiyle piston havayı veya gazı daha ufak bir alana sıkıştırır, böylece gazın basıncını arttırır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Temel pistonlu sıkıştırma elemanı pistonun bir tarafına etki eden ( tek etkili ) tek silindirli sıkıştırmadır. Pistonun her iki tarafında da ( çift etkili ) sıkıştırma varsa iki temel tek etkili eleman tek bir gövde içerisinde paralel olarak çalışmaktadır. Kullanılan kompresörlerin birçoğu çift etkili tiptedir. Şekil 1-7 ‘de bir diğer tür olan V yerleşimli iki kademeli, çift etkili suyla soğutulan kompresöre ait kesit görülmektedir.

Şekil 1-7 Çok kademeli, çift etkili V yerleşimli pistonlu kompresör

a

Kompresör milinin dönel hareketi bir krank mili, kroşet ve bu ikisinin arasındaki bir biyel kolu vasıtasıyla salınım hareketine dönüştürülür. Biyel kolunun bir ucu krank miline krank pimi ile bağlanmışken diğer ucu krank milinin dönmesiyle doğrusal harekete salınım yapan kroşete, kroşet pimi ile bağlanmıştır. Emme ve basma valfleri silindirin altında ve üstünde konumlandırılmıştır ( bazen bunlar silindir fıçısında konulmuş olabilir ). Bunlar temelde çek valflerdir, gazın sadece bir doğrultuda geçmesine izin verirler. 11

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Silindirin üst tarafına doğru pistonun hareket etmesi silindirin alt tarafında kısmi bir vakum meydana getirir. Emme valfinde oluşan emme basıncı ve bu vakum arasındaki basınç farkı valfin açılmasına neden olur, emiş hattından silindire hava akışına izin verir. Geri dönüş strokunda silindir içerisindeki basınç basma hattındaki basıncı aştığında basma valfi açılır. Bu basınçtaki havanın silindirden basma veya sistem hattına basılmasına imkan tanır. Bu etki, pistonun sadece bir tarafında olduğunda tek etkili sıkıştırma olarak adlandırılırken pistonun her iki tarafında sıkıştırma olduğunda bu çift etkili sıkıştırma olarak adlandırılmaktadır.

m o

Kompresörün Kapasitesi

Kompresör kapasitesinin belirlenmesi, sıkıştırılamayan genleşmeyen akışkan taşındığında daha kolay olmaktadır. Basma hattındaki miktar pratik olarak piston tarafından süpürülen hacme eşdeğerdir. Ancak hava veya gaz elastik olduğundan kompresörün kapasitesi büyük oranda basınç koşullarının değişmesiyle değişmektedir. Örneğin emiş basıncı bilindiğinde ekipmanın kapasitesi 100 psi ‘dan basma yapıldığında 50 psi ‘daki basmaya göre daha azdır. Bu bilinen bir kapasite için kompresörün kapasitesinin bilinmesini mümkün kılar. Burada sadece piston deplasmanı olarak pistonun bir dakika süresince süpürdüğü hacimdir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Pistonun Deplasmanı

Pistonun deplasmanı, ekipmanın anma devrinde pistonun strokunun alt ölü noktasından üst ölü nokta merkezine kadar seyrettiği uzunluk olarak kompresör pistonu tarafından yer değiştirilen gerçek net hacimdir. Şekil 1-8 ‘de tüm strok ve bu yüzden pistonun deplasmanı pistonun B-H noktalarından olan seyri tarafından oluşturulur. Bu hacim genellikle cfm ile ifade edilir. Çok kademeli birimler için ilk kademede pistonun deplasmanı tek başına genellikle tüm ekipmanın deplasmanı olarak ele alınır. Çift etkili silindir söz konusu olduğunda silindirin krank tarafındaki deplasmanı da eklenmelidir. Krank tarafının deplasmanı şüphesiz silindir kapağı tarafındaki deplasmandan daha azdır. Tek etkili bir birim için pistonun deplasmanı aşağıdaki formüller ile hemen hesaplanabilir: 1- Tek etkili bir silindir için PD nin hesaplanması:

a

2- Çift etkili bir silindir için PD nin hesaplanması

12

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Bu denklemle şu hesaplanabilir:

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-8 Kompresörün etkin indikatör kartı

Bunlar kullanışlı denklemlerdir. Çünkü herhangi özel kompresör birimi standart bir stroka, devre ve kol boyutuna sahiptir. Bu yüzden bu denklemler herhangi bir spesifik birim için sabitler ile kullanılabilir ve tek veya çift etkili silindir için herhangi bulunmayan PD nin bulunmasında sadece AHE denkleme eklenmelidir. AOBFH kullanım açısından daha pratik bir kart olabilir. Burada AOB alanı emme portları ve valflerden olan akışkan kayıpları ve EFH alanı basma valfleri ve portlarından olan akışkan kayıpları olarak kart alanına eklenmiştir. Akışkanın kayıplarından dolayı oluşan daha büyük alan daha fazla güç isteği demektir. Dikkate alınması gereken diğer noktalarda bulunmaktadır. Sıkıştırma süresince ( grafikte BF ile gösterilen eğri ) az miktardaki gaz sürekli olarak piston ringleri ve emme valflerinden kayarak geçer. Bu gaz henüz basma sistemine gönderilmediğinden üzerindeki iş bitmemiştir. Bunun yanında basma valflerini kayarak geçen gaz basma sisteminden gazın geri dönmesine neden olur. Bunun sonrasında yeniden sıkıştırma ve yeniden basma yer alır.

a

Kaçak anormal miktarda olmadıkça E noktasının teorik konumunu pek etkilemez. Henüz genel kayıp meydana gelmemiştir. Bunun için iki adım bulunmaktadır. Birincisi piston ringi ve emme valfi kaymasının karşılanması için silindire daha fazla gaz alınmalıdır. İkincisi iş, bu kayıp kapasiteye göre yapılır ve son olarak basma valfinden geri dönen kaçaklar yeniden sıkıştırılmalı ve basma sistemine yeniden basılmalıdır.

13

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Burada halen bir diğer faktör olan silindir ceketinin soğutma etkisi bulunmaktadır. Isının su ceketiyle uzaklaştırılması sıkıştırma süresince hacmi ufaltacak ve gereken gücü düşürerek F noktasını sola hareket ettirmeye çalışacaktır. Bu harcanan güçte gerçekten tasarruf sağlar. Yapılan iş ve oluşturulan ısı miktarına oranında ceket yüzeyinin büyük olduğu yerde yüksek sıkıştırma oranıyla düşük yoğunluklu gaza göre ufak silindirlerde taşınanların dışında maalesef bunun herhangi bir önemi yoktur. Bu akışkan kayıpları Şekil 1-8 ‘deki AOBF indikatör kartı üzerinde gösterilmiştir. Bu şekil atölyede veya sahadaki ekipman üzerinden alınmış olabilecek tipik bir etken indikatör kartını göstermektedir.

m o

Fren Gücü

Etkin indike güç, ideal güç baz alınarak ve silindirdeki termodinamik kayıpları içerecek şekilde imal edilir. Bu termodinamik kayıplar ( akışkan kayıpları ) sıkıştırma verimi adı altında toplanır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Sıkıştırma verimini belirlemedeki en büyük faktör emme ve basma valflerinden olan valf kaybı veya basınç düşüşüdür. Bu akışkan kayıpları gaz yoğunluğunun ve valf hızının bir fonksiyonudur. Emme ve basma valfleri ve moleküler ağırlık yoğunluğu belirlemektedir. Valfin hızı seçilen silindirdeki elde edilebilir valf alanı ve piston hızıyla sabitlenir. Valf hızı normalde fpm ile belirtilir. Bu her silindir tarafı başına piston alanının valf alanına oranıdır, fpm piston devriyle çarpımıdır.

Sıkıştırma verimindeki kayıpların daha iyi anlaşılması indikatör diyagramına referans alınabilir ( Şekil 1-8 ). Eğer akışkan kayıpları olmadan silindirin içerisine veya dışarısına gaz almak mümkün ise ABEH indikatör kartı gerçekleştirilebilir. Bu kartın ideal veya teroik güç gereksinimlerini gösterdiği söylenebilir. Fakat akışkan kayıpları bulunmaktadır. Bu yüzden silindirdeki etkin emiş basıncı silindirin emme flanşınınkinin altındadır. Bunun gibi EH aralığında taşıma süresince silindirdeki basınç silindirin basma flanşınınkinden daha yüksektir. Volumetrik Verim ( VE )

Bir volumetrik verim, farklı sıkıştırma oranları için değişir, etkin serbest hava kapasitesinin belirlenmesi için pistonun deplasmanına uygulanmalıdır. Volumetrik verim ayrıca sıkıştırılan gazın n değeriyle ve moleküler ağırlığı ile bir miktar değişim göstermektedir. En büyük volumetrik kayıp kompresör silindirlerindeki boşluktan meydana gelmektedir. Ancak diğer kayıplar biraz daha az öneme sahip iken kompresör kapasitesini de etkilemektedir. Boşluk Kayıpları

a

Kompresör strokunun sonuna eriştiğinde ve tüm gazı bastığında valf ceplerinde ve piston ve silindir kapağı arasındaki boşluk alanında bir miktar gaz kalmaktadır. Piston geri dönüş strokuna başladığında basma basıncındaki bu boşluk gazı, emme valfleri açılmadan önce emme basıncına genleştirilmelidir. Bu yüzden strokun bu kısmı için silindire hiç hava girmez, bu durum emilen hacmi düşürür. Bu boşluk gazı için hacim emiş basıncına sıkıştırma oranıyla değişecek şekilde genleştirildiğinden dolayı bunu kompresörün volumetrik verimi izler ve bu yüzden etkin kapasite basınç yerine sıkıştırma oranıyla değişir. Silindir boşluğu tamamen ortadan kaldırılamaz. Normal oşluk bilinen bir silindirde elde edilebilir olan minimumdur ve standart silindirlerin birçoğu için %4 ila 14

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

%16 arasındadır. Bazı özel düşük orantılı silindirler kapasite kontrolü gibi diğer amaçlar için eklenemeyen hacmi içermezler. Her ne kadar boşluğun ortalama kullanıcı için önemi az olsa da ( garantiler etkin basma kapasitesinin üzerinde verilir ) bunun kapasite üzerindeki etkisi kontrol ve diğer amaçlar için boşlukta bir değişim uygulanmasından dolayı anlaşılmalıdır. Bir silindire ekstra boşluğun eklendiği yerde birçok durum söz konusudur: 1- Sabit basınç koşullarında kapasiteyi düşürmek için 2- Sıkıştırma oranını değiştirerek kapasitenin düşürülmesiyle değişken işletme basıncı koşulları altında tahrik birimine aşırı yük binmesini önlemek için

m o

Bir kompresör bilinen bir koşulda bilinen bir kapasite için tasarlanmışsa silindir veya silindirdeki normal boşluk miktarının güç üzerinde bir etkisi yoktur.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Bir piston sıkıştırma ve basma strokunu tamamladığında ve ters yöne harekete hazır olduğunda basma basıncındaki gaz, boşluk alanında hapsedilir.

Bu gaz basıncı yeterli miktarda emme basıncının altına düşüp emme vanasının açılmasına neden olana dek geri dönüş strokunda genleşir. Bir p-V diyagramı üzerinde ( Şekil 1-9 ) taze havanın veya gazın zorlanma miktarı üzerinde yeniden genleşmesinin etkisi görülebilir.

Şekil 1-9 Bir pistonlu kompresörün kapasitesi üzerinde boşluğun etkisi

Şekil 1-10 ‘da sıkıştırma oranı 4,0 ve %7, %14 ve %21 boşluğun baz alındığı teorik p-V diyagramına ait bir seri görülmektedir.

a

Şekil 1-10 Sabit sıkıştırma oranında volumetrik verim üzerinde farklı silindir boşluk miktarlarının nicel etkisi

15

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Volumetrik verimdeki düşüş şimdi şu şekilde görülmektedir: 1. Boşluk artar 2. Sıkıştırma oranı artar Şekil 1-11 ‘de orta ve yüksek sıkıştırma oranlarının olması durumunda boşluğun etkisini göstermektedir. Sıkıştırma oranı 7,0 için teorik p-V diyagramı sıkıştırma oranı 4,0 için olan diyagramın üzerine bindirilmiştir, geri kalanı aynıdır. Daha yüksek boşluk ( %14 ) görsel amaçlar için kullanılmaktadır. Sıkıştırma oranı 7,0 için tasarlanmış ticari bir kompresörde boşluk %14 ‘ten az olmalıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-11 Bilinen bir silindirin volumetrik verimi üzerinde farklı sıkıştırma oranlarının etkisi

Bir silindirde nasıl ki boşluk volumetrik verim üzerinde baskın kontrole sahip ise valf alanının sıkıştırma verimi üzerinde de baskın kontrolü bulunmaktadır. Düşük boşluk ve volumetrik verimin elde edilmesi için valflerin boyutu ve sayısı sınırlandırılmalıdır. Bu sıkıştırma verimini düşürmeye ve harcanan gücü arttırmaya eğilimlidir. Tüm faktörler göz önüne alınmalı ve uzlaşmaya varılmalıdır. Piston Ringi Kaçağı

Bu kaçak gazın sıkıştırma odasından silindirin diğer tarafına pistondan geçerek kaçmasına izin verir. Kapasite düşer. Bunun nedeni bu sıcak kaçak gazın silindir tarafındaki gelen gazı ısıtmasıdır.

a

Doğal olarak piston strokunun sonuna yaklaştığında maksimum piston kaçağı meydana gelir. Bunun nedeni ringler ve time element teki fark basıncının bu noktada en büyük değerde olmasıdır. Bu kaçak basma sıcaklığındaki bir artış tarafından görülebileceği gibi hem volumetrik hem de güç kaybına neden olur.

16

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Valfin Kayması Valfin kayması, valfler piston strokunun sonunda oturmadan önce valflerden olan gaz akışıdır. Açıkçası bu hacim kaybı hem emme hem de basma valflerinden meydana gelir. Cevap veren valfte minimum kayma meydana gelir. Sonrasında valf boyunca olan fark basıncı piston ölü noktaya yaklaştığında hızlıca artar. Bu yüzden valf aynı anda cevap vermiyorsa yüksek basınçlı gaz doğal olarak valf oturmadan önce geri döner. Çok Kademenin Etkileri

m o

Çok kademelendirmenin volumetrik verim üzerinde önemli etkisi bulunmaktadır. Burada düşük basınçlı silindir daha çok tüm ekipmanın volumetrik verimini belirlemektedir. Çünkü hacim ne olursa olsun bir sonraki kademeye basan bu silindir packing gruplarında meydana gelen az bir kaçağa göz yumularak basılmalıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Diğer bir deyişle iki kademeli bir ekipmanın volumetrik verimi eğer düşük basınç silindiri, ara soğutucu basıncında gaz basan tek kademeli bir kompresörse aynıdır. Şekil 1-12 ‘de iki kademeli bir 100 psig ‘lik hava kompresörünün kombine p-V diyagramı görülmektedir. Pistonlu bir ünitede tüm silindirler genelde tek ünite içine yerleştirilir ve tek krank mili ile tahrik edilir.

a

Şekil 1-12 Mükemmel ara soğutmaya sahip iki kademeli bir pozitif deplasmanlı kompresörün kombine teorik indikatör kartı

Pistonlu kompresörler için: 1. Güç tasarrufu

17

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

2. Gazın basma sıcaklığının sınırlandırılması 3. Basınç farkının sınırlandırılması durumlarında çok kademelendirme yapılır. Güç tasarrufu Şekil 1-8 ‘deki indikatör kartından görülebilir. Kademeler arasında ara soğutma olmadığından dolayı gazın maksimum basma sıcaklığında bir düşüş bulunmaktadır. Maksimum basma sıcaklığının sınırlanması özellikle büyük yüksek basınçlı kompresörlerde şekilde değiştiren silindir parçalarının bir problem olduğu yerlerde hava tutulduğunda emniyet için önemlidir. Bu, ısıtıldığında daha zararlı hale gelmeyen gazla bile doğrudur.

m o

Yüksek basınç farkları tarafından oluşturulan sınırlar gövdede, güç aktarma organlarında ve diğer parçalarda aşırı gerilimden sakınılmasını içermektedir. Bu tasarımcıların özel ilgi göstermesi gerektiği karmaşık bir sorundur. Bu yapının bir diğer sorunu ise nadiren sıkıştırma kademe sayısının arttırılmasıyla çözülür.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-13 ‘de iki veya üç kademenin kademe başındaki basma sıcaklığının teorik etkisi görülmektedir.

Şekil 1-13 20 C0 emiş sıcaklığı ile teorik adyabatik basma sıcaklığı

a

Şekil 1-14 ‘te güç gereksinimleri üzerine kademelendirmenin etkisi görülmektedir.

Tüm şekillerde kompresör normal havayı 14,7 psia emme basıncında taşır. Veriler teoriktir, kademeler arasında emme sıcaklığına ve tüm kademeler için eş değer oranlar ile ve 20 C0 emme sıcaklığı baz alınarak ara soğutma yapılır ( mükemmel ara soğutma ). Güç tasarrufu aşikardır. Şekil 1-14 ‘te yüzdeler görülmektedir. Ünitenin seçiminde güç tasarrufu üzerine verilen önem büyük oranda yük faktörüne ( ünitenin etkin oalrak çalıştığı toplam çalışma yüzdesi ) ve kompresörün boyutuna bağlıdır. Pratik olarak sıkıştırma kapasitesi dörtten fazladır, 18

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

valfler, boru hattı ve soğutuculardan olan gaz sürtünme kayıplarının daha fazla olmasından dolayı güç tasarrufu sıklıkla ekstra kademenin eklenmesiyle ihmal edilebilecek seviyededir. Ancak diğer pratik avantajları da bulunmaktadır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-14 Tek, iki ve üç kademeli sıkıştırma için 100 cfm başına karşılaştırmalı teorik adyabatik güç

Maksimum sıcaklık sınırının uygulanmasının istenmesi her zaman için tamamıyla değerlendirilir. Bu özellikle oksitleme atmosferlerinin mevcut olduğu ve yağlama yağın bozulmasının sıcaklık artışı ile hızlandığı hava kompresörlerine uygulanabilir. Etkin basma sıcaklığı, kompresörün boyutu, tasarımı, soğutma yöntemi ve sıkıştırma oranına bağlı olarak teorik adyabatikten bir miktar farklılık gösterecektir. Hiçbir kural konulamaz, fakat sapmanın fazla olması uygun değildir ve teorik sınırlama mükemmel bir kılavuzdur. Sürekli olarak ağır yük kullanımda olan bir kompresör, daha hafif veya süreksiz çevrim üzerinde bir çalışmaya göre daha çok basma sıcaklığına baz alınarak tanımlanabilir. Basma sıcaklığının artmasıyla dönüş süresi ve bağıl bakım maliyeti açıkça artacaktır. Bir kılavuz olarak orta ve büyük ağır yük kompresörleri için ( 150 BG ve daha fazlası ) havanın veya diğer oksitleyici gazların taşınmasında maksimum basma sıcaklığı 175 C0 ‘yi geçmemelidir. 300 psig ‘den daha fazlası için bu sıcaklık daha fazla düşürülebilir. Ara Kademe Basınçları

a

Etkin ara kademe basınç değerleri valflerin ve piston ringlerin bağıl sıkılığının önemli indikatörleridir ve günde birkaç kez kontrol edilmelidir. Normal çalışma basınçlarından herhangi bir sapma hemen ilgi ve inceleme gerektirmektedir. Herhangi çok kademeli kompresör için silindir boyutları sonlu emiş ve basma sıcaklığı ve basınç koşulları için oranlandığında ilk kademenin tasarlanan giriş basıncı ve sıcaklığından kaynaklanan değişimler kadar son kademe basma basıncındaki ve soğutma suyu sıcaklığındaki değişimler de ara kademe basınçlarının bir miktar değişmesine neden olacaktır. 19

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Bazı durumlarda teorik yaklaşımların yapılması yardımcı olmaktadır. Bunun için aşağıdaki bilgiler kullanılabilir: İki Kademe P1 ilk kademe emme basıncı – psia P2 ara soğutucu basıncı – psia P3 ikinci kademe basma basıncı – psia

Üç kademe

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

P1 birinci kademe emiş basıncı – psia

P2 birinci kademe ara soğutucu basıncı – psia P3 ikinci kademe ara soğutucu basıncı – psia P4 üçüncü kademe basma basıncı – psia

Etkin kompresörde silindir oranları ve boşluklarda değişim olduğundan teorik yaklaşımın, kademe başına eşit sıkıştırma oranları ile tamamen doğru olduğu düşünülmemelidir. Spesifik ekipmandan alınan etkin değerler, iyi koşulda olduğunda ve tasarım koşullarında işletildiğinde referans için standart olarak kabul edilebilir. Yüksekliğin Etkisi

Bir kompresörün monte edildiği yüksekliğe her zaman için dikkat edilmelidir. Deniz seviyesinden olan yükseklik arttıkça yerküre atmosferinin ağırlığı azalır. Bu barometreye ve mutlak emme basıncında yansır, basınç yükseklik ile düşer. Bu gerçek proses kompresörleri için önemlidir. Daha yükseklerde düşük basınç silindirinin boyutu daha büyük giriş kapasitesi sağlayacak şekilde ve normal değerlere daha yakın olacak şekilde gövde ve güç aktarma organları üzerine güç verilecek şekilde arttırılır.

a

Tek kademeli pistonlu ve diğer pozitif deplasmanlı kompresörler, izin verilebilir sıkıştırma oranı ve basma sıcaklığı tarafından sınırlandırılmıştır. Bunlar yüksekte işletme için malzeme olarak düşük kapasitededir. Bilinen bir kompresör için yükseklik arttıkça güç gereksinimi artacağından içten yanmalı motorun ve elektrik motorunun bu gücü güvenli olarak ortaya çıkarma yeteneği genellikle hızlı olarak düşüş gösterir.

20

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Fren Gücü Pistonlu üniteler, fren gücünde ortaya çıkacak mekanik ve sıkıştırma verimi tarafından modifiye edilen teorik adyabatik güç baz alınarak hesaplanır. Genel güç kullanımlarında deniz seviyesindeki hava kompresörlerinin ön hesaplaması için Şekil 1-15 ‘te görülen veriler makuldur, fakat üretici tarafından onaylanması gerekmektedir. Bu bilgide etkin olarak 100 cfm basılan emiş havası ve ağır yüklü su soğutmalı kompresör baz alınmıştır. Yüksekteki kurulumlar için performans değişecektir. Şekil 1-16 ‘da ayrıca fren gücü/100 için yaklaşık olarak yükseklik düzeltme faktörlerini vermektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-15 Farklı hava kompresörleri için kapasite ve basıncın fonksiyonu olarak güç ( genel yaklaşımlar )

Çok kademeli ekipmanlar kademe başına eşit sıkıştırma oranları kullanılarak ve kademe sayısıyla tek kademe fren gücü/milyon çarpımıyla yaklaşımı yapılabilir. Her ne kadar bunun istisnaları bulunsa da kademe başına 3,5 ‘ten fazla sıkıştırma oranı normalde kullanılmamalıdır. Eğer ilgili ise sıkıştırılabilirliğe kademe kademe ayrı olarak izin verilebilir. Ara kademedeki basınç düşüşü mükemmel olmayan ara soğutma ve kademeler arasındaki buhar yoğuşması taşınan hacmi düşürdüğünden bu konu için de izin verilmelidir.

a

Pistonlu Kompresörün Karakteristiği

Pistonlu kompresörler tüm sıkıştırma ekipmanları içerisinde en yaygın olarak kullanılan kompresörlerdir ve ayrıca en geniş boyut ve tip aralığını da sağlamaktadır. Değerler her ünite için çok küçük değerlerden 20 000 BG ‘in yukarısına kadar değişim göstermektedir. Basınç aralıkları düşük vakumdan ( emişte ) özel proses kompresörleri için 65 000 psig veya daha yukarısına kadar değişim göstermektedir. Endüstriyel işletme havası kullanımlarında bunlar çok küçük güçlerden 2 000 ~ 3 000 BG aralığına kadar kullanılmakta ve kurum üfleme için basınç değerleri düşük vakumdan 500 psi ‘ya kadar çıkabilmektedir. 21

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-16 BG/100 cfm değerlerine uygulanan hava kompresörleri için yükseklik düzeltme faktörleri

Tüm pozitif deplasmanlı kompresörlerde yaygın olarak pistonlu kompresörler sabit hacimli değişken basınçlı ekipman olarak sınıflandırılmaktadır. Uygulamaların birçoğu için bunlar günümüzdeki en verimli imalatlardır. Bunlar kapasite kontrol aygıtlarıyla donatılarak kısmi yüklerde ( düşürülmüş kapasite çıkışı ) verimleri sabit tutulur. Bunlar neredeyse her ticari gazı basacak şekilde yapılmaktadır, bazı uç durumlardaki korozyon problemi ise çözülmüştür. Her ne kadar istenildiğinde yağlamasız tasarım temin edilebilmesine rağmen gaz silindirleri genellikle yağlanmaktadır. Salınım yapan pistonlar ve diğer parçalar ve bazı dengelenemeyen dönel parçalardan dolayı üniteyi sallayan atalet kuvvetleri oluşur. Bu gereksinimin büyüklüğü kompresörün tipine ve boyutuna bağlıdır. Bu ekipmanlar normalde bina içerisine monte edilecek şekilde tasarlanmışlardır. Fakat açık hava kurulum için de donatılabilirler. Pistonlu kompresörlere gaz temiz olarak gelmelidir. Hava kompresörlerine emiş filtresi konulması tavsiye edilmektedir. Her ne kadar silindir içerisinde yoğuşma meydana gelmediğinde buhar problem oluşturmamasına rağmen bu kompresörler içerisinde hapsolmuş sıvılar olan gazları tatminkar seviyede taşıyamayabilir. Sıvılar yağlamayı bozmaya meyildir ve aşırı aşınmaya neden olur.

a

Pistonlu kompresörler gazın pulslu akışını taşıyabilir. Bu bazen bir dezavantajdır. Fakat genellikle puls damperleri kullanılarak bunun önüne geçilir. Pistonlu kompresörler, döner kayar kanatlı ve helisel loblu vidalı ekipmanlar gibi, pozitif deplasmanlı kompresörlerdir. Bunun anlamı gaz, gaz şarjının sıkıştırılması ve ardından hapsedilmiş alana sıkıştırılmasıyla basıncın artması sağlanarak sıkıştırılır.

22

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Pistonlu kompresörler gazı bir piston, silindir ve valf yerleşimi kullanarak sıkıştırır. Şekil 1-17 ‘de pistonun silindirde hareket etmesiyle hacim düşüşü ve basınçtaki artış görülmektedir. Kompresörlerin Sınıflandırılması Üretici firmalar kullanıcı firmaların ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde kompresörlerini tasarlamaktadır. Bu kompresörler, orta yük ekipmanları ve ağır yük üniteleri ( hafif yük üniteleri, ufak güçlerden 3 – 5 BG ‘e kadar güce sahiptir ) olmak üzere iki genel gruptan birinde yer almaktadır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-17 Bir kompresör silindirinde piston strokunun konumuna göre hacimdeki düşüş. (A) Atmosferik basınçta silindir havayla dolar, göstergede okunan değer 0 psi ‘dır. (B) Aynı fakat emme valfi kapanmıştır. (C) Hacim gerçeğinin yarısı civarına inmiştir, göstergede 50 psi okunur. (D) Hacim gerçeğinin 1/8 ‘ine inmiştir, göstergede 100 psi okunur. (E) D ‘de sıkıştırılan hava hacmi sıkıştırıldıktan ve basıldıktan sonra piston üst ölü noktadadır.

Orta Yük Kompresörleri

Orta yük kompresörleri makul bir kullanım ömrü boyunca güvenilir işletme için tasarlanmışlardır. Fakat sürekli tam yük, uzun süreli çalışmanın gerektiği yerlerde kurulmamalıdır. Bu ünitelerin tam yükte uzun süreli periyotlarda çalıştırılmayacağı anlamına gelmez. Bu durumda ise bakım normalden daha kapsamlı olacaktır. Genel olarak, orta yük kompresörleri tek kademeli silindir tasarımlarına sahiptir. Genellikle bu kompresörler havayla soğutulmaktadır. Ancak 30 ila 125 BG arasında güce sahip olanlar için su soğutmalı tasarım kullanılmaktadır. Bir diğer sürümde minimum değer 125 BG ‘dir. 50 psig ‘ye kadar olan basınç değerleri için bunlar tek kademeli olarak ve 250 psig ‘ye kadar olan basınç değerleri için iki kademeli olarak imal edilirler.

a

Soğutma Tipleri

1. Havayla soğutulan kompresörler, gazın sıkıştırılması sonucu oluşan ısının bir kısmının transfer edilmesi için silindirin bir parçası olarak dökülmüş finlere sahiptir. Bunların birçoğunun volanın veya kasnağın parçası olarak dökülmüş silindir yüzeyinden ısının uzaklaştırılması için bir fan gibi davranan kanatları bulunmaktadır. 2. Hava ve suyla soğutulan kompresörler silindir dökümünün bir parçası olarak şekil verilmiş kanatlara ve basma valflerini barındıran silindir kapağında soğutma suyu devir daimine sahiptir. Bu su, otomobil motoruna benzer olarak bir radyatör/fan yerleşimi ile sirküle edilir. 23

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

3. Suyla soğutulan kompresörler silindire entegre bir parça olarak döküm ceketlere ve sıkıştırma ısısının uzaklaştırılması için kafalara sahiptir. Bu kompresörlerde ısının yayılması radyasyona bağlı değildir ve bu yüzden daha yüksek sıkıştırma oranlarında çalıştırılabilirler. Otomotiv Pistonlu Tasarım İster su soğutmalı isterse hava soğutmalı olsun orta yük kompresörü otomobil motoruna benzer olarak imal edilir. Bunlarda pistonun uzunluğu silindir içerisinde kılavuzlama için kullanılır. Otomobil pistonlu tasarımda bu yüzden pistonun yan tarafları silindirde kılavuzlama yüzeyi olarak rol oynar. Bu nedenden dolayı piston çapına göre daha büyük olmalıdır. Otomobil pistonlu tasarımda sadece pistonun üst tarafında sıkıştırma yapılabilmektedir, bu yüzden tek etkilidir.

m o

Otomobil pistonlu kompresörler kroşetli tasarlananlara göre daha yüksek devirlerde çalışmaktadırlar.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Genel olarak yataklar, piston pimi ve piston ringleri krankın fırlattığı yağla yağlanır. Buna çarptırmalı yağlama denilmektedir. Bazı durumlarda bir yağ pompası da eklenir ve piston pimi, krank pimi ve yataklar basınçla yağlanır. Ağır Yük Kompresörleri

Genellikle pistonlu kompresörler için ağır yük veya sürekli yük olarak göz önünde bulundurulur. Bunlar hem su soğutmalı hem de çift etkilidirler. Suyla Soğutma

Gaz sıkıştırılır sıkıştırılmaz ısı ortaya çıkmaktaydı. Kompresörün iç parçalarının uygun olarak soğutulması kritik noktalarda mümkün olan en düşük sıcaklıkların oluşturulması tasarımın temel noktasıdır. Su soğutmalı pistonlu kompresör söz konusu olduğunda silindirler ve silindir kapakları su ceketleriyle çevrelenirler ve metalden suya olan ısı transferi, metalden havaya olan ısı transferinden çok daha fazla verimlidir. Suyla soğutulan pistonlu üniteler havayla soğutulan ünitelerle karşılaştırıldıklarında daha verimli soğutma yapabilmektedirler. Bu sürekli yükte ( %100 yükte günde 24 saat çalışma ) düşük bakımla çalışmaya izin verir. Kroşet Tasarımı

Suyla soğutmaya ek olarak ağır yük tipindeki pistonla kompresörler kılavuzlama için piston eteğini kullanmanın yerine silindirde pistonu kılavuzlayan ayrı bir kroşetle tasarlanmışlardır. 

Daha büyük verim için daha dar piston ve daha büyük valf alanının kullanılmasına izin verir.



Daha uzun strok ve daha büyük kapasiteye izin verir



Silindiri krank muhafazasından ayırır, pistonun çarpmasını ortadan kaldırır ve ring aşınmasını önler



Daha güçlü piston tasarımı ve daha yüksek çalışma sıcaklıklarına çıkılmasına izin verir

a

24

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI



Strokun her iki tarafında da pompalamaya veya sıkıştırmaya izin veren bir piston tasarımının yapılmasını mümkün kılar. Çift etki tek etkili tasarıma ters olarak her turda kapasiteyi iki katına çıkarır.

Ağır yükte çalışan, su soğutmalı, kroşet tipli pistonlu kompresör daha düşük devre sahiptir ( 180 – 900 d/d ). Bu ekipmanlar, düşük bakımda uzun kullanım ömrü için tasarlanmıştır. Bu ekipman tipi için kurulumdan 50 ~ 55 sene sonraya kadar çalışma alışıldık bir durumdur. Bunlar kroşet ve su soğutmalı silindirler ile tasarlandıklarından dolayı daha ağırdırlar, üretimleri daha maliyetlidir ve diğer kompresör tiplerine göre montajları daha pahalıdır.

m o

BG/CFM baz alındığında tüm kompresörler için özellikle kısmi yüklerde en verimlilerdir. Bunun nedeni ksımi yüklerde verimli olarak kontrol edilebilmelidir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Otomatik Valfler

Pistonlu kompresörlerde sadece valfte uygun fark basıncı mevcut olduğunda açılan yayla yüklenmiş otomatik valfler kullanılmaktadır. Silindirdeki basınç emme basıncının biraz altında olduğunda emme valfleri açılır. Silindirdeki basınç basma basıncının biraz üzerinde olduğunda basma valfleri açılır. Şekil 1-18 ‘de uygun kompresör piston konumlarıyla tek kademeli kompresörün tipik ideal basınçhacim ( p-V ) diyagramı ( idealleştirilmiş indikatör kartı ) görülmektedir. Konum 1 ‘de piston sıkıştırma strokunun başlangıcındadır. Bu noktada silindir emme basıncında tamamıyla hava veya gazla dolar ve 1-2 çizgisi boyunca gaz sıkıştırılmaya başlanır. Sıkıştırma başladıkça emme valfleri hızlıca kapanır, emme valfleri silindiri kapatan çek valfler gibi hareket eder. Konum 2 ‘de silindirdeki basınç basma hattındaki mevcut basınçtan biraz daha yüksektir ve basma valfleri açılır, valfler pistonun sıkıştırılmış havayı basma sisteminde silindirin dışına itmesine izin verir ( 2-3 çizgisi ). Konum 3 ‘de piston basma strokunu tamamlamıştır. Geri dönüş strokuna başlar başlamaz silindirdeki basınç düşer, basma valfini kapatır. Piston tarafı ve silindir tarafı arasında yakalanan gaz hacmine ( C Hacmi ) boşluk hacmi denilmektedir. Pistonun geri dönüş strokunu yapmaya başlamasıyla bu boşluk hacmi 3-4 çizgisi boyunca genleşir, ta ki silindir içerisindeki basınç emme hattından biraz daha düşük olana dek. Bu koşul 4 noktasında meydana gelir ve bu yüzden 4 noktasında emme valfleri açılır ve silindir gazı emme hattından almaya başlar. Emme stroku kart üzerinde 4-1 çizgisi boyunca meydana gelir. Bir çift etkili silindirde aynı çevrim pistonun ters tarafında meydana gelir ( krank tarafı ), silindir kapağı tarafında 1800 faz farkı bulunur. Bu diyagram üzerinde 1’, 2’, 3’ ve 4’ ile gösterilmektedir.

a

Kompresör ile İlgili Terimler

Kompresörler havayı veya diğer gazları yaklaşık olarak atmosfer basıncındaki emme koşullarından daha yüksek basma basınçlarına sıkıştırmak için tasarlanmıştır. Güçlendirici kompresörler gazları bir başlangıç basıncından, atmosferik basıncın çok üzerindedir, daha yüksek basınca gazları sıkıştırmak için kullanılan ekipmanlardır. 25

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Vakum pompaları gazları atmosferik basıncın altındaki bir basınçtan neredeyse atmosferik basınca yakın bir son basınca kadar sıkıştıran ekipmanlardır. Pistonlu kompresörler her bir sıkıştırma elemanı silindir içerisinde ileri ve geri hareket eden bir pistondan oluşmaktadır. Tek etkili kompresörler sadece pistonun bir tarafında sıkıştırma yapabilen, ki genellikle daha uzak olan taraftadır, ekipmanlardır. Çift etkili kompresörlerde sıkıştırma pistonun her iki tarafında da yapılmaktadır, silindirin hem altında hem de üstünde emme ve basma valfleri bulunmaktadır.

m o

Tek kademeli kompresörlerde sıkıştırma başlangıç basıncından son basınca kadar tek adımda veya kademede tamamlanır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Çok kademeli kompresörlerde sıkıştırma başlangıç basıncından son basınca kadar iki veya daha fazla adımda veya kademede tamamlanır. İki kademeli kompresörlerde sıkıştırma başlangıç basıncından son basınca kadar iki ayrı adımda veya kademede tamamlanır. Taşınabilir kompresörler, kompresör ve tahrik birimi ünitenin hemen taşınabileceği yapıdadır.

Ara soğutucular, çok kademeli kompresörün ardışık kademeleri arasındaki gazın sıkıştırılma ısısının uzaklaştırılması için kullanılan aygıtlardır. Art soğutucular, sıkıştırmanın son kademesi tamamlandıktan sonra gazdan sıkıştırılma ısısının uzaklaştırılması için kullanılan aygıtlardır. Art soğutucular, havadan nemin büyük bir kısmının uzaklaştırılması için kullanılan en etkili yöntemlerden birisidir. Bunların soğutma kapasitesi havayı 38 C0 ‘nin altına indirebilecek şekildedir. Nem ayrıştırıcılar, soğutma süreci boyunca gazdan nemin uzaklaştırılması için kullanılan cihazlardır, kondensatın toplanmasına izin verir ve ardından ya bir manüel veya bir otomatik kondensat kapanı yoluyla dreyn edilir. Hava alıcıları ASME yönergesine göre imal edilmek zorunda olan basınçlı kaplardır. Hava alıcılar, havayı depolama ve hava sistemindeki basınç dalgalanma hızını aynı anda düşürmek için tercihen hava soğutulduktan sonra kullanılır ve kompresörün basma hattına bağlanırlar. Bu kompresörün yüklü veya yüksüz olacağı durumda veya devreye girme ve çıkmada frekansı düşürür.

Kompresör Tipi Seçimi

a

Seçimde Dikkate Alınması Gereken Hususlar

Belirli bir kompresör tipini seçmeden önce birkaç önemli faktöre dikkat edilmelidir: 1. Basma basıncı gereksinimi 2. Kapasite gereksinimi

26

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 1-18 İdeal sıkıştırma çevrimi, tek kademeli, çift etkili 27

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

3. Güç kaynağı karakteristiği 4. Soğutma suyunun temin edilebilirliği ve maliyeti 5. Kompresör için gereken alan 6. Kompresörün alanı 7. Gereken kaidenin tipi ve boyutları 8. Gereken kontrol tipi

m o

9. Bakım maliyetleri

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

İlk seçim pozitif deplasman ve dinamik tip arasındadır. Bu karar bir kez verildikten sonra iş için hangisinin en uygun olacağının anlaşılması için farklı kompresör tiplerinin karakteristikleri üzerinde daha fazla durulmalıdır. Bir kompresörün seçiminin her faktörün göz önüne alınmasının gerektiği bir mühendislik kararı olduğu unutulmamalıdır. Hatırlanırsa bir kompresörün ortalama ömrü genellikle 20 yıl civarındadır. Bu yüzden alınacak her karar uzun bir süre için işletme maliyetini etkileyeceği unutulmamalıdır. Seçim Olasılıklarının Gözden Geçirilmesi

Olasılıkların hızlıca gözden geçirilmesi için en iyisi sadece güç ve basıncın göz önünde bulundurulmasıdır. Her bir tip için üst limitler önceki referanslardan özetlenmiştir. Bu sütunlar genellikle aynı anda uygulanmazlar. Şekil 1-19 ‘da pistonlu kompresörler, santrifüj ve eksenel akışlı kompresörler için yaklaşık uygulama aralıkları görülmektedir. Kompresör Tipi

Yaklaşık Maks. Fren Gücü ( BG )*

Güç ( kW )

20 000

15 000

100 000

Kanatlı tip dönel

860 ikiz ünite

640

400

Helisel loblu dönel

8 000

6 000

250

Santrifüj dinamik

60 000

45 000

10 000

Eksenel akışlı dinamik

100 000

74 600

500

Pistonlu

a

Yaklaşık Maks. Basınç ( psig )

* Bu maksimum değerler diğer faktörler tarafından mecburi kılınan bazı koşullara maruzdur ve bu koşullar aşılmamalıdır

28

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-19 Büyük kompresör tipleri için uygulama aralıkları

Hava Kompresörlerinin Seçiminde Dikkate Alınması Gereken Noktalar Yük Faktörü

Yük faktörü daha çok sadece bir veya iki kompresörün kurulabileceği daha ufak kurulumlarda göz önüne alınır. Yük faktörü etkin sıkıştırılmış gaz çıkışının ( ünite çalışırken ) aynı periyot süresince tam yükteki çıkışa olan oranıdır. Bu hiçbir zaman %100 olamaz. Yük faktörünün ünitenin tipine, boyutuna ve sayısına bağlı olarak %50 ila %80 arasında seçilmesi iyi bir kuraldır. Yük faktörünün uygun olarak kullanılması:

a

1. Daha üniform basınç ( pik değer gereksinimi olan periyotlarda bile )

2. Bekleme periyodu ( hava ile soğutulan ünitelerde son derece tavsiye edilir ) 3. Daha az bakım 4. İşletmenin boyutunu hemen arttırmadan hava kullanımının arttırılabilmesi 29

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

ni sağlar. Yük faktörü özellikle valflerde ve diğer parçalarda erkenden birikinti meydana getirecek sürekli tam yük işletmenin olduğu hava soğutmalı ekipmanlarda önemlidir. Bu durum ekipmanın bakımına yansır. Bu üniteler için her zaman süreksiz çalışma tavsiye edilmektedir. Derecesi boyuta ve çalışma basıncına bağlıdır. 200 psig den fazla basınca sahip havayla soğutulan ünitelerde genellikle hava asma ( sıkıştırma ) zamanı 30 dakikayı geçmeyecek şekilde veya 10 dakikadan az olmayacak şekildedir. Ani duruş veya yüksüzlenme zamanı en azından sıkıştırma zamanına denk olmalıdır. Bunun anlamı yük faktörünün %50 olduğudur.

m o

Kademelendirme

80 psig veya daha yüksek basınçta çalışan herhangi bir hava soğutmalı kompresör çok küçük olmadığı sürece iki veya daha fazla sıkıştırma kademesine sahip olmalıdır. 100 ila 200 psig için iki kademeli bir ünite tek kademeli üniteye göre 35 ila 60C0 daha soğuk çalışacaktır. Bu yüzden birikinti oluşumu ve valflerin temizlenme ihtiyacı azalacaktır. Havanın 100 psig ‘ya iki kademede sıkıştırılması ayrıca tek kademeli sıkıştırmaya göre %10 ila %15 güç tasarrufu sağlamaktadır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Aynı kullanım için ağır yüklü su soğutmalı ünitelerin işletilmesi havayla soğutulan ünitelere göre daha ekonomiktir ve normalde çok daha düşük devir ve sıcaklıkta çalışırlar. Bu yüzden bakımları daha azdır. Bunlar 125 BG ‘nin üzerinde 100 psig hava kullanımları için üniversal olarak iki kademelidir. Zemin Alanı

Zemin alanı ve şekli seçimi etkileyecektir. Eğer müsait zeminin kesin boyutları tüm üretici firmalara verilirse seçim için olanak arttırılır. Tasarım ayarlamaları veya alternatif yerleşimler de sıklıkla gündeme gelmektedir. Kaide için Gereksinimler

Dönel sıkıştırma ekipmanı için kaide gereksinimleri neredeyse her zaman için eş değer bir pistonlu kompresörünkinden daha az olmaktadır. Yalnız bir tanesi daha ufak orta yüklü ünite olmadığı sürece bu doğrudur. Bundan sonrası genellikle sınırlandırılmış kaidedir. Kapasite Kontrolü

Gaz için talepteki değişim göz önüne alınmak zorundadır. Bu genellikle kompresörün tam kapasitesinden sıfır kapasiteye kadar değişmektedir. Bu farklı tipler, bu aralığın taşınması için geniş oranda değişen kabiliyete sahiptir. Bazısı kısmi yüklerde diğerlere nazaran çok daha ekonomiktir. Pistonlu kompresör özellikle kısmi yük alanında favoridir.

a

Seçimin Çeşitliliği

Kompresörlerin dört genel tipinde yerleşimler arasındaki seçimde açık bir serbestlik bulunmaktadır. Benzer olarak birçok seçim problemi, temin edilebilir bir pistonlu kompresör tasarımından daha fazlası göz önüne alınarak çözülebilir.

30

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Yağsız Hava Havanın tamamen yağsız olması için herhangi bir gereksinim dönel kanatlı ve helisel loblu ( vidalı ) tip kompresörlerin göz ardı edilmesine neden olacaktır. Ancak bazı vidalı kompresör tipleri sıfır yağ içeriği sağlamakta ve rotor odasında yağla çalışmamaktadır. Havanın Maliyeti Sıkıştırılmış hava hiçbir zaman bedelsiz değildir. Bunun maliyeti son derece yüksektir ve bir kompresörün seçiminde bu faktör göz önünde bulundurulmalıdır. Özellikle ağır yüklü kullanımlar için. İki gerçeğin farkına varılmalıdır: 1. Gücün maliyeti havanın genel maliyetinde en büyük kalemden açık ara öndedir

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Kullanım ömrü boyunca gücün maliyeti herhangi bir kompresörün yatırım maliyetinden birkaç kat fazla olabilir.

Proses Kompresörlerinin Seçimi

Proses gazı kompresörleri farklı tipteki gazları taşıyabilir. Bunun kapasite kontrol gereksinimi daha düşük aralıktadır ( kontrol imkanın fazla olduğu yerlerde pistonlu ünitelerle bile %50 biraz daha sık minimum haldedir ) ve bunlar pratikte yedekli değildirler. Genel bir kural olarak ayda bir kere günde 24 saat haftada 7 gün çalışmaları gerekmektedir. Süreklilikleri veya işletmenin elde edilebilirliği son derece önemlidir. Gazın Karakteristikleri

Gaz kompozisyonu ve karakteristikleri kompresör tipinin seçiminde karar verici bir etkiye sahiptir. Örneğin emiş gazının düşük yoğunlukta olması veya bundan daha büyük derecede olması pozitif deplasmanlı kompresörü etkileyecektir. Düşük yoğunluğa sahip gazı basan bir santrifüj ekipman daha yüksek özgül hacimdeki veya moleküler ağırlıktaki gazı taşıdığı zaman çok daha fazla kademe gerektirecektir ( daha büyük bir ünite ). Pistonlu ve diğer pozitif deplasmanlı kompresörler gazdan, moleküler ağırlıktan, özgül hacimden veya emiş yoğunluğundan ciddi bir şekilde etkilenmezler. Prosesin Koşulları

Herhangi bir sıkıştırma probleminde bilinen bir sıkıştırma oranı için taşınacak debi, ilgilenilen ekipmanın fiziksel boyutlarını belirleyecektir.

a

Eğer 80 000 CFM ‘lik gaz atmosferik şartlar altında emilip sıkıştırılacak ve daha düşük kademede sıkıştırma yapılması isteniyorsa bir santrifüj kompresör kullanılmalıdır. Santrifüj kompresörlerde eğer emme basıncı artarsa basma basıncı tasarım noktasını aşacaktır. Bunun sonucu olarak güç gereksinimi artacak ve aşırı basıncın düşürülmesi gerekecektir. Eğer emme basıncı düşürülürse santrifüj kompresör arzu edilen basma basıncında sıkıştırma yapamayacaktır. Bu yüzden emme ve basma basınçlarının, bunların değişiminin ve bileşke etkilerinin doğru olarak hesaplanması son derece önemlidir. 31

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Makul kapasitelerle düşük sıkıştırma oranları santrifüj kompresörleri favori yapmaktadır. Pistonlu kompresörler ise yüksek sıkıştırma oranları ve daha yüksek basınçlar için tercih edilmektedir. Hiç kimse pistonlu ve santrifüj kompresör arasındaki basınç sınırını belirleyemez. Bunun nedeni bunun dışında göz önüne alınması gereken birçok faktörün bulunmasıdır. Bazı çok kademeli proses kompresörlerinde ara kademe basıncı proses tarafından ayarlanır. Bu arzu edilmeyen elementlerin temizlenmesi, gaz ekleme veya kademeler arasındaki gazın doğasını değiştiren kimyasal reaksiyonların meydana getirilmesi için yapılabilir. Basınç düşüşü de dahil olmak üzere bu tip ara kademe basınçlarının sınırlandırılmasının göz önünde bulundurulması önemlidir.

m o

Tahrik Birimi

Genel olarak konuşmak gerekirse eğer tahrik birminin seçimi temin edilebilir güç kaynağı, ısı dengesi, atık gaz kullanımı veya işletme veya prosesteki diğer faktörler tarafından belirleniyorsa kompresöre en iyi uyacak tahrik birimi ilk önce dikkate alınmalıdır. Diğer bir deyişle santrifüj kompresör her zaman tahrik birimi bir türbin olmak zorunda ise ilk tercihtir. Eğer tahrik birimi bir elektrik motoru ise bu defa ilk tercih olarak pistonlu kompresör düşünülür. Bunun nedeni elektrik motoru ile tahrik edilen santrifüj kompresörün bir redüktöre ihtiyaç duymasıdır. Eğer türbin kullanılacaksa bunun tersi doğrudur.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Yağın Kirlenmesi

Yağın kirlenmesi kompresör tipinin seçiminde bir öneme sahiptir. Yağın kirlenmesine verilen önem kararları da etkileyecektir. Kısmen yağlanan veya hiç yağlanmayan pistonlu kompresör tasarımları ufak santrifüj kompresörlere ( veya düşük maliyetli sızdırmazlık sistemine sahip sıradan helisel loblu üniteler ) göre daha uygun olacaktır. Kaide ve Zemin Alanı

Toprağın ve kaidenin koşulları kompresör seçiminde göz önünde bulundurulmalıdır. Birkaç durumda bu ekipman tipini belirlemektedir. Bir santrifüj kompresör dengelenmemiş kuvvet oluşturmadan çalışmaktadır. Bu yüzden kaide sadece hizalamayı koruyacak yeterli katılığa sahip olarak ekipmanın ölü ağırlığını taşıyacaktır. Günümüzde kimyasal ve proses işletmelerinde yaygın olarak kullanılan pistonlu kompresörün tipi minimum dengelenmemiş kuvvet için tasarlanmıştır. Genel olarak bu kompresörün ölü ağırlığını taşıyacak ve kompresör ve tahrik birimi arasındaki hizalamayı koruyacak olan bir kaide oluşan az miktardaki dengelenmemiş kuvvetleri emebilecek yeterli kapasiteye sahip olmalıdır. Santrifüj ekipman eğer sadece kaide ve zemin alanı göz önüne alınıyorsa genellikle tercihte ilk sıradadır.

a

Çoklu Kullanıma Sahip Üniteler

Eğer ekonomik nedenlerden dolayı proses işletmeleri verilen bir iş için birkaç tane kompresör kullanacaksa daha büyük boyutlarda ve yedeği olmayacak şekilde kullanırlar. Bir prosesin birçok akımı taşıması gerektiğinde bazı işletme tiplerinde yaygın kanı, ekipmanların tek bir tahrik birimi ile birkaç akımı taşıyabilecek şekilde konfigüre edilebileceğidir.

32

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

Bu, ortak bir tahrik birimine sahip santrifüj gövde kombinasyonunda ikiden fazla kullanımın yapılması nadirdir. Burada kapasite ve basınç kontrolü sorunları olduğu kadar diğer faktörlerde sorun oluşturmaktadır. Pistonlu kompresörler ile tek bir tahrik birimi ile taşınabilecek akımların boyutunda ve sayısında daha fazla esnekliğin olması mümkündür. Arzu edilen kapasite kontrolü genellikle daha kolay elde edilir. Büyük kompresörlerde altı ayrı akıma kadar taşıma yapılabilmektedir. Yatırım Maliyeti

m o

Santrifüje karşılık pistonlu kompresörün bağıl maliyetini veren herhangi bir formül bulunmamaktadır. Eğer hacim, basınç, k faktörü ve diğer tüm faktörler aynı ise gazın özgül ağırlığı santrifüj kompresörün maliyetini etkileyecektir. Fakat bunun pistonlu kompresörün maliyeti üzerindeki etkisi çok azdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Gücün Maliyeti

Daha önce bahsedildiği gibi bir kompresörün kullanım ömrü süresince harcanan gücün maliyeti yatırım maliyetinin birkaç katı olmaktadır. Ekipmanın daha verimli kurulum maliyetinin daha yüksek olması ile mümkün iken yıllarca süren bir periyot çerçevesinde güç tasarrufları genellikle farkı çabucak amorti edecek ve geri kalan ömrü süresince işletmeyi kâra geçirmesini sağlayacaktır. Çok düşük sıkıştırma oranları dışında santrifüj kompresör pistonlu kompresöre göre doğal olarak daha az verimlidir. Çok büyük hacimler, düşük sıkıştırma oranları ve düşük son kademe basınçları santrifüj kompresörleri favori hale getirmektedir. Günümüzde hiç kimse maden eritme ocağı blovırları için pistonlu kompresör kullanılmasını düşünmemektedir. Bunun tersi olarak daha yüksek sıkıştırma oranları ve daha yüksek terminal basınçları diğer kullanımlarda pistonlu kompresörleri ilk tercih haline getirmektedir.

Pistonlu Kompresörlerde Silindir Yerleşimi

Pistonlu kompresörün silindirlerinin farklı şekillerde yerleştirilmesiyle daha büyük kapasite ve debi elde edilebilir. Şekil 1-20 ‘de bazı olası silindir kombinasyonları ve bunların yerleşimi görülmektedir.

Tek gövdeli pistonları düz sıralanmış kompresör. Şekildeki A, C, D ve F tek bir hat üzerinde bir veya daha fazla silindire tek bir gövde içerisinde bir muyluya ve bir biyel kolu ve kroşete sahip olan yatay veya düşey çift etkili kompresörlerdir. Bunlar kayış kasnak mekanizmalı, doğrudan tahrikli, elektrik motoruyla tahrikli veya buharla tahrikli ve tandemde hava silindiri ile tahrikli olabilir.

a

V veya Y tipli pistonlu kompresörler iki silindirli, düşey çift etkili ekipmanlardır. Bunlarda silindirler düşeyden 450 açı verilmiş şekilde olabilir ve tek bir krank üzerinden tahrik edilirler ( Şekil G ). Yarı radyal pistonlu kompresörler V veya Y tiplerine benzerdir. Yalnız çift etkili kompresör silindirlerine ek oalrak düşeyde belli bir açıyla yerleştirilmişlerdir, yatay çift etkili silindirler de her iki tarafta bulunmakta ve hepsi tek bir krank pimi üzerinden çalışmaktadır ( Şekil H ).

33

PİSTONLU KOMPRESÖRLER VE UYGULAMALARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 1-20 Silindir kombinasyonları ve mümkün olan yerleşimleri

Dupleks pistonlu kompresörler ortak bir krank milini kullanan silindirleri ayrı iki paralel gövdede bulunan ekipmanlardır ( Şekil I ). Dört köşeli dupleks buharla tahrik edilen pistonlu kompresörler gövdenin birbirine zıt her iki tarafında kompresör silindirlerine sahiptir ( Şekil J ). Dört köşeli elektrik motoru ile tahrik edilen pistonlu kompresörler her gövdenin her iki tarafında bir veya daha fazla sıkıştırma silindirine sahip dupleks tipli ekipmanlardır. Tahrik motoru gövdeler arasındaki mil üzerine monte edilmiştir ( Şekil L ). Açılı veya L tipli integral gaz veya yağla tahrik edilen kompresörler düşey veya düşeyde V şeklinde yerleştirilmiş güç silindirlerine sahiptir ve sıkıştırma silindirleri yatay düzlemdedir ( Şekil M ). Yatay O-tipli pistonlu kompresörler krank muhafazasının her iki tarafında birden fazla silindire sahiptir. Bunlar her silindir başına bir muylu düşecek şekilde birden fazla muyluya sahiptir. Güç milin ucundan verilmektedir ( Şekil N ).

a

34

2 Bölüm

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Pistonlu Kompresörlerin Bileşenlerinde Kullanılan Malzemeler ve Tasarımları

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Günümüzün modern, ağır yük, sürekli çalışır halde bulunan pistonlu kompresörlerin silindirleri tek bir yatay veya düşey gövdeye monte edilebilir. Birden fazla silindir kullanıldığında ise neredeyse sonsuz farklı kombinasyonu bulunmaktadır. Daha önce görüldüğü gibi bu ekipmanlar hava servisleri için basit bir silindirli tek kademeli kompresörlerden, çok kademeli çoklu servis proses gazı kompresörlerine kadar farklı aralıkta olabilir. Kullanım yerine bakılmaksızın en ufağından en büyüğüne kadar pistonlu kompresörler aynı çalışma prensiplerine ve aynı temel tasarım özelliklerine sahiptir. Şekil 2-1 ‘de modern iki silindirli, kademeleri arasında ara soğutma bulunan iki kademeli bir kompresör görülmektedir. Bazı tahrik tipleri dönel hareketi salınım hareketine çeviren bir krank milini döndürür. Bu krank mili genellikle dövme çelikten yapılmıştır ve en azından iki ana yatakla desteklenmektedir. Ana yatakların sayısı, krank mili üzerindeki muylu sayısına göre artış göstermektedir. Normal bir krank mili dengeleme ağırlığına sahiptir. Dengeleme ağırlıkları ya mile entegre veya milden ayrı ve mile civatalanacak şekildedir. Bu ağırlıkların kullanılmasının amacı pistonlu kompresörde ortaya çıkan dengelememiş kuvvetlerin etkisini ortadan kaldırmak içindir. Modern kompresörlerin birçoğunda sürtünmesiz veya kovanlı ana yataklar kullanılmasına rağmen halen ayarlanabilir iki veya üç parçalı babbitt yataklarını kullanan daha eski kompresör tasarımları kullanılmaktadır. Bu uygulama 1960 larda imal edilen yatay dubleks tipler gibi çift paralel gövdeli tasarlanan kompresörlerde yaygındır. Modern tasarımlarda bir dişli yağ pompasıyla basınçlı yağlama yapılırken daha ufak boyuttaki birimler, yatakları ve kroşetleri yağlamak için çarptırmalı yağlama kullanmaktadır.

a

Biyel kolu krank muylusuna civatayla geçirilmiştir. Bu bileşen iki parçalı geçmeli şekilde gömlek kullanmaktadır. Biyel kolunun diğer tarafında bir kovana pim vasıtasıyla kroşete bağlanır. Kroşet krankın dönel hareketini salınım hareketine çevirir ve piston kolu da buna bağlanır. Kroşet kılavuz içerisinde çalışır ve pabuçlar ve kızaklar ile desteklenir. Bu pabuçlar alüminyum veya babbitt yatak malzemesinden imal edilmiştir.

35

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–1 Ağır yük, sürekli kullanımda olan ısıyla soğutulan pistonlu kompresör

Kılavuzlar gövde de 900 ‘lik açıyla krank miline bağlanır ve gövdeden ayrı civatalanmış parçalara sahip olabilir. Krank muhafazasının yağlama yağı, ana yağlama yağı pompasından tüm yatak yüzeylerine beslenir. Yağ kazıyıcı olarak adlandırılan bir parçalı metalik sızdırmazlık elemanı piston kolunun mesafe parçasından geçtiği yerde krank muhafazasına monte edilir. Bu aygıt pistonun dışa doğru stroku süresince piston kolundan yağı kazır. Yağ krank muhafazasına geri döner. Şekil 2–2 ‘de bir yatay kompresörün temel bileşenleri görülmektedir.

a

Konstrüksiyon Malzemeleri

Ağır yük su soğutmalı kompresörün önemli bileşenlerinin konstrüksiyonunda kullanılan malzeme bilgisi bu bileşenlerin uygun bakım ve onarımına izin verir. Gövde veya krank muhafazası ASTM 40 veya ASTM 50 sınıfına eş değer olan birinci sınıf dökme demirdir. Bu kompresör silindirleri, krank mili ve diğer çalışan dişli parçalara monte edilen ve bunları çalışma süresince maruz kaldıkları gerilimler altında doğru ayarda tutan uygun destekler ve kaburga ile tasarlanmıştır.

36

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Krank milleri dövme karbon çeliği veya nodüler demir dökümlerden imal edilmektedir. Dövme parçaların birçoğu ufak miller için AISI 1020, ASTM 668 ve büyük miler için AISI 1045, ASTM 668 Sınıf F ‘e uygundur. Nodüler demirden imal edilmiş krank milleri ASTM A-536 Sınıf 80-55-06 ‘ya uygundur. Hiç yüzey sertleştirmesi yapılmaz ve devri 900 d/d ve üzerinde olan kompresörlerde kullanılmadıkça miller dinamik olarak dengelenmez.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–2 Ufak bir pistonlu kompresöre ait bileşenler

Muylu yatakları babbitt ile kaplanmış çelik veya dökme demirden yapılmış yatay olarak ikiye ayrılmış olabilir. Bazıları babbittsiz alüminyum veya çelik/bronz/babbitt üçlü metal konstrüksiyonundan imal edilmiştir. Kabuklar aşınma durumunda ayarlamaya izin vermesi için ikiz parçalar arasına yerleştirilen katmanlı şimlere sahiptir. Biraz daha ufak kompresörlerde sürtünmesiz bilyalı yataklar kullanılmaktadır.

a

Şekil 2–3 ‘te görülen biyel kolu yarı-marin tipindedir ve dövme düşük karbon çeliğidir. Yağ basınç altında krank pimlerinden kroşet pimine gönderilir.

37

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–3 Bir biyel koluna ait çizim

Muylu yataklarına benzer olarak krank pimi yatakları babbitt kaplanmış çelik veya dökme demir sırtlardır. Bunlar şimdi ayarlanabilir haldedir veya şimsiz olabilir. Diğer tasarımlarda yataklar alüminyum, bronz veya üçlü metal konstrüksiyona sahiptir. Kroşet pimi kovanları çelik/dökme demir sırt üzerine bronz, alüminyum veya babbitt kaplıdır.

Şekil 2–4 ‘te görülen kroşet genellikle gri dökme demir veya nodüler demirden imal edilmiştir. Fakat bazı eski tasarımlarda dökme çelik kullanılmıştır. Babbitt kaplamalı dökme demir pabuçlar veya kızaklar veya alüminyum pabuçlar kroşete civatayla bağlanır.

Şekil 2–4 Değiştirilebilir pabuçlu kroşet

a

Kroşet pimi çelikten yapılmıştır ve yaklaşık olarak 50 HRc ‘ye sertleştirilmiştir. Uç tarafı koniktir ve kepler ile yerinde tutulur. Diğer tasarımlarda koniklik yoktur ve serbest olarak dönebilir veya kayabilir, kilitleme ringleri ile sabitlenir. Piston kolu kroşete vida dişi ile bağlanır ve bir tespit pimi veya setiskur ile kilitlenir. Şekil 2–5 ‘te görüldüğü gibi diğer kroşet tasarımlarında değiştirilebilir pabuçlar veya kızaklar yoktur. Fakat yüzeyleri babbittle kaplanmıştır ve yatak yüzeyi için işlenmiştir. Kroşet pimi kayabilir. Kilitlenmediğinden dönmesine izin verilir. Fakat pim oluklarına yerleştirilmiş sabitleyici ringler ile yanal doğrultuda sabitlenmiştir. Pimin toplam yanal hareketi 0,060” ila 0,063” arasındadır. 38

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Şekil 2–6 ‘da biyel kolu, kroşet grubu ve biyel kolu ve kroşetin tüm bileşen parçaları görülmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–5 Değiştirilebilir pabuçları olmayan kroşet tasarımı

a

Şekil 2–6 Biyel kolu, kroşet grubu ve ilgili parçalar

39

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Silindirler Şekil 2–7 ‘de görüldüğü gibi sıradan bir çift etkili silindir, genellikle su ceketli önde ve arkada kafası bulunan bir fıçıdan oluşmaktadır. Bazı tasarımlarda arka kafa silindir fıçısına entegre bir parçadır. Diğerlerinde görüldüğü gibi ayrı ve civatalı bir parçadır. Bu kafalar ayrıca sıkıştırma sonucu oluşan ısının uzaklaştırılması için suyla soğutulur. Basınç packing i için arka kafada önlem alınmıştır. Valfler fıçının etrafına monte edilmiştir. Fakat bazı tasarımlarda valfler kafalarda yer almaktadır. Silindirler çift etkili olabilir. Bunlarda pistonun her iki tarafında da sıkıştırma yapılır. Tek etkili olanlarda sıkıştırma ya silindir kapağı ya da krank tarafındadır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-7 Sıradan bir çift etkili kompresör silindiri

Tüm silindirler kapasite kontrolü veya boşluk cebi için ve dahili plag unloderine boşluk sağlanması için modifiye edilebilir.

a

Silindir Malzemeleri

Silindirler özel basınç ve taşınan gaza göre seçilmiş malzemelerden imal edilirler. Malzeme seçiminde dikkate alınması gereken değişkenler silindir çapı, basınç farkı ve taşınan gazın tipidir.

40

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Düşük ve Orta Basınçlı Silindirler Bunlar genellikle dökme demirden imal edilmiştir. Fakat uygulamaya bağlı olarak nodüler demir ve dökme çelikten de imal edilebilirler. Şekil 2-7 ‘de görülen silindir tek parçadan oluşan tam bir çemberdir. Fakat tasarımların birçoğunda silindirler kovan veya gömleğe sahiptir. Bu silindirler normalde çap ve her kafa etrafında etkili su soğutmaya sahiptir. Basınçlar silindir çapına bağlı olarak 2000 psi ya kadar çıkabilir. Orta Basınçtan Yüksek Basınç Silindirlerine

m o

Şekil 2-8 ‘de görülen bu silindirin Şekil 2-7 ‘de görülene göre cidarları daha kalın ve ufak silindir çapına sahiptir. Kullanılan malzeme normalde nodüler demir iken geçmişte çelik kullanılmıştır. Soğutma ve kontrol seçenekleri düşük ve orta basınç silindirlerinkine benzerdir. Basınç aralığı silindir çapına bağlı olarak 1000 psi ‘dan 2500 psi ‘ya kadar değişmektedir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–8 Orta basınçtan yüksek basınca kompresör silindiri

Yüksek Basınç Silindirleri

Şekil 2–9 ‘da görülen yüksek basınç silindirleri diğer silindirlerle karşılaştırıldığında sadece nominal soğutma suyuna sahip olarak dövme çelikten imal edilmektedir. Dövmede mümkün olan en düşük sayıda açıklık arzu edildiğinden normalde kapasite kontrol mekanizması yoktur. Dövme malzemeye ön gerilme verilmesi için çapa dik olarak bağlama civatası monte edilebilir. Bu, gaz basıncı tarafından oluşturulan maksimum çekme dayanımını düşürür. Valf portları ayna parlaklığında olacak şekilde yüzey kalitesine sahip olabilir. Bu şekilde maksimum çekme dayanımları düşürülür. Bu silindirler için basınç aralığı yaklaşık olarak 2000 psi ila 8000 psi arasındadır.

a

Yüksek Basınç ve Düşük Fark Basınçları

Şekil 2–10 ‘da görülen bu tip bir silindir genellikle geri dönüşüm silindiri olarak adlandırılmaktadır. Bunda genellikle bir kuyruk kolu kullanılır. Çünkü normalde sıradan piston kolu tasarımıyla tersinir gövde yükünün elde edilmesi çok zordur. Bunun için ek packing grubu gerekmektedir. Dövme çelikten imal edilmiş silindirler 2000 psi ila 8000 psi arasındaki basınçlarda kullanılmaktadır.

41

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–9 Dövme çelikten imal edilmiş yüksek basınç silindiri

Şekil 2–10 Yüksek basınç geri dönüşümü, kuyruk kollu silindir

Yüksek Basınç, Zıt Yönlü Plancır, Normal Güç Aktarma Organları

Şekil 2-11 ‘de görülen bu tasarım çok yüksek basınçlı silindirlerde kullanılmaktadır. Tek etkinin olduğu her iki tarafta silindir çapı olarak aynıdır ve aynı basınç ve sıcaklıklarda gazın sıkıştırılmasıyla tek kademeli olarak kullanılabilir. Alternatif bir tasarım farklı silindir çapları ve benzer bileşke gövde yüküyle çalışma basınçlarıyla iki kademe içermektedir. Her silindirin hem emme hem de basma valfleri olarak kullanılabilecek şekilde silindire açılan bir valf grubu bulunmaktadır. Plancırlar içeriden yağla soğutulmaktadır. Basma aralığı 5000 psi ila 60 000 psi arasında değişmektedir.

a

Yüksek Basınçlı Ters Plancırlı Hiper Kompresörün Güç Aktarma Organları

AYPE işletmelerinde yüksek basınçlı etilen kullanımı için yapılan özel tasarımlar genellikle Şekil 2-12 ve Şekil 2-13 ‘te görülen konstrüksiyon prensibini kullanmaktadır. Burada karşılıklı iki silindir için plancırlar aynı eksen çizgisinin üzerinde çalışmaktadır. Bu plancırlar büyük kroşete bağlanmıştır ve kroşette uygun olarak boyutlandırılmış kanat kılavuzlarının üzerinde kayabilmesi için kanatlar bulunmaktadır ( Şekil 2-12 ). Bir dizi farklı silindir kombinasyonu bulunmaktadır ve Şekil 2-13 ‘te Nuovo Pignone hiper kompresöründe popüler olan sıradan uygulama görülmektedir. Burada Şekil 2-14 ‘te

42

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

görülen sıradan kompresör silindirlerindeki özel gömlek konfigürasyonundan nasıl farklı olduğuna dikkat edilmelidir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–11 Yüksek basınçlı ters plancırlı hiper silindir

Şekil 2–12 AYPE üretimindeki yüksek basınçlı etilen kullanımı için bir hiper kompresörün temel konstrüksiyon özellikleri

Gömlekler

a

Kompresör silindirlerinde gömlekler ve kovanlar hem silindir cidarını biçimlendirir hem de kazara çentik veya uzun süreli kullanım sonucu oluşan aşınma durumunda silindirin zarar görmesini önleyen değiştirilebilir bir parçadır ( Şekil 2–14 ). Genelde gömlekler taşınan gaz hava gibi korozif değilse düşük veya orta basınç silindirlerinde kullanılmazlar. Gömlekler neredeyse her zaman için taşınan gazın korozif olduğu yerlerde orta ile yüksek basınç silindirlerinde kullanılır.

43

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–13 Yüksek basınçlı etilen kullanımı için sıradan hiper kompresör silindiri

a

Şekil 2–14 Normal silindir

Bazı endüstrilerde kompresörlerde gömlek kullanılması üzerinde ısrar etmektedirler. Bazı endüstriyel tasarımlar için gömlekler standarttır, hatta korozif olmayan orta basınçlı ve düşük basınçlı farklı gaz olduğunda bile. Doğal gaz boru hattı taşıma servislerinde bu tip bir standart mevcuttur. Rafinerilerde pistonlu kompresörler için API 618 spesifikasyonları bu standardı yansıtmaktadır. Gömlek başlangıçta kompresör silindirinin maliyetini arttırırken sonrasında karmaşık silindir dökümünü değiştirmeye göre daha ekonomik kalmaktadır.

44

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Gömlekler için bir diğer uygulama da silindir çapının belirli bir kapasite koşullarını karşılayacak şekilde düşürülmesidir. Farklı çaplardaki gömleklerin monte edilmesiyle aynı silindir dökümü belirli bir aralıktaki basınç ve kapasite koşullarının sağlanması için kullanılabilir. Yağlanan ekipmanlardan silindir 3000 psi ‘ın üzerinde yüksek basınca ve yağlanmayan kompresörlerde 500 psi ‘ın üzerinde basınca sahip olmadığı sürece gömlekler için genellikle dökme demir malzeme tercih edilir. Bunun üzerine sertleştirilmiş dökme çelik kullanılabilir. Korozif uygulamalar için %20 Ni içeren Ni-Resist dökme demir kullanılmaktadır. Yüksek dayanımın gerekli olduğu yerlerde çok yüksek basınçlarda dövülmüş çelik azotla sertleştirilerek kullanılır.

Pistonlar

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kompresör pistonları için kullanılan malzeme ve tasarım kompresörün yapımı, tipi ve uygulamasıyla değişim göstermektedir. Bunlar 

Silindir çapı



Basma basıncı



Kompresörün devri



Kompresörün stroku



Gereken piston ağırlığı

hesaba katılarak tasarlanmıştır.

Kompresör pistonları genellikle aşağıdaki üç tipten birine göre tasarlanır:

Tek parçalı: Ufak çaplar ve yüksek basınç farkları için ya tamamen dolu dökme demir veya çelik veya büyük çap ve daha düşük basınçlar için boşluklu tek parçalı dökme demir veya alüminyum ( Şekil 2-15 A ). İki parçalı: Boşluk dökümün ve ağırlık kontrolünün kolay olması için ikiye bölünmüş alüminyum veya dökme demir. Bunlar genellile silindir çapı 10” ‘in üzerinde olduğunda kullanılırlar. Salınım yapan ağırlığın azaltılması gerektiğinde alüminyum kullanılır ( Şekil 2-15B ). Üç parçalı: Piston oluklarına bant tipli taşıyıcı ringlerin doğrudan monte edilmesine izin veren bir ring taşıyıcı eklenmiştir. Bu tasarım bir parça eklerken bu ring dış çapı boyunca gerilemeyeceğinden daha kalın ringlerin kullanılmasına izin verir. Büyük çaplı pistonlar üzerinde metalik ringlerin alüminyum piston üzerinde aşınma meydana getirebileceği yerlerde piston ringleri için bir taşıyıcı kullanılır. Ağırlığın azaltılması gerektiği zaman alüminyum kullanılır. Ring yuvasının aşınma kalitesinin iyileştirilmesi için dökme demir ring kullanılır ( Şekil 2-15C ).

a

Piston Malzemeleri Pistonlar için malzeme seçimi çok önemlidir ve birçok faktör göz önünde bulundurulmalıdır. Bunlardan bazısı: 45

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI



Ağırlık



Basınç farkları ve atalet kuvvetleri için dayanım



Korozyon direnci



Sıkıştırma ve taşıyıcı ringin aşınma direnci



Dış tarafta çapın aşınma direncidir

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–15 Normal piston tasarımları

Alüminyum, dökme demir ve çelik genellikle kompresör pistonları için yaygın olarak kullanılan malzemelerdir. Salınım yapan ağırlıkların dengelenmesi veya atalet kuvvetlerinin düşürülmesi için hafif ağırlıklı pistonlar gerektiğinde alüminyum tercih edilir. Kullanılan alüminyum 40 000 psi çekme dayanımına ve 100 – 110 Brinell sertliğe sahip özel bir alaşımdır. Eğer azot ile yüzey sertleştirme yapılırsa 370 – 475 Brinell sertliğe ulaşılır ki bu durumda aşınma direnci iyileşir. Uygulamaları yaklaşık olarak 90 C0 ‘e kadardır ve dökümler için fark basıncı 125 psi ‘dır. Dökme demir, yüksek mukavemeti ve iyi aşınma ve korozyon direncinden dolayı en yaygın olarak kullanılan piston malzemesidir. Ya döküm ya da dolu biçimde ASTM A275 Sınıf 40 ‘a göre kullanılır.

a

Çelikler daha yüksek mukavemet dayanımına gereksinim duyulduğunda yüksek basınç farklı, ufak çaplı pistonlar için kullanılmaktadır. Bunlar ASTM A354 veya A320 ‘ye uygundur. Ayrıca bazı tasarımlarda kuvvetlendirilmiş tipte üretilmiş pistonlarda kullanılmaktadır. Yağlamalı kompresörler için büyük piston çaplarında taşıyıcı bantlar kullanılabilir veya kullanılamayabilir. Genel olarak alüminyum pistonlarda taşıyıcı bant kullanılmaz iken dökme demir pistonlarda Allen metali gibi yüksek kurşun bronz alaşıma sahip taşıyıcı bantlar kullanılır. Yağlamasız veya yağsız sıradan kompresörlerde her zaman taşıyıcı bant kullanılır. Şekil 2-16 ‘da taşıyıcı bantlı parçalı bir piston görülmektedir.

46

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Piston ve Piston Kolu Bağlantıları Pistonu piston koluna bağlamak için yaygın olarak kullanılan birkaç yöntem bulunmaktadır. Konik geçme: Piston kolunun uç tarafı pistondaki konik deliğe göre işlenir. Piston kolunun uç tarafında vida dişi bulunmaktadır ve bir somunla piston kola güvenli olarak sabitlenir ( Şekil 2-17 ). Sıkı geçme: Pistondaki delik çapı, sıkı geçme ile piston kolunu kabul edecek şekilde tasarlanmıştır. Pistonu kola saitlemek için ne vida dişi ne de somun kullanılmaktadır. Piston, kolun ucunda çekiçle dövülmüştür ( Şekil 2–18 ).

m o

Tek somun: Pistondaki delik çapı, piston koluna sıkı geçmedir ve piston kol üzerinde işlenmiş olan bir omuz veya kelepçe ile sabitlenir. Piston malzemeye, çapa ve diş sayısına bağlı olarak uygun değerde torklanan bir somunla kolda tutulur. Bu en yaygın bağlama yöntemidir ( Şekil 2-19 ).

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 2–16 Taşıyıcı bantlı segmental piston

Çoklu civata: Bu yerleşimde ( Şekil 2-20 ) piston kolu, saplama montajı yapılacak şekilde delik açılmış ve kılavuz çekilmiş halde piston ucunda bir flanşla imal edilir. Piston saplamaların koldan geçmesine, somunla kilitlenmesine izin verecek şekilde delinmiştir. Bu yerleşimin avantajı pistonun silindirden, piston kolu kroşetten sökülmeden çıkarılabilmesidir.

47

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Piston Kolları Modern pistonlu kompresörlerde diğer bileşenler gibi piston kolu spesifik uygulamalar için tasarlanabilir. Bu uygulamalar: 

Çalışma basınçları



Gaz kompozisyonu



Kapasite



Devir

dir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–17 Konik geçmeli piston kolu bağlantısı

a

Şekil 2–18 Ufak kompresörler için sıkı geçmeli piston kolu bağlantısı

48

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–19 Tek somunlu bir parçalı piston yerleşimi

Piston kolları çap, uzunluk, malzeme, kompozisyon ve hem kompresörün çalışma koşulları hem de bağlanacakları piston tasarımı tarafından belirlenen bağlantı şekillerini bir araya getirmektedir. Şekil 221 ‘den Şekil 2-23 ‘e kadar farklı piston kolu tipleri gösterilmiştir. Piston Kolu Tipleri

Konfigürasyonlar silindir tasarımıyla değişmektedir.

Tek piston kolu: Bu en yaygın tiptir. Bir tane pistona sahiptir.

a

Tandem piston kolu: İki veya daha fazla silindir tandem olarak piston koluna monte edilmiştir. Bu kol yüklemenin az olduğu dolayısıyla kombine yükün izin verilen gövde yükünü aşmaz. Şekil 2-22 ‘de bir tandem silindirli kompresördeki tandem kol görülmektedir. Kesilmiş silindir için piston kolu: Şekil 2–23 ‘te görülen kesilmiş silindirleri barındıran özel bir konfigürasyondur. Bir kesilmiş ve kademeli pistonlu kompresör silindiri, silindir kapağı ve krank tarafı için farklı delik çaplarıyla tasarlanmıştır. Tek etkili her kademede iki kademeli sıkıştırma yapılabilir. Bu kompresör silindiri tipi her uygulama için özel tasarlanmıştır ve normal halde dövülmüş çelikten ve kaynak dikişli çelikten imal edilmiş olarak temin edilebilir.Normalde iki piston arasındaki boşluğu piston ringleri arasında meydana gelen basınç farkını en aza indiren düşük basınç kademesine bağlanır. 49

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–20 Çoklu civatalı piston yerleşimi

Şekil 2–21 Pistonlu kompresörlerde kullanılan farklı tipteki piston kolları

Kesilmiş dövme silindirler her kademe için ve ortadan yüksek basma basınçları için ufak piston deplasmanlarının olduğu uygulamalar için iyidir.

a

Büyük delik çapının krank tarafı düşük basınç kademesi için ve ufak çapın silindir kafası tarafı yüksek basınç kademesi için kullanılır. Delik çapının değiştirilmesiyle optimum tasarım yapılarak kol yükleri mümkün olan en düşük seviyeye indirilir. Bu yerleşim ile ikinci kademe basma basıncına karşı kaplama yapmak gerekli değildir. Kaynak dikişli çelikten imal edilmiş kesilmiş silindirler tandem konfigürasyondaki bakım problemlerinin olmasının istenmediği yerlerde genellikle düşük basınçlı uygulamalarda kullanılır. Büyük delik çaplı silindir kapağı tarafında düşük kademe ile iki kademeli pistonun ve kol grubunun minimum montajla sökülmesi mümkündür. 50

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–22 Tandem silindirler

Kuyruk kolu: Bu yerleşimde piston, piston kolunun ortasındadır ve kol pistonun her tarafında aynı çapa sahiptir. Bu, pistonun her tarafında eş değer alanlar ve eş değer basınçlardan dolayı tersinir olmayan yüklemeyi önler ( Şekil 2–24 ). Soğutulan piston kolu: Bu kol genellikle yağ olan basınçlı soğutucu akışkanın kolun merkezinde sirküle edilmesine izin verecek şekilde ekseni boyunca açılmış bir kanala sahiptir. Bu tip bir sirkülasyon kol ve pistondan sıkıştırma ısısının uzaklaştırılmasına yardımcı olur.

a

Şekil 2–23 Kesilmiş silindirler

51

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

Şekil 2–24 Kuyruk koluna sahip kompresör silindiri

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Piston Kolu Malzemeleri

Kompresör piston kolları, gerilim seviyesi ve taşınan gazın kompozisyonuna bağlı olarak farklı tiplerden imal edilebilir. AISI 1037 gibi düşük karbon çelikleri AISI 4140 gibi düşük alaşımlı çelikler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bazı korozif gazlar için 410 Paslanmaz, K-Monel ve Hastalloy çelikler kullanılabilir.

Piston kolu packing ringleri ve piston kolu arasında etkiyen normal sürtünme kuvvetleri basınçla artış göstermektedir. Deneyimler piston kolu packing aşınmasının 1000 psi ‘ın üzerindeki basınçlarla aşırı hale geldiğini göstermiştir. Şekil 2-25 ‘te piston kolu üzerine etkiyen sürtünme kuvvetleri görülmektedir. Bu yüzden packing alanında sertleştirilmiş yüzeyli piston kolu sertleştirilmeyene göre daha az aşınacaktır. Bu sertleştirme sementasyon, azot emdirme, endüksiyonla sertleştirme, krom oksitli, tungsten karbürlü plazma spreyi ve alevle sertleştirme ile yapılabilir. Bu ayrıca yüzey kalitesinin önemli olduğunu da ifade eder.

a

Şekil 2–25 Kompresörün piston kolu üzerine etkiyen sürtünme kuvvetleri

Piston Kolu – Kroşet Bağlantıları

Kayar kaplin yerleşiminin söz konusu olmadığı durumlarda piston kolu her zaman kroşete vidalanır ve bir somunla kilitlenir. Bu kısımda da sadece kroşete vidalanan tiplere yer verilmiştir. Kroşete ait kesit için Şekil 2–26 ‘ya başvurulabilir.

52

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–26 Vidalı piston kolu kroşet bağlantısı

Taçlı Piston Kolu: Piston kolunun ucu taca sahip olacak şekilde işlenir ve pim veya tespit kilit pimi, kolun dönmesini önlemek için kroşetin içine sokulur. Bu yöntemde ayrıca kilitleme için kroşetin yüzüne karşı bir somun kullanılır ( Şekil 2–27 ).

a

Şekil 2–27 Taçlı kol

Setskur kilidi: Kroşet matkapla delinir ve piston kolunun dişlerine setskur için vida dişi açılır. Setskurun koldaki dişlere zarar vermesini önlemek için kanala bakır bir disk konulur. Kroşet somunları setskur ve bakır diskler ile benzer şekilde kilitlenir ( Şekil 2–28 ).

53

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-28 Ufak kompresörlerde kullanılan setskur kilitleme

Kroşete Sıkıştırma Vidası Kilitleme

Bu yöntemde kroşetin yüzlerine karşı oturan somunun içerisinden birkaç tane setskur geçirilir. Bu ayrıca piston kolunun dişlerine oturan ve somunun içerisinden geçen bir setskur ve bakır disk kullanılır ( Şekil 2-29 A ). Şekil 2-29 B ‘de daha modern bir yöntem görülmektedir.

Şekil 2-29A Kroşete sıkıştırma vidası ile kilitleme

Çoklu civatalı kilitleme: Bu yerleşimde kroşette altıgen tek somunun yerine çevresel bir somun kullanılmaktadır. Somunun torku, somunu kroşetin yüzüne bağlayan 4 ila 8 civata tarafından sağlanır. Somun ve kroşet yüzeyleri arasında 0,020” ila 0,040” boşluğa ve somun üzerindeki civataların piston kolunu efektif olarak kilitlemesine izin verir ( Şekil 2–30 ).

a

Kayar kaplin: Bu tip piston kolu kroşete vida dişi ile bağlanmaz. Bunun yerine kolun ve pistonun silindir çapıyla sürekli olarak hizalanmasına izin veren üç parçalı kaplin yerleşimiyle bağlanır. Genellikle yüksek basınçlı ufak çaplı silindirlerde kullanılırken bu kimi zaman Avrupa da tasarlanmış kompresörlerde de bulunmaktadır ( Şekil 2-31A ). Yine Şekil 2-31B ve Şekil 2-31C ‘de daha modern bir türü görülmektedir. Piston kolu ve kroşet arasındaki ön gerilmeli bağlantı, yorulmasız mil ve piston kolunun ucundaki vida dişini kapsayan sadece bir bağlantı elemanını içermektedir. Optimize edilmiş 54

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

ön gerilim dişe düşük değişen yükleri iletir ve herhangi bir ölçüm aygıtı olmadan tamamiyle ayarlanabilir. İki bileşenin uygun olarak birbirine bağlanması için basit bir mesafe halkası gerekmektedir. Özel hidrolik araç gerektirmeyen birçok kompresör boyutu için ön gerilim hidrolik olarak verilebilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-29B Çoklu kriko tipli vida ( ExtratorqueTM ) koldan kroşet kilitleme somunu

a

Şekil 2–30 Çoklu civatalı piston kolu kilitleme aygıtı

Şekil 2-32A ‘da sıradan bir piston ve piston kolu grubu görülmektedir. Bu piston kolu üzerine işlenmiş bir kelepçeye karşı geçen iki parçalı dökme demir pistondur ve bir somunla yerinde tutulur. Bu dişli tarafı, kroşete vidalanan yerde, gösterir ve bir somunla kilitlenir. Bunun yanında ayrıca kupilya piston somununu ve diski ve setskuru kroşet somununda kilitler. Şekil 2-32B ‘de daha gelişmiş bir versiyonu görülmektedir. 55

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-31A Kayar kaplinli piston kolu kilitleme aygıtı

Şekil 2-31B Piston kolu ve kroşet arasındaki ön gerilimli bağlantıya ait kesit görünüş

Yağlanmayan veya Yağsız Sistemlerin Konstrüksiyonu

Gaz akışında yağ olmasının kabul edilemeyeceği endüstriyel kompresörler için birçok uygulama bulunmaktadır. Yiyecek endüstrisinin, mayalama endüstrisinin ve paketleme endüstrisinin ( ilaç endüstrisinde ), yanısıra endüstriyel hava kontrol sistemlerinde sıkıştırılmış havanın yağsız olması zorunludur.

a

Fakat genel endüstri veya üretimde bile kompresör silindirlerinde kullanılan yağlama yağının miktarının düşürülmesi için nedenler bulunabilir. Basma valfi portu alanlarında meydana gelen aşırı yağ birikmesi ve hatta en iyi sınıftaki kompresör yağı yüksek sıcaklığa maruz kaldığında oksitlenebilir. Bu yağlar sonuç olarak yapışkan veya çamur tipindeki birikintiler oluşturabilir. Bunlar kompresörün performansını düşürür ve bazı durumlarda birikmelerine izin verilirse hava sisteminde alevlenmeye 56

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

neden olabilirler. Bu ve diğer nedenlerden dolayı yağlamasız çalışma giderek daha popüler hale gelmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-31C Piston kolu ve kroşet arasındaki ön gerilmeli bağlantıya ait montaj resmi

Şekil 2-32A Tipik piston ve piston kolu grubu

Geçmiş

Yağsız pistonlu kompresörlerin tasarım detaylarına bakmadan önce geçmişte ne üretildiği gözden geçirilmeli ve şu anda teknolojinin durumu gözden geçirilmelidir.

a

Yağsız silindir tasarımı 1930 ların ilk yarısında ortaya çıkmıştır. Biracılık uygulamalarında yağlama için bu silindirlerde su kullanılmaktaydı. Oksijen basan kompresörler için yağlayıcı olarak sabun ve su kullanılıyordu. 1930 ların ortalarında ilk yüksek basınçlı yağlamasız hava kompresöründe ( 2000 psi ) karbon ringler kullanılmıştır. Sonraki yıllarda karbon tek kademeli ve çok kademeli kompresörler piston ve taşıyıcı bantlar için aşınma malzemesi olarak kullanılmıştır. Şekil 2-33 ‘te bu karbon piston ringi görülmektedir.

57

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-32B Piston ve piston kolu arasındaki çoklu kriko tipli vida ( ExtratorqueTM ) bağlantısı

Bu bir kaymayan tipli pistondur. Bunun anlamı karbon ringin demir pistonun ağırlığını ve yükünü silindir cidarına aktardığıdır. Gaz sızdırmalığının sağlanması için genleştiricili piston ringleri kullanılmıştır. Bir diğer konstrüksiyon tipi, ufak yardımcı bir kroşetle kullanılan kuyruk koluna sahip kayar piston tipidir. Kuyruk kolu pistonu destekler ve silindir cidarına temas etmesini önler. Burada karbon taşıyıcı ringler kullanılmamıştır. Basınç packing i ya yumuşak örülmüş asbest iplik kimi zaman hayvani yağ emdirilmiş olarak ya da parçalı karbondan imal edilmiştir. Karbonun büyük bir dezavantajı bulunmaktadır: Bu aşırı derecede kırılgan bir malzemedir ve talaş kalkması ve kırılmayı önlemek için montaj esnasında aşırı derecede özen gösterilmelidir. Aşınma sonucu oluşan karbon tozu biraz abraziftir ve ringin aşınma hızını arttırır. Kendi yuvalarındaki ringlerin yanal boşluğunun fazla miktarda olması ring vuruntusu meydana getirir. Bu ise talaş kalkmasına veya ringlerin kırılmasına neden olur. Bu yüzden yağlamasız pistonlu kompresörlerde düz karbon ringlerin kullanımından vazgeçilmiştir. Yüksek performanslı polimerlerde ilerleme kaydedilmeden önce proses endüstrisi sırada Teflon konstrüksiyonu standart halindeydi. Piston ve packing ringler genellikle Du Pont ‘un PTFE ‘sinin baz alındığı bir grup malzemeden üretilmektedir. Cam fiberi, karbon, bronz veya grafit gibi farklı dolgu malzemeleri kullanılmaktadır.

a

Ya yağsız ( tamamen yağlamasız ) ya da az yağlamalı olarak üretilen kompresörler kullanılan yağlayıcı miktarını önemli ölçüde düşürürler ( genellikle yağların kompresörde kullanılan yağlayıcı miktarının %10 u ).

58

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

En iyi yağlanmayan kompresör tasarımı labirent pistonlara sahip olanlardır. Bunlar Sulzer-Burckhardt tan temin edilebilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-33 Yağlamasız kompresör pistonuna ait ilk örnek

Yağlamasız Silindirlerin Tanımlanması

Yağlamasız kompresörler ile ilgili saha deneyimleri genellikle iyi sonuçlanmamıştır. Bu yüzden aşağıda silindir terminoloji ile ilgili bir tanımlama verilmiştir. Aşağıda pistonlu kompresörlerin silindir grubunun yağlayıcı ortama göre tasarlanması zorunlu olduğunda kullanılacak terminoloji tanımlanmış ve yağlayıcı ortamı referans alınarak silindir tipleri sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırma genellikle şu şekildedir:

1. Yağlanan silindir konstrüksiyonu: Yağlanan silindir konstrüksiyonu sıvı bir yağlayıcının eşleşen parçaları arasında yağlayıcı filminin oluşturulması için yeterli miktarda silindir ve piston koluna doğrudan sıvı yağlayıcının gönderildiği sıradan silindir konstrüksiyonudur. Yağlanan silindirlerden gaz akımı normalde hidrokarbon veya sentetik yağ olan yağlayıcı ile kirletilir.

a

2. Mini yağlama ( AZ ): Yağlanan bir silindir için olan miktarın en az 1/3 ‘üne düşürülen ve silindirlere yağ beslemesinin yapıldığı silindir konstrüksiyonudur. Teflon kısım piston üzerinde basınç packing i için kullanılır.

59

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Mini yağlama konstrüksiyonunun amacı çıkan gaz akımıyla taşınan yağ miktarını düşürmek ve giden akım tarafındaki sistemlerin kirlenmesini azaltmaktır. Kullanılan yağ miktarındaki düşüş ve giden akım tarafında yağ araştırması üzerindeki azalma maliyetleri düşürür. 3. Mikro yağlama: Normal yağ beslemesinden silindire yağlayıcı gönderilmez. Fakat piston kolu boyunca olan taşımadan bir miktar yağ silindire girer. Piston üzerinde ve basınç packing i için teflon kısım kullanılır. Yağ kazıyıcı ringleri, piston kolu boyunca yağın kaldırılmasına izin verdiğinden, genellikle çıkarılır. Bu konstrüksiyonun seçilmesindeki neden mini yağlama için olanla aynıdır. Sadece sistem çok daha az miktarda yağ alır.

m o

4. Yağlanmayan veya yağsız silindir konstrüksiyonu: Silindire hiçbir yağlayıcı erişimi yoktur. Kroşet kılavuzunu silindirden ayırmak için daha uzun bir mesafe parçası kullanılır. Bir kelepçe veya yağ deflektörünün monte edildiği daha uzun piston kolu gerekmektedir. Bu kelepçe kol boyunca ve silindire olan yağın taşınmasını önler.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Piston üzerinde ve basınç packing inde teflon içeren bir malzeme kullanılır. Bu yağlanmayan kompresörlerin pistonları silindir cidarları ile temasta olan taşıyıcı bantlar ile donatıldığından bu kompresörlere sıradan kompresörler denilmektedir.

İşletme Farklılıkları

Yağlanan ve yağlanmayan silindirlerin arasındaki temel işletme farkı şöyle açıklanabilir. Piston basınca karşı çalışır ve kayar sızdırmazlık sağlamalıdır. Bu sayede kaçak olmadan gazı sıkıştırabilir. Belki de yağlanan silindirlerde en basit piston, silindir çapına çok sıkı geçen bir plag piston olabilir. Fakat sıcaklık ve diğer mühendislik ve ekonomik problemlerden dolayı bu pratik değildir. Bu yüzden sızdırmazlık için piston ringleri kullanılmaktadır. Bu piston ringlerinin birçok türü bulunmaktadır. Fakat piston etrafındaki oluğa oturan ince metalik iki parçalı ringin temel prensibinden yararlanır. Bu ring yay ile imal edilmiştir veya silindir cidarına karşı ittirmeye meyilli gerilim ve kayar geçme sağlar. Pistonun ring yuvalarında piston ringlerinin kayması ve sadece bunların sızdırmazlık sağlaması önemlidir. Bunlar ne pistonu ne de pistonu destekleyecek diğer aygıtları taşırlar. Piston sadece oluşan sıvı yağlama filmi ile silindir cidarlarından ayrılır. Yağlanmayan veya yağsız piston ve piston ringi grubunda pistonu destekleyecek hiçbir yağ filmi yoktur. Bu yüzden metalik piston ciddi bir hasarın önlenmesi için silindirden uzak tutulmalıdır. Bu yağlanan ve yağlanmayan prensip arasındaki farktır.

a

Sıradan yağlanmayan kompresörlerde piston boynuz, aşınma veya taşıyıcı ring olarak da adlandırılan bir kılavuz ring ile cidardan ayrılır. Bu taşıyıcı ring, karbon veya teflon gibi düşük sürtünmeli bir malzemedir ve pistonun ağırlığına göre birim yükü düşüktür. Pistonun dış çapı, yağlanan kompresörün piston çapından daha ufaktır. Bu pistonun dış çapı ve silindir çapı arasında boşluk meydana getirir. Bu boşluk taşıyıcı bant aşınması için metal silindir çapına temas etmeden önce boşluk oluşmasına izin verir.

60

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Bu taşıyıcı ring ya tek parçalı veya iki parçalı şekilde olabilir. Bunun boyutu sadece piston grubunun ağırlığı tarafından belirlenir ve çalışma basınçlarından bağımsızdır. Yağlamasız Kullanımlar için Normal Tasarım Yağlanmayan silindir, yağlanan bir silindirin yalnızca fabrika dönüşümü olamayacağı açıktır. Basitçe piston ringlerinin ve packing ringlerinin metalikten karbon veya teflona değiştirilmesi ve yağlama yağının kapatılması silindiri yağlamasız hale getirmez. Tatminkar çalışma, yağlanmayan silindirin yağlanmayan servis için geliştirilen malzemelerin ve testlerin kullanılması için mühendisliği yapılmalıdır.

m o

Şekil 2-34 ‘te sıradan yağlamasız kullanım için modern bir kompresör silindiri görülmektedir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–34 Sıradan, yağlanmayan kompresör silindiri

Yağla yağlanan ve yağlanmayan kompresörler arasındaki farklara ve benzerliklere bir göz atalım. İster düşey, ister yatay isterse Y konfigürasyonda olsun her ikisinin de gövdesi yağlanmaktadır. Şekil 2-35 ‘te referans olarak kullanılan düşey kompresöre ait kesit görülmektedir. Krank muhafazasının bileşenleri sıradandır. Tüm kompresörler dövülmüş krank mili, sürtünmesiz yatak, dövülmüş biyel kolu ve bir döküm kroşet içermektedir.

a

Hem yağlanan hem de yağlanmayan kompresörlerin bu bileşenleri için aynı yağlayıcı sistemi bulunmaktadır ( krank milinden yağ akışı olan, kroşet pimi kovanlarını ve kroşeti yağlamak için yağı biyel koluna basan bir yağ pompası ). Bu yağ, gövde yağ yükü ve metalik kazıyıcı ringler ile gövdede tutulur. Tamamen yağlamasız kompresörlerde gövde ve silindir arasında daha uzun piston koluyla bir gömlek kullanılır. Bu, silindire geçecek gövdeyi yağlayan yağ ile pistonun hiçbir parçasının temas halinde olmamasını sağlar. Genel olarak kılcallık etkisiyle piston koluna herhangi bir yağın sürünmesini önlemek için piston kolu üzerinde bir yağ deflektör grubu kullanılır. 61

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–35 Sıradan, yağlanmayan düşey yönelimli kompresör

Silindir çapı piston ringlerinin ve taşıyıcı bantlarının aşınmasını düşürmek için 8 ~ 16 RMS yüzey kalitesine sahip olacak şekilde honlanır. Bu yüzey kalitesine ulaşılması için normal honlamaya ek olarak teflon honlamayla yağlamasız silindir verilir. Bu işlemde PTFE blokları honlama setlerinde aşındırıcı taşların yerinde kullanılır. Bunlar silindirin çapında demir gözeneklere emdirilir. Piston kolunun yüzey kalitesi packing in seyri boyunca çok önemlidir. Yağlanan bir kompresörde piston kolunun yüzey pürüzlülüğü 16 RMS iken yağlanmayan kompresörde piston kolunun yüzey pürüzlülüğü 8-10 RMS ‘tir.

a

Buna ek olarak piston kolu packing in seyir alanında 50-55 HRc yüzey sertliğine sahiptir.

Piston kolunun hizalanması ve ekzantrikliği packing aşınmasının en aza indirilmesi için dikkatlice kontrol edilmelidir. Aşırı yanal hareket veya 0,003” i aşan kaçıklık packing in sızdırmazlık etkisini ortadan kaldıracaktır.

62

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Piston ve Taşıyıcı Ringler Şekil 2–34 ve Şekil 2–35 ‘te görülen pistonlar tercih edilen konstrüksiyon olan iki parçalı tasarımdır. Ancak bazı kompresörler tek parçalı tasarım kullanır ve daha büyük çaptakiler Şekil 2–36 ‘da görüldüğü gibi üç ayrı parçaya sahiptir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–36 Üç parçalı piston tasarımı

Yağlamasız silindirlerde kullanılan bir piston genellikle boyuta bağlı olarak silindir çapından 0,125” ila 0,250” daha ufak imal edilmektedir.

Şekil 2–35 ‘te görülen pistonun merkezi bir taşıyıcı bandı bulunmaktadır. Şekil 2-34 ‘teki konstrüksiyonda ise taşıyıcı bant pistonun üst yarısındadır. Taşıyıcı bantların konumu ve sayısı pistonun tasarımı, çapı, uzunluğu ve ağırlığı tarafından belirlenir. Taşıyıcı bantlar ve piston ringler cam, bronz veya yüksek performanslı polimer gibi farklı dolgu maddelerine sahip olarak PTFE ( Teflon ) dan imal edilirler. Düşük basınçlı hava kullanımlarında genellikle karbon dolgu maddeli teflon tercih edilir. Isı iletkenliği iyidir, birçok silindir malzemesi ile uyumludur ve normalde azot ve helyum olduğu kadar kuru gazlar, hidrokarbon gazları ile de kullanılırlar. 2000 psi ‘ın üzerindeki basınçlar için bronz ve çok yüksek sıcaklıktaki uygulamalar için grafit kullanılabilir. Taşıyıcı bantlar piston ve piston kolunun ağırlığını taşırlar. Tablo 2–1 ‘de minimum taşıyıcı bant genişlikleri verilmiştir. Tablo 2–1 Teflon taşıyıcı bantların minimum genişliği

a

Piston çapı ( inç )

Teflon bantın genişliği ( inç )

7 ‘ye kadar

1

7 ila 11

1½

12 ila 15

1¾

16 ila 21

2

Piston ringi genişliği ve boşlukları malzemenin genleşme katsayısı baz alınarak ayarlanır ve minimum sıcaklık farkının 120 C0 olduğu farz edilir. Örnek: 10” çapındaki bir silindir için dökme demir piston ringinin kalınlığı ¾” tir. Camla doldurulmuş teflon için ½” lik genişlik önerilmektedir. Piston pimi yuvasındaki yan boşluklar ve uç açıklığı ring malzemesinin daha fazla genleşmesi için ayarlanır. 63

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Taşıyıcı bantın monte edilmesiyle taşıyıcı bant ve silindir çapı arasındaki çapsal boşluk dökme demirden imal edilmiş pistonun inç çapı başına 0,00125” ve alüminyumdan imal edilmiş pistonun inç çapı başına 0,002” ‘tir. Taşıyıcı bantın ömrü her revizyonunda piston 1200 ila 1800 döndürülerek arttırılabilir. Taşıyıcı bantlar farklı stillerde temin edilebilirler. Şekil 2–37 ‘de France Kompresör Ürünleri tarafından imal edilmiş farklı tipler görülmektedir. Basınçlanmanın önlenmesi için basınç tahliye yuvalarının tüm yarıklı ringlerde kullanılması önerilmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-37 Pistonlu kompresör pistonları için taşıyıcı bantlar

Taşıycı Bantların Montajı

Dolu PTFE taşıyıcı bantlar temaslı alıştırma olacak şekilde makinada işlenir, piston tarafı üzerinde bir kere genleştirilir, ringler piston üzerinde kauçuk gibi oturacaktır. Bunlar piston ringlerinde olduğu gibi sızdırmazlığı sağlanması için kendi yuvalarında serbestçe dönmek zorunda değildirler. Taşıyıcı ringler piston tarafında ve ring yuvası üzerinde kayarak tam gergin otururlar. Ringin ön gerdirmeli olup olmamasına bağlı olarak bu yöntemlerden birisi ile yapılır. Ön gerdirmeli taşıyıcı ringler piston tarafında üzerine geçen yuva kilitli genleştirici üzerinden destek alırlar. Ring yuvasında PTFE nin doğal elastik hafızası ringin gerçek boyutlarına gelmesine neden olur. Bu kasılma dikkatli ısı uygulaması ile hızlandırılabilir. Ön gerdirilmemiş taşıyıcı ringler piston tarafı üzerine zorlanarak üzerine geçmesini gerektirir. Bu Şekil 2–38 ‘de görüldüğü gibi bir baskı ve bir özel aparat kullanılarak yapılır.

a

Piston Ringleri

PTFE den yapılmış piston ringleri, silindir çapına oturdukları zaman pistonun inç çapı başına 0,020” ila 0,024” arasında boşluğa sahip olacak şekildedir. Yuvanın yan boşluğu inç genişliği başına 0,010” – 0,020” tir. Teflon genleşme hızlarının dökme demirin yaklaşık olarak 7 katı olduğu unutulmamalıdır. Dökme demir ringli yağla yağlanan kompresörler için değerler ring boşluğunun inç çapı başına 0,0035” tir. 64

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-38 Teflon aşınma ringleri için grup aparatı

Şekil 2–39 ‘da basınç tahliye oluklarına sahip ve iki piston ringli merkezi bir taşıyıcı bantın kullanıldığı yağlamasız kompresöre ait piston görülmektedir. Şekil 2–40 ‘da daha yüksek basınçta yağlamasız proseste sentez gazı taşıyan kompresörde kullanılan üç parçalı piston görülmektedir. Bu piston, dökme demir piston ringi taşıyıcılı dökme demir uçlardan oluşmaktadır. Bu taşıyıcı bantlar uç parçaları ve ring taşıyıcı arasında sandviç haldedir.

Havanın Filtrelenmesi

Yağlamasız hava kompresörünün sorunsuz, başarılı olarak çalışması için ilgi gösterilmesi gereken bir diğer alan emiş havasının uygun olarak filtrelenmesidir.

a

Şekil 2–39 Sıradan yağlamasız kompresör için kırpılmış piston 65

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

Şekil 2–40 Yağlamasız kompresörde sentez gazının taşınmasında kullanılan üç parçalı piston

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Hava filtresi kuru tip olmalıdır, tercihen bez veya kağıt kullanılır ve genellikle yeterli filtreleme alanının sağlanması için yağlanan kompresörlerde kullanılandan daha büyüktür. Hava, toz, is ve ince kül ve kum gibi asılı kalmış katı partiküllerden büyük miktarda içermesine rağmen temiz olarak görülebilir. Kırsal alanlarda 1000 ft3 başına 0,50 tane ile endüstriyel alanlarda 1000 ft3 başına 5 tane ye kadar konsantrasyon aralığı bulunmaktadır. 7000 tane 1 pound ‘a, 1000 cfm lik kompresörün endüstriyel alanda günde 24 saat filtresiz olarak çalışması günlük 1,03 pound tozun içeri çekilmesine neden olacaktır. Bu katılar abrazyon, aşınma ve erozyonu hızlandırmaktadır. Filtre kartuşunun verimi 10 mikronluk partiküller için %99,7 ve 5 mikronluk partiküller için %95 olabilir. Filtreden silindire olan emiş boru hattı temiz ve tozsuz olmalıdır. Çelik boru hattı pas önleyici veya epoksi boya ile işlem görmelidir. Kritik uygulamalarda paslanmaz çelik veya alüminyum boru hattı kullanılmalıdır. Bu malzemeler her zaman tercih edilir. Abrazif malzemeler teflona gömülebilir ve silindir aşınmasını hızlandırır ve bunun sonucu olarak ring ömrünü kısaltabilir. Eğer havanın filtrelenmesi yetersiz ise bakım maliyeti artacaktır.

Valfler ve Unloderler

Yağlamasız birimler için valfler, unloderler ve boşluk cepleri kendiliğinden yağlama için teflon parçalara ve kovanlara sahiptir. Kanal valfleri, kanalları boyunca teflon şeritlere ve uç taraflarda teflon kılavuzlara sahiptir. Pleyt valflerde genellikle yay ve plaka arasında teflon parçalar bulunmaktadır. Bazı durumlarda tüm bileşenler teflonla kaplanmıştır. Unloderler, kızaklı parçalarında teflon kovanlara sahiptir ( Şekil 2–41 ).

a

Piston Kolu Sütunu veya Gövdenin Yüklenmesi

Her kompresör piston kolu sütununa veya gövde yükü sınırlamasına maruz kalmaktadır. Her kompresörün boyutu maksimum izin verilebilir gövde veya piston sütunu yükünü belirler. Bunu izin verilebilir yükün içinde tutulması gövde dökümünün ve güç aktarma parçalarının ( krank pimi, kroşet pimi, ana yataklar, kroşet ve biyel kolları gibi ) tasarım noktalarının ötesinde yüklere ve gerilimlere maruz kalınmamasını sağlar.

66

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Piston kolu sütunu veya gövde yükü piston üzerinde ve sonrasında piston kolu üzerine uygulanan pistonda ortaya çıkan silindirdeki basıncı kuvvetlendirir. Bu yük piston kolu vasıtasıyla gövdeye ve güç aktarma organlarına aktarılır. Gövde yükü piston veya bir silindir boyunca olan toplam yükün farkıdır. Bu pistonun net alanı ile ilgili silindir için emme ve basma basınçları arasındaki farkın çarpımına eşittir. Aşırı Kol Yükü Kompresörde meydana gelen hasarların büyük bir çoğunluğu tavsiye edilen kol yüklerinin aşılması sonucu meydana gelmektedir. Bu nedenden dolayı işletmeciler ve mekanikçilerin kompresörü devreye almadan önce kola gelen yükleri anlaması önemlidir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 2–41 Yağlamasız kompresörlerde kullanılan teflon kovanlı unloderler

Bası Altındaki Kol

Şekil 2–42 ‘de görüldüğü gibi ilk önce bir çift etkili silindiri ele alalım. Piston silindir kapağına doğru ilerledikçe piston üzerindeki basma basıncı ( P2 ) piston kolunu sıkıştırır ve burkmaya çalışır. Aynı zamanda pistonun arkasından silindire gaz girer, pistonun sırt tarafında emme basıncı ( P1 ) kuvveti ortaya çıkar. Bu iki kuvvet zıt doğrultudadır. Fakat basma basıncı daha büyüktür, net bileşke kolu 67

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

sıkıştıran kuvvettir. Bu kol yükü sıkıştırması olarak adlandırılır. Emme basıncı düştükçe veya basma basıncı arttıkça kol üzerindeki net sıkıştırma artar. Bu yüzden eğer işletmeci emme veya basma basıncının tasarım koşullarından fazla sapmasına izin verirse izin verilebilir maksimum bası yükü aşılabilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–42 Sıkıştırma stroku süresince piston kolunun şekil değiştirme eğilimi

Çeki Altındaki Kol

Piston geri dönüş strokunda krank tarafına doğru bastıkça Şekil 2–43 ‘te görüldüğü gibi emme ve basma basınçlarının net kuvveti kol üzerinde çeki yükü meydana getirir. Buna kol yükü çekisi adı verilir. İşletmeci emme basıncını düşürerek veya basma basıncını tasarım basıncının çok daha üzerindeki basınca arttırarak kompresöre zarar verebilir.

Şekil 2–43 Silindirin krank tarafında sıkıştırma süresince piston kolunun gerilmesi

Kol Yükünün Belirlenmesi

a

Kol çeki ve bası kuvvetlerinin büyük bir kısmını kolayca emebilir. Fakat piston, biyel kolu ve civata, kroşet ve pabuç, kovan ve yataklar gibi diğer parçalar gerilim altındadır. Bu yüzden en yüksek gerilime sahip parça kompresörün imalatçısı tarafından tasarlanan kol yükünü belirler. Bu değer kompresörün her modeli için farklıdır. Fakat genellikle kroşet pim kovanının basınçları sınırlandırılmıştır. Kol yükleri basit bir hesapla bulunabilir. Fakat çalışma sırasında emme ve basma basınçları öyle bir şekilde değişebilir ki işletmecinin hesaplama için zamanı kalmayabilir.

68

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Kol Yükünün Hesaplanması Kuvvet = Basınç x Alan İki hesaplama yöntemi kullanılmaktadır. Biri ortalama diğeri bası ve çeki yüklerin hesaplanmasını gerektiren kesin yöntem. Bu yöntemler için aşağıdaki formüller kullanılır: Ortalama Yöntem F = P x A = ( Pd – Ps ) x net silindir alanı

m o

Burada; Net silindir alanı = silindir alanı – ½ kol alanı

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

dır.

Kesin Bası veya Çeki Yöntemi

Piston silindir kapağı tarafına veya basıdaki kola doğru hareket eder: (a) Fc = ( Pd x Ahe ) – ( Ps x Ace )

Piston krank tarafı veya çekide kola doğru hareket eder: (b) Ft = ( Ps x Ahe ) – ( Pd x Ace )

Burada;

Ps : Emme basıncı, psia

Pd : Basma basıncı, psia

Ahe : Silindir kapağı tarafı alanı, inç2

Ace : Silindir krank tarafı alanı, inç2 = Ahe – kol alanı

dır.

Ortalama yöntem hızlı kontroller için kullanılabilir, fakat izin verilebilir maksimum değere çok yakın veya üzerinde ise veya silindir daha ufak ise ( 10” çap ve altında ) kesin yöntem kullanılmalıdır. Örnek

Silindir çapı: 12”

a

Piston kolu çapı: 2”

Emme basıncı: 0 psig

Basma basıncı: 100 psig Kroşet pimi: 4” çap x 5” uzunluk

(A) Ortalama yöntem ile 69

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Silindir alanı = 113,098 inç2 -1/2 kol alanı = 1,573 inç2 Net silindir alanı = 111,525 inç2 F = ( 114,7 – 14,7 ) x 111,53 = 11153 lbs

(B) Kesin yöntem ile Silindir alanı = 113,098 inç2

m o

-Kol alanı = 3,146 inç2 Krank alanı = 109,952 inç2

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Fc = ( 114,7x113,098 ) – ( 14,7 x 109,95 ) Fc = 12972,34 – 1616,29 = 11,355 lbs

Ft = ( 14,7 x 113,098 ) – ( 114,7 x 109,95 ) Ft = 1662,54 – 12611,27 = - 10949 lbs

olarak elde edilir.

Bası hesaplamasının pozitif olması ve çeki hesaplamasının negatif olması önemlidir. Eğer tüm değerler artı veya eksi gelirse bu kolun artı basıdan eksi çekiye değişmediğini gösterir. Bu ise kroşet piminde tersinirlik olmadığını ve bu parçaya yağlama yapılmadığı anlamına gelir. Gövde yükünün göz önüne alınması veya piston kolu sütununun yüklemesi gazın dikkatlice analizinin ve normal işletme koşullarında atalet yüklerinin ve hem tam hem de kısmi yüklü çalışmada tahliye vanasının ayarlarını geçer. Bu analiz gövdenin genelinde ve güç aktarma organları ile yükleme karakteristiklerinin belki de grafiksel olarak ( bkz. Şekil 2–44 ) değerlendirilmesini içermektedir. Şekil 2– 45 ve Şekil 2–46 ‘da görüldüğü gibi kroşet ilgilenilen alandır. Kroşet piminde gaz ve atalet kuvvetlerinin bileşkesinin incelenmesi 3600 ‘lik dönme sonucu oluşan yükün şiddetini belirleyecektir. Böylece uygun yükün tersine çevrilmesi sürekli yağlamayı sağlayacak şekilde meydana gelir. Şekil 2–46 ‘da yağın boşluğu doldurmasına izin veren bir yükün tersine dönmesine neden olan atalet yükü ve gaz yükünün birleşimiyle kroşet piminde bir tersinir yük görülmektedir. Bu sayede hem yağlama hem de soğutma yapılır.

a

Şekil 2–47 ‘de gereken tersinirlik derecesi görülmektedir. Bu, bir devir boyunca olan tersine dönen yükün süresini ve şiddetini göstermektedir. Kuyruk Kollu Piston Tasarımı

Kuyruk kolu konstrüksiyonu tersinirliğin elde edilemediği yerlerde gerekmektedir. Bu tasarım hem alt hem de üst tarafında aynı basınca sahiptir, kroşet piminde yükün tersine dönmesiyle sonuçlanır. Bunun için şüphesiz ek packing grubu gerekmektedir.

70

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Şekil 2–48 ‘de emme basıncının 2800 psi ve 6” silindir çapı ( 28 inç2 alan ) ve basma basıncının 3100 psi ve 3” lik piston kolu çapı ( 7 inç2 alan ) olduğu yerlerde kullanılan bu özel uygulama görülmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–44 Kol yükünün grafiksel olarak gösterilmesi

a

Şekil 2–45 Karşılıklı pistonlu yatay kompresörün kroşet alanı

71

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–46 Pimde yükün tersine dönüşünü gösteren tipik kroşet yerleşimi

Şekil 2–47 Bir tam devirde kroşet pim yüküne ait tipik diyagram

a

Şekil 2–48 Spesifik örnek koşullar için kuyruk kolu tasarımlı kroşet pimi üzerindeki yük 72

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Gövde ve yatakların sadece 6300 pound a dayanımlı olduğu görülebilir. Ancak kroşet piminde yük tersine dönmektedir. Şekil 2–49 ‘da aynı veriyi kullanarak fakat kuyruk koluna çıkarılmasıyla elde edilmiş bileşke gövde yükü görülmektedir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Şekil 2–49 Şekil 2–48 ‘de listelenen spesifik koşullar için kuyruk kolsuz kroşet pimi üzerindeki yük

Eğer kuyruk kolu çıkarılmamış ise gövde yükü 4 ½ kez daha büyük olabilecektir. Daha kötüsü yük doğrultusunda tersine dönmez ve gerçekte fazla düşmez, kroşet pim kovanının boyutunun büyük oranda arttırılmasını mecbur kılar.

Dağıtma veya Atalet Kuvvetleri

Bir pistonlu kompresör çalıştığı zaman piston, piston kolları, kroşetler ve biyel kolları gibi hareketli parçalar tekrar tekrar ivmelenir ve yavaşlar. Bu hız değişimleri titreşimli atalet kuvvetlerini oluşturur. Kuvvetler ve moment çiftleri birinci ve ikinci derecedendir. Birinci dereceden kuvvetler kompresör milinin devriyle aynı frekanstadır ve ikinci dereceden kuvvetler mil devrinin iki katına eşdeğer frekansa sahiptir. Bu atalet kuvvetlerinin birbirlerini ortadan kaldıracak şekilde kompresörün tasarlanması mümkündür. Fakat durumların birçoğunda bu ekonomik değildir. Dikkatli bir tasarımla eşdeğer piston kütleleri ile ve dengeleme ağırlıklarının oturtulmasıyla bu atalet kuvvetlerinin düşük değerlere indirilmesi mümkündür. Dengesizliğin Etkisi

Kompresörün atalet kuvvetlerinin iki etkisi bulunmaktadır. Birincisi pistonun hareketi doğrultusunda ve diğeri ortak bir krank mili üzerindeki iki veya daha fazla pistonun ekseni arasında açıklık olduğunda ortaya çıkan hareket veya bir çifttir. Bu kuvvetlerin arasındaki ilgi ve kuvvetlerin şiddeti, krank sayısı, bunların uzunlamasına ve eksenel yerleşimleri, silindir yerleşimi ve dengeleme olasılığının büyüklüğü gibi faktörlere bağlı olacaktır.

a

İki önemli titreşim ( hareket ) periyodu kurulur: 

Primer – devirde



Sekonder – devrin iki katında

Bunun dışındakiler normalde ihmal edilebilir.

73

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Doğrudan atalet kuvvetlerinin yanında kompresör mili üzerinde tork değişimlerinden ortaya çıkan kuvvetlerde bulunmaktadır. Ortaya çıkan kuvvetler sinozodial olmasına rağmen sadece bunların maksimum değerleri analizde göz önüne alınır. Şekil 2-50 ‘de farklı kompresör yerleşimleri için atalet kuvvetlerinin bağıl değerleri görülmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 2–50 Farklı pistonlu kompresör yerleşimleri için dengelenmemiş atalet kuvvetleri ve kuvvet çiftleri 74

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Bozucu Giriş Kuvvetleri Şekil 2–51 ‘de düşey ve yatay tek silindirli pistonlu kompresör şematik olarak gösterilmiştir. Bir tam devir süresince piston değişen ivmelerle değişen hareketler meydana getirir. Gaz bir yarım tur süresince silindirin içerisine çekilir. Ardından bu gaz diğer yarım tur süresince sıkıştırılır ve basılır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–51 Düşey ve yatay tek silindirli pistonlu kompresörlerin şematik yerleşimi

Gaz Kuvvetleri

Bu yüzden çalışan pistonlu bir ekipmanda iki tip kuvvetin oluştuğunu görürüz. Pistonun ve silindir kapağının üzerine eş zamanlı olarak etkiyen bu anlık gaz kuvvetleri her zaman tamamen eşdeğer ve ters doğrultudadır. Bu yüzden iş akışkanı tarafından oluşturulan dahili kuvvetlerin harici kuvvetleri oluşturamayacağının fark edilmesi önemlidir. Fakat silindir ve gövdenin malzemesindeki gerilimler etkisiz hale getirilmiştir. Dönel Kütlelerden Dolayı Oluşan Atalet Kuvvetleri

Dönel kütleler Şekil 2–52 ‘deki taranmamış krank kısmıyla gösterilen ağırlıkların ve biyel kolunun ağırlığının 2/3 ‘ünün toplamıdır.

a

Şekil 2–52 Krank milinin ana yatakları üzerinde gösterilen dönel kütle 75

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Bu kütleler tarafından oluşturulan santrifüj kuvvet bir uyarım kuvvetidir, tüm doğrultularda aynı şiddete sahiptir. Bu kuvvet kütlenin, krank yarıçapının ve açısal hızın karesinin çarpımına eşittir. Uygun dengeleme ağırlıklarının seçilmesi ve bunların krankın zıt tarafına yerleştirilmesiyle dönel kuvvetler dengelenebilir. Bu yüzden dönel kuvvetlerin atalet kuvvetleri, uygun olarak boyutlandırılmamış dengeleme ağırlıklarıyla tamamen dengelenebilecek olan sabit şiddetteki bir santrifüj kuvvet meydana getirir. Salınım Yapan Kütlelerin Oluşturduğu Atalet Kuvvetleri

m o

Salınım yapan kütlelerin oluşturduğu atalet kuvvetleri çok önemlidir. Bu kuvvetler kütlelerin ve biyel kolu ağırlığının 1/3 ‘ü, kroşetin ağırlığı, piston kolu ve piston ağırlığı toplamının bileşkesidir. Bağlantı elemanlarının ağırlıkları farklı grupların bir parçasını oluşturacak şekilde göz önüne alınmalıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Salınım yapan ağırlıkların hızlanması ve yavaşlaması sonucu ortaya çıkan bu kuvvetler krank pimi üzerinde silindirin ekseni boyunca değişken bir kuvvet ortaya çıkarır.

Görülebileceği gibi dönel ve salınım yapan kütleler iki parçadan oluşan kuvvet sistemine bölünebilir: Birincil kuvvetler ve ikincil kuvvetler ve birden fazla krankı olan kompresörlerde moment veya kuvvet çiftleri olarak hem düşey hem de yatay doğrultularda gösterilir. Birincil Kuvvetler

Birincil kuvvetler krank mili devrinde meydana gelen döner ve salınımlı kuvvetlerin birleşimidir. Aslında birincil kuvvet, , ters tarafta sabit bir çelik kol etrafında dönen bir halkaya bağlanmış olarak bir uçta ipe bağlı ağırlık gibi davranır ( Şekil 2–53 ).

a

Şekil 2-53 Bir mil sistemi üzerine etkiyen dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetler

Ağırlık ( kütle ) kol etrafında döndüğü müddetçe ip gerilim halinde olacaktır ve döner kütlenin oluşturduğu santrifüj kuvvet etkisi ortaya çıkar. Ağırlık döndüğünden dolayı kuvvetin doğrultusu tam bir 3600 lik çember boyunca sabit olarak değişecektir. Eğer ağırlık ( veya kütle ) sabit devirde dönerse kol üzerinde ortaya çıkan kuvvet sabit olacaktır.

76

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Eğer krank milinin yerine dengeleme ağırlığı olmayan çelik bir kol kullanılıyorsa salınım yapan kütle ve döner kütlelerin toplamının oluşturduğu dengelenmemiş kuvvet krank milinin yatakları etrafında şiddetli olarak çarpmasına neden olur. Bu titreşimler gövdeye ve kaidenin içerisine aktarılır. Bu dengelenmemiş kuvvetlerin kısıtlanması için aşırı derecede büyük kaide gerekmektedir. Fakat kolun üzerine ikinci bir ipin bağlanmış olduğu farz edelim ve bunun ucuna eşdeğer bir ağırlık konulsun. Bu ağırlık birinci ağırlık gibi milin merkez ekseninden aynı mesafede olacaktır. Eğer tüm ağırlıklar aynı doğrultuda ve aynı devirde dönmesine neden oluyorsa ağırlıklar arasında 1800 farkla ağırlıkların kolun etrafında dönmesiyle ringin kolu çekmediği görülecektir. 1 numaralı ağırlığın meydana getirdiği santrifüj kuvvet 2 numaralı ağırlığın meydana getirdiği santrifüj kuvvet tarafından etkisiz hale getirilerek, kuvvet dengesinin oluşması sağlanır.

m o

Gerçekte 2 numaralı ağırlık dengeleme ağırlığı olmalıdır. Bu dengeleme ağırlığının kütlesi krank piminde bir nokta üzerine etkiyen salınım ve döner kütlelerin efektif ağırlığına eş değer kuvvet verecek yeterli bir mesafede yerçekimi merkezi üzerine etki eder.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Tek silindirli bir kompresörde dengeleme ağırlığının eklenmesi dik doğrultuda transfer edilebilecek silindir merkez ekseninin doğrultusunda etki eden dengelenmemiş primer kuvvetlerin bir parçası olmasına izin verir. Tek silindirli kompresörde dengeleme ağırlıklarının atalet kuvvetini dengelemediği unutulmamalıdır. Bunlar sadece dik doğrultuda kuvvet transfer eder. Bir iki silindirli Y kompresörde eğer tüm silindirlerdeki salınım yapan ağırlıklar eşitse tüm silindirlerin primer kuvvetlerinin toplamı kompresör devriyle dönen sabit şiddetteki kuvvettir. Sonuç olarak bu kuvvet dengeleme ağırlığı tarafından dengelenebilir. Ancak pratik olarak aynı dengeleme ağırlığı birkaç silindir kombinasyonu için kullanılabilir ve bu yüzden az bir dengelenmemiş primer kuvvet bazen bulunabilir. Deneyimlerden bu bileşke kuvvetin gerçek montajlarda herhangi bir sorun oluşturmadığı bilinmektedir. İkincil Kuvvetler

İkincil kuvvetler sadece salınım yapan kütlelerin bir sonucudur ve bu kütlelerin hızlanması ve yavaşlaması krank milinin devrinin iki katında meydana gelir. Bunlar sadece silindir ekseninde etkilidirler ve sadece krank mili devrinin iki katında ve ters doğrultuda dönen dengeleme ağırlıkları ile dengelenebilirler. Bu tip bir yerleşim ayrı bir dengeleme sistemi, dişli veya zincir tahriği, gerektirmektedir. Maliyetlerden, yer gereksinimlerinden ve tasarım zorluklarından dolayı tek kranklı kompresörlerin dengelenmesi tamamiyle yapılamamaktadır. Bu yüzden ikincil kuvvetlerin redüksiyonu veya ortadan kaldırılması için krankların veya çok kranklı kompresörlerin uygun olarak yerleştirilmesi dışında hiçbir pratik yol yoktur. Çok kranklı dengelenmiş karşıt ( O tipli ) tipli kompresör tasarımı ikincil kuvvetlerin dikkate alınması için çok uygundur. O-tiplide salınım yapan ağırlıkların eşit olduğu kabul edildiğinde iki silindirli kompresör yerleşiminde atalet kuvvetleri karşılıklı olarak birbirlerini ortadan kaldıracaktır. Sadece çiftler kaideye iletilir.

a

Tek silindir ve Y tipli kompresörde ikincil kuvvetler ne dengelenebilir ne de farklı doğrultuya transfer edilebilir. Bu kuvvet kaidenin uygun olarak tasarlanması için kompanze edilmelidir.

77

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Çiftler Çiftler, çok kranklı bir kompresörde her krankın üzerine etkiyen kuvvetlerin bir sonucudur. Bu kuvvetler aynı düzlemde değildir. Fakat mil eksenine doğru açılarda bir düzlemde her krankın üzerine etki eder. Bu kuvvetler mil eksenini geçen bir düzlemde merkezi etrafında mili döndürmeye çalışacak bir moment ( kuvvet çifti ) oluşturur. Bu primer çifttir. İkincil çift krank milinin iki katında meydana gelir ve bunlar birbirlerini ortadan kaldırırlar. Dengelenmiş tipli piston tasarımı dengeleme ağırlıkları bağlanmadan ikincil kuvvetler gibi primer kuvvetlerin tamamiyle dengelenmesine izin verir. Kranklar birbirlerine bitişik olduğundan ( Şekil 2–54 ) yerleşim çok ufak primer ve sekonder çift meydana getirecek bir minimum moment koluna izin verir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Pistonlu Kompresörler için Kaideler

Piston ve farklı diğer parçaların değişken hareketinden dolayı pistonlu kompresörler doğrultusu değişen sarsıntı veya atalet kuvvetleri geliştirirler.

Şekil 2–54 Dengelenmiş karşıt silindirli yerleşime sahip krankları yakınlaştırılarak moment dengesizliği en aza indirilmiş kompresör

Bu kuvvetin net sonucu montaj ile sönümlenmelidir. Bu ölü ağırlık yüküne ektir. Birçok kompresör birden fazla silindire sahiptir ve meydana gelen momentlerin ve kuvvetlerin net şiddeti bunlar arasındaki uyum ile değişim göstermektedir. Bazı durumlarda bunlar kısmen veya tamamen dengesiz olabilir. Diğerlerinde kaide hepsini taşımak zorundadır. Dengelemek mümkün olduğu zaman bu ekipman ağırlığını taşıyacak ve ayarlamayı yapacak kadar rijit ve geniş bir platform üzerine monte edilebilir. Bazı birimler profillerden yapılmış platform üzerine monte edilebilir. Ufak Y ve W yerleşimleri dayanımlı bina zeminine civatayla bağlanabilir. Ancak pistonlu kompresörlerin büyük bir kısmında kaide tasarımına büyük önem verilmelidir.

a

Kaidenin Hareketi

Salınım hareketi yapan bir piston, kompresörü ve kaidesini hareket ettirmeye meyillidir. Çünkü atalet kuvvetleri oluşur. Bu durum eğer insanlar ufak bir botun içerisinde oturuyorsa bir yönden diğer yöne ani olarak hareket etmesine benzemektedir. Gölün dibine göre bot pozisyonunu da değiştirebilir. Yük ne kadar ağırsa ve botun tabanı ne kadar genişse ve bu yüzden hareketin direnci daha büyük olur ( kaide daha ağır ve daha geniş olur ), daha az hareket meydana gelir. Fakat hareket halen mevcuttur. Bu 78

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

yüzden herhangi bir kaide veya toprak bir titreşim doğal frekansına sahiptir. Toprak elastiktir ( yay gibi ). Elastiklik derecesi karakterine bağlıdır. Kaide tasarımı, kütle ve toprağın karakteristiği öyle bir şekilde olmalıdır ki titreşimin doğal frekansı kompresörün oluşturduğu primer ve sekonder titreşim frekanslarından biraz fazla çıkarılır. Böyle yapılmadığı sürece rezonans meydana gelir, titreşimin genliği katlanır ve kaidenin değiştirilme zorunluluğu ortaya çıkar. İyi bir kaide çalışma devrinin çok üzerinde bir titreşim frekansına sahiptir.

Basit Kaide Tasarımı Uygun bir kaide: 

Kompresör ve tahrik birimini ayarlı, seviyeli ve uygun bir yükseklikte tutmalı



Titreşimi en aza indirmeli ve bitişikteki yapılara titreşimi aktarmamalıdır

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Birinci maddenin yerine getirilmesi için beş adım bulunmaktadır:

1. Güvenli dinamik yatak taşıma kapasitesi kaide tabanı üzerinde herhangi bir noktada aşılmamalıdır. 2. Toprağın birim yüklemesi tüm alan üzerine yayılmalıdır.

3. Kaidenin blok orantıları öyle bir şekilde olmalıdır ki ekipmanın kütlesinden kaynaklanan bileşke düşey yük ve dengelenmemiş atalet kuvveti bu taban alanı içerisine düşsün. 4. Kaide, dengelenmemiş herhangi bir kuvvetten dolayı toprak üzerinde kaymayı önleyecek yeterli kütle ve yatak alanına sahip olmak zorundadır. 5. Kaidedeki sıcaklık değişimi kendiliğinden çarpılmanın önlenmesi için üniform olmak zorundadır. Toprağın yükü taşıyabilme yeteneğine ek olarak toprak elastik olmak zorundadır. Kimi zaman yığılma olması gereklidir. Onarılması pahalı veya kaidenin yerinde değiştirilmesi zor olduğundan burada biraz ekonomi ön planda tutulmalıdır. Şekil 2–55 ‘te uygun olmayan kaideler ve bunların doğru örnekleri görülmektedir. Aşağıdaki yorumlar şekle aittir:

A – Çok ağır yükleme: Gövde batar

Çözüm: Taban veya dişli yüzeyleri uzatılır

a

B – Kaide ağırlık merkezinin altında merkezlenmiyor: Dengesiz toprak yükünden dolayı kaide sallanıyor C – Kaide kayaları – Bileşke düşey ve atalet kuvvetleri kaidenin dışına düşer. Çözüm: Gösterildiği gibi kaide yatağı yayılır. D – Kaide çok hafif: Toprak üzerinde kayıyor 79

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Çözüm: Kaide daha derin ve uzun yapılır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2-55 Kompresörün kaidesindeki bozukluklar

Kompresörün Boru Hattı ve Dalgalanmalar

Pistonlu kompresörlerde dalgalanma yapısal olarak fazladır. Boru titreşimleri ve performans problemlerine neden olacak şekilde boru hattıyla etkileşime girer. Bir kompresöre rasgele boru hattının bağlanması tehlikeli olabilir ve kırılan ekipman ve boru hattının formunda fazla para harcanır, kötü performans, hassas olmayan ölçme, istenmeyen titreşim ve bazen gürültü meydana gelir. Bir kompresöre bağlanan boru hattının performansını ve cevabını etkiler. Dalgalanma Formu

Kompresörlerin periyodik etkisinin neden olduğu dalgalanma, gazı boru hattının içine ittirir. Pistonkrank-valf mekanizması değişken bir basınç meydana getirir, zaman geçtikçe emme ve basma boru hattında bir basınç dalgası oluşturur ( Şekil 2-56 ‘da görüldüğü gibi kompozit bir dalga meydana getirir ). Bu kompozit dalga, esas sinüs dalgasının katları olan bir dizi dalga meydana getirir. Katlar, kompozit dalga formunu oluşturur. Bu yüzden dalgalanmanın frekans katları titreşimi uyaran kuvvetler gibi görev görür.

a

Bu dalga formundaki baskın frekans her devirde meydana gelir. Tek etkili veya bir çift etkili silindirli kompresörde bir tarafından yük kaldırılan ve 300 d/d ‘de çalışan bir kompresör söz konusu olduğunda baskın frekans 5 cps ‘dir. 80

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–56 Tek etkili silindir tarafından oluşturulan basınç dalgası

Şekil 2–57 ‘de kompozit dalga formu ve meydana getiren katlarıyla bir çift etkili kompresör silindiri görülmektedir. Bu dalga formunda baskın frekans devrin 2 katında meydana gelmektedir. Bu yüzden bir çift etkili silindirde 300 d/d ‘de baskın frekans 10 cps olacaktır. Akustik Hız

Salınım hareketinin oluşturduğu basınç dalgaları akustik hızı referans alan bir devirle hareket eder. Bu hız gazın moleküler ağırlığına, sıcaklığına ve gaz sabitine bağlıdır. Gaz kompozisyonuna ve sıcaklığa bağlı olarak akustik hız propan için en az 700 fps metan için en fazla 1500 fps ‘e kadardır. Bu aralık farklı endüstrilerde kullanılan birçok gazı kapsamaktadır. Hidrojence zengin gazların 2000 fps üzerinde akustik hızları bulunmaktadır. Düşürülmüş çap ve genleştirilmiş çap kısımları gibi boru elemanlarının uzunlukları, rezonans frekansları olarak adlandırılan bir karakteristik frekans tarafından uyarıldıklarında rezonans yapmaya ve basınç oluşturmaya eğilimlidirler. Bu rezonans frekansına uyan uzunluk akustik uzunluk olarak adlandırılmaktadır. Bir borunun veya boru elemanının fiziksel uzunluğu akustik uzunluğuyla aynı olduğunda bilinen bir uyarım frekansı için rezonans koşulu veya basınç birikimi meydana gelir.

a

Rezonanstaki bir boru, kompresör tarafından oluşturulan dalgalanmanın birkaç katını meydana getiren dalgalanma veya basınç birikimine sahiptir. Bu basınç birikimi fazla olabilir ve boru hattını titreşime sokabilir. Eğer bir boru uzunluğunun mekanik doğal frekansı bu basınç birikiminin uyarım frekansına cevap veriyorsa titreşim şiddetli olabilir. Mekanik doğal frekans bunun uzunluğunun, kesit boyutlarının ve malzemenin bir fonksiyonudur. 81

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–57 Çift etkili silindir tarafından oluşturulan basınç dalgası

Sonrasında titreşimi kontrol etmek için dalgalanmayı düşürerek, boru sisteminin akustik cevabını değiştirerek ve/veya azaltarak veya katılaştırıcıların veya ağırlığın değiştirilmesi ile borunun mekanik doğal frekansını arttırarak tanımlanabilir. Boru Titreşimi

Kompresörün boru hattındaki titreşim genellikle dalgalanmadan kaynaklanmaktadır. Dengesizlikten kaynaklanan titreşim kompresörün çok yakınında boru hattının titreşimine neden olur. Kompresörün dengesizliğinden kaynaklanıp zemine yayılan titreşim, boru hattında titreşim olarak görülebilir. Fakat bu alışıldık bir durum değildir. Dalgalanma rezonanstan dolayı birikime neden olabilir ve boru hattını titreşime zorlar. Dalgalanma frekansının çakışması şiddetli titreşime neden olabilir. Bu yüzden uyarım dalgalanmasının azaltılması veya boru hattı katılaştırılarak sistemin tanımlanması akla yatkındır ve uygundur ( titreşimi düşürmek için veya her ikinsin bir kombinasyonu olarak ). Boru hattına ait desteklere öyle bir şekilde mesafe verilmeli ki boru hattı mesafesinin veya konfigürasyonunun doğal frekansı kompresör tarafından oluşturulan herhangi bir uyarım dalga frekansı ile kesişmemelidir.

a

Bazı borulama konfigürasyonları tedbir alınarak kullanılmalıdır ve hepsinden mümkünse sakınılmalıdır. Genleşme körükleri Z veya L şekilli borulama aşırı yüke, çaprazlamalar ve uzun dirseklerde az miktardaki dalgalanmadan kaynaklanan az miktardaki titreşime tamamiyle maruz kalırlar.

82

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

Dalgalanmanın Performans Üzerindeki Etkisi Bir kompresörün performansının iyi bir şekilde belgelenmiş olması borulama tarafında bariz şekilde etkilenebilir. Aşırı güç sarfiyatında dalgalanmanın etkisi ve borulama hattının etkileşiminden dolayı az veya daha çok gaz sıkıştırılabilir. Dalgalanmanın bazı etkilerinin Şekil 2–58 ‘de görüldüğü gibi indikatör kartı üzerinde etkisi bulunmaktadır. İyi bir dalgalanma kontrolü bu etkileri en aza indirmektedir. Silindir ve gövde arasındaki nozul çapı ve uzunluğunun indikatör kartı üzerinde önemli bir etkisi bulunmaktadır. En iyisi nozulu çap olarak mümkün olduğu kadar büyük ve uzunluk olarak kısa yapmaktır.

m o

Labirent Pstonlu Kompresörün Tasarımına Bakış

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Bu bölümün başlarında okuyucuya özel bir yağlamasız pistonlu kompresör konfigürasyonu ( labirent piston veya Laby ekipman ) ndan bahsedilmişti. 1940 ların ortalarından itibaren temin edilebilmelerine rağmen bunlar o zamanlar ABD ‘de bilinmemekteydi. Labirent pistonlu kompresörlerde son derece fazla sayıdaki kısılma noktası piston ve piston kollarının etrafında sızdırmazlık etkisi sağlamaktadır. Bunlarda temas eden hiçbir sızdırmazlık elemanı bulunmamaktadır.

Verimli çalışma için kalıcı mekanik sürtünmeye bağlı olarak plastik sızdırmazlık halkalarının yerine, labirent prensibi, sızdırmazlık elemanı ve eş parça arasında son derece ufak boşluklar kullanılmaktadır. Bu sıra dışı dayanım, güvenirlilik ve bu kompresör tipinin elde edilebilirliğinin anahtarıdır. Bu yüzden ekonomik çalışma için önemlidir.

a

Şekil 2–58 p-V diyagramında gaz dalgalanmasının etkisi ( indikatör kartları )

Yukarıdakilerin hepsi eşsiz labirent sızdırmazlık tekniği silindirde hiçbir yağlayıcıya izin vermediği ve proses gazında hiçbir aşındırıcı partikülün kabul edilmediği uygulamalar için kullanılmaktadır. Bu özellikle güvenliğin çok önemli bir konu olduğu oksijenin sıkıştırılması için doğrudur. Diğer uçta proses gazının yabancı partiküller ile çok fazla kirletildiği, polimerleşme ürünleri veya diğer ufak ve sert 83

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

partiküller gibi uygulamalar için de kullanılabilir. Bunların labirent sızdırmazlığın performansı, kompresörün güvenirliliği, aşınma hızı ve bakım aralıkları üzerine hiçbir etkisi bulunmamaktadır. Piston ve piston kolları ve yağla yağlanan karterde bulunan kılavuz yataklar ve kroşet tarafından yataklanır. Tüm kılavuzlama elemanları metalden yapılmıştır ve yağla yağlanır. Bu yüzden piston/piston kolu kılavuzlama sisteminin ömrünün son derece uzun olması için labirent pistonun hassas olarak doğrusal çalışması sağlanır. Mesafe parçası yağla yağlanan karterden gazın sıkıştırıldığı kısmı ayırır. Şekil 2–59 ‘da yağsız ve yağla temas eden kısımda mecburi ayrılma görülmektedir. Şekil 2–60 ‘da sızdırmazlık labirentindeki akış görülmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–59 Yağsız ve yağla yağlanan kısımlar tipik labirentli pistonlu kompresörü meydana getirir

Şekil 2–60 Tipik bir labirent pistonlu kompresörün sızdırmazlık labirentindeki gaz akışı

Şekil 2–61 ‘de açık mesafe parçalı Sulzer marka labirent pistonlu kompresör ve Şekil 2-62 ‘de bazı patlayıcı veya aksi durumdaki zararlı gaz sıkıştırma görevleri için kapalı mesafe parçalı benzer bir ekipman görülmektedir.

a

84

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–61 Açık mesafe parçalı labirent pistonlu kompresör

a

85

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN BİLEŞENLERİNDE KULLANILAN MALZEMELER VE TASARIMLARI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 2–62 Kapalı mesafe parçalı labirent pistonlu kompresör

a

86

3 Bölüm

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Pistonlu Kompresörlerin İşletilmesi ve Bakımı

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Pistonlu Kompresörlerin Yağlanması

Gazların sıkıştırılması alanında belki de en önemli konu uygun yağlamadır. Uygun yağlamanın sağlanması özel ilgi ve dikkat gerektirmektedir. Uygun yağlama: 

Özel kullanım koşulları için uygun yüksek kalitede yağlayıcının seçilmesi



Depolama ve dağıtmadaki temizlik



Yüksek performansın sağlanmasına izin verecek şekilde doğru miktarların uygulanmasını içermektedir.

Yukarıdaki üç faktöre kompresördeki temiz gazın bakımı ve inceleme, temizleme ve mekaniksel olarak mükemmeliyetin sağlanması için hem kompresörde hem de aksesuarda uygun prosedürlerin kullanılması gerekmektedir. Uygun yağlama ile; 

Hassas ve kritik parçaların aşınma hızları azaltılır



Yapısal hasarların ve arızaların önüne geçilir



Güvenirlilik artar



Sistemin duruş süresi, yedek parçalar, yeni yağ ve onarım işçiliği maliyetleri azaltılır



Minimum güç sarfiyatına ulaşılır

a

Yağlama ile; 

Birbirini ovalayan parçaların ayrılması



Sürtünme ısısının soğutma ve ısı transferi ile uzaklaştırılması



Giren kirlerin yıkanarak uzaklaştırılması 87

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI



Aşınmanın en aza indirilmesi



Sürtünme kayıplarının ve gereken gücün en aza indirilmesi



Gaz kaçaklarının en aza indirilmesi



Parçaların korozyondan korunması



Birikintilerin en aza indirilmesi

m o

amaçlanır.

Pistonlu kompresörlerdeki yağlamada birbirinden biraz farklı olan iki gereksinim grubu göz önüne alınmalıdır: İlki tahrik tarafındaki yataklar ve ikincisi kompresörün silindirleridir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Hem yataklar hem de silindirlerdeki yağlayıcı yağ, sürtünmeyi ve aşınmayı en aza indirecek güçlü filmleri oluşturmak ve sürekliliğini sağlamak zorundadır. Silindirlerde yağ besleme hızını en az seviyede tutacak şekilde yağlama yapılmasına ek olarak yağlayıcı ortam paslanmaya karşı koruma sağlamalıdır ve piston, valfler ve kol, packing te sızdırmazlığa yardımcı olmalıdır. Ancak yataklar, aşırı miktarda yağla yağlanır. Bu yağ çok uzun periyotlar için kullanılır.

Karter veya Yatak Yağlaması

Pratikte tüm pistonlu kompresörler yatakların yağlanması için yağ şarjını krank muhafazası içinde bulunan bir rezervuardan yapar. Yataklardan, kroşetlerden veya herhangi bir silindirden yağ akışı yer çekiminin etkisiyle kartere doğru olur. Ancak karterden yağlanan parçalara yağ gönderilmesi için farklı yöntemler ve bu yöntemlerin kombinasyonu bulunmaktadır. Çarptırmalı Yağlama

Yağlanan parçalara yağ tamamen çarptırmayla taşınabilir. Bu kompresörlerde bir kısım veya iz düşümü bir veya daha fazla muylu veya biyel kolu yağ içine dalar ve tüm iç parçalara ulaşacak bir sprey oluşturur. Çarptırma yönteminin kullanıldığı yerlerde karterdeki yağın seviyesi aşırı veya az yağlamanın önlenmesi için daha önceden belirlenen sınırlar içerisinde tutulmalıdır. Çarptırma veya Taşkan Yağlama

a

Yatay kompresörlerin birçoğunda yataklar ve kroşetin yağlanması için taşkan sistemi kullanılmaktadır. Yağ rezervuardan krank milinin üzerindeki bir disk vasıtasıyla alınır ve sonrasında kazıyıcılar ile diskin üzerinden yağ uzaklaştırılır. Yağın bir kısmı ana ve krank pimi yataklarına saptırılır ve kalanının kroşet pimi veya kroşet yatak yüzeylerine olan yağ akımıyla kroşet üzerindeki büyük cebe geçmesine izin verilir. Bazı tasarımlarda ana yataklar bu cepten yağlanır ve yağ dıştaki tüpler vasıtasıyla akışına devam eder. Bazı kompresörlerde yağ, krankın dengeleme ağırlıkları üzerindeki kaşıklar tarafından kroşet üzerindeki ceplere fırlatılır veya çarptırılır. Şekil 3-1 ‘de görülen kompresörde krank milinin dengeleme ağırlıkları veya bir yağ çarptırıcı yağ karterine dalar ve yağı tüm yataklara fırlatır. Kroşet üzerindeki ve çift sıralı 88

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

konik masuralı ana yataklar üzerindeki yağ cepleri bu parçalar için yeterli miktarın gönderilmesini sağlar.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-1 Tek silindirli çift etkili kompresöre uygulanan çarptırmalı ve taşkan yağlama

Tam Basınçlı Çevrimli Yağlama

Şekil 3-2 ‘de görüldüğü gibi bu sistemde pozitif deplasmanlı bir pompa yağı karterden çeker ve ana yataklara ve krank pimi yataklarına, buradan kroşet pim yatakları ve kroşete basar. Karterden çekilen yağ, pompaya girmeden önce bir süzgeçten geçirilir ve yağ filtresine gitmeye zorlanır. Yağ filtresinden sonra yağın basınç altında krank miline gitmesine izin verilir. Ana yataklar, ana yatak kovanlarında matkapla açılmış kanallar tarafından yağlanır. Yağ krank milindeki bu kanallardan geçmeye zorlanır ve biyel kolundaki kanallardan geçerek krank pimi yatakları, kroşet pimi kovanları ve kroşet kızağı yağlanır. Basınç çevrimli sistemler, emme süzgeçleri ve basınç tahliye veya kontrol valfleri ile donatılmışlardır. Genellikle tam akış tipli olan yağ filtreleri ve basınç göstergeleri de kullanılmaktadır. Daha fazla miktarda yağın dolaştığı daha büyük ekipmanlarda yağ soğutucuları kullanılmaktadır. Yağ basıncı kesildiğinde kompresörün durdurulması için sistemde yağ basıncını izleyen emniyet aygıtları bulunmaktadır.

a

Kompresör karterleri kir ve diğer yabancı maddeleri içeri almayacak ve yağ kaçağını önleyecek şekilde tasarlanmıştır. Tüm kontrol pencereleri sızdırmaz kapaklara sahiptir ve millerin etkin olarak sızdırmazlığı sağlanmıştır. Karterin hava almasını sağlamak için ventler kullanılmaktadır ve bunlar basit hava filtreleri ile donatıldıklarında kirleticilerin kartere girme olasılığı en aza indirilmiş olunur.

89

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-2 Tam basınçlı yağlama sistemi

Yatağın Yağlanmasını Etkileyen Faktörler Sıvı Filmli Yağlama

Genelde yük, devir, sıcaklık ve ortamda suyun ve diğer kirleticilerin bulunması gibi faktörlerin kompresörün yatak yağlaması üzerine orta seviyede etkisi bulunmaktadır. Kompresörün krank muhafazasındaki yağlanan tüm yüzeylere aşırı miktarda yağlama yağı gönderilir. Çalışma süresince yüzeyler normalde metal metale teması önleyen ve aşınma ve sürtünmeyi akışkan filminin düşük değerlerine kadar indiren daha kalın yağ filmleri ile birbirinden ayrılır. Bu koşullar altında bir yağın en önemli özelliği çalışma sıcaklığındaki viskozitesidir. Uygun viskozitedeki yağ hızlıca dağıtılabilir ve hatta yüklü alanlardan sıkışarak yeterli direnç gösterecek bir film oluşturulabilir. İnce Filmli Yağlama

a

Çalışma süresince yatak yüzeyleri arasında akışkan yağ filmi oluşur. Ancak ekipman durdurulduğunda yeterli yağ filmi artık oluşturulamaz ve metal metale temas meydana gelir. Bu koşullar altında ve yatak tipine bakılmaksızın yağ filminin dayanım özelliği artan öneme sahip olmaktadır. Yağ yeterli yağ filmi dayanımına sahip olduğunda kopmaya direnç gösterecek ve bu yüzden metal metale temas, sürtünme ve aşınma en aza inecektir. Diester ve polialfa olefin ( PAO ) bazlı sentetik hidrokarbon yağlar genellikle bu gereksinimler için karıştırılır ve modern kompresörler için göz önünde bulundurulmalıdır.

90

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Sürtünmesiz yataklarda sadece sürtünme temasının olduğu noktalarda mevcut olan ince yağ filmi ile ilgilenilmelidir. Bu yüzden metal metale temasın en aza indirilmesi ve sürtünmenin düşürülmesi için yeterli film dayanımına sahip bir yağlama yağı gerekmektedir. Soğutma, temizleme ve pasa karşı koruma yağlama yağının önemli fonksiyonlarıdır ve yağın viskozitesi hemen dağılmayı sağlayacak şekilde olmalıdır. Yağ öyle bir şekilde uygulanmalıdır ki hareket eden parçaların yollarında çok az miktar kalsın. Düz ve sürtünmesiz yataklar arasındaki farklılıklar, kompresör krank muhafazalarındaki orta şiddetteki koşullar tüm yatak tipleri için tatminkar çalışma sağlayan bir yağ ağırlığı gibidir.

m o

Oksidasyon

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kompresörün krank muhafazasında devir daim eden yağın büyük bir miktarı dönen parçalardan çarpan veya fırlatılan yağ ile ince sprey veya buhar haline getirilir. Bu yüzden geniş bir yağ yüzeyi ılık havanın oksitlenme etkisine maruzdur ve oksidasyon işletme sıcaklığına ve yağın bu kimyasal değişimine direnç gösterebilmesine bağlı bir hızda meydana gelir. Yağın oksidasyonu viskozitedeki kademeli artışla birlikte olur ve sonuçta zamk veya çamur formunda, çözünemeyen ürün birikintileri şeklinde meydana gelir. Bu birikintiler yağ pasajlarında birikebilir ve yağın yataklara akmasını sınırlayabilir. Krank muhafazasındaki oksidasyonu arttıran koşullar kompresör silindirlerinde oksitlenme koşulları ile karşılaştırıldığında daha az şiddetlidir. Su

Boşta çalışma süresince veya ceketlerin kaçırması sonucu atmosferdeki yoğuşma ile kompresörün krank muhafazasına su girmesine rağmen krank muhafazası sıcaklığında su buharının sürekli olarak vent edilmesinden dolayı genellikle az miktarda su bulunur. Bu yüzden normalde, yağlanan yüzeylere olan yağ akışını sınırlayacak çamur oluşumlarına neden olan toz ve diğer kirleticiler ile birleşebilen sorunlu emülsiyon oluşumu için az fırsat bulunmaktadır. İyi bir kompresör/karter yağı bilen zararlı emülsiyonların oluşumuna direnç göstermek ve dreyn edilebilecekleri yerlerde düşük noktalarda su toplanmasına izin verecek yeterli su ayrıştırılmasına ihtiyaç duyacaktır. Karter/Yatak Yağlaması için Kullanılan Yağlar

a

Yatakların ve güç aktarma bileşenlerinin yağlanması için kullanılan yağ tipi, kompresör üreticisinin tavsiye ettiklerine uygun olmalıdır. Fakat genel olarak iyi kalitede, deterjansız mineral yağ kullanılmalıdır. Bu yağlayıcılar pas ve oksitlenme önleyici katkı maddeleri içerebilir ve iyi, köpük yapmayan kalitede olabilir. Köpük yapmama özelliği özellikle çarptırma ve taşkanlı sistemlerde önemlidir. Normal ortam sıcaklıklarında yağ 55 C ‘de minimum 200 Saybolt saniye lik viskoziteye sahip olmalıdır. Bu SAE 30 veya ISO 100 sınıfı yağlayıcıya denk gelmektedir.

91

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Deterjan tipli bir yağın kullanılması arzu edilmez ve eğer herhangi bir neden için deterjan karakteristikleri ile yağ değişiyorsa tüm yağ sistemi devreye alındıktan sonra tamamiyle temizlenir. Deterjanlı yağ tarafından bırakılan kir ve birikintiler sistemden uzaklaştırılmalıdır. Deneyimler, düşük maliyetli ve kötü kalitedeki yağ kullanımının yanlış bir ekonomik seçim olduğunu göstermiştir. Yağın Değişim Frekansı Yağın ne kadar sıklıkla değiştirilebileceğinin önceden tanımlanması pek pratik değildir. Yağ, yoğuşma sonucu oluşan nem gibi asılı halde kalan yabancı maddeler tarafından kirletilebilir. Bu yüzden yağ değişimi için zaman aralıkları işletme ve yerel ortam koşulları tarafından ayarlanır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Eğer kompresör revizyon için durdurulursa yağ dolumunun karteri tamamen temizleyemeyeceği, filtreleri değiştiremeyeceği ve zamanında yeni yağın konulamayacağı unutulmamalıdır. Optimum değiştirme frekanslarının belirlenmesi için harcanan efor için periyodik yağ analizleri mutlaka yapılmalıdır. Nem içeriği ve viskozite kararlılığına ek olarak toplam asit sayısı ( TAN ) ve parlama noktasının izlenmesi ve eğilimler daha kötü olabilir. Bileşenlerin aşınmasının anlaşılması için yağlama yağı analizi mükemmel bir bakım tekniğidir. Silindir ve Packing Yağlaması

Karter ve yatakların yağlanmasına karşılık yağlama sistemi kompresör silindirleri ve packing, silindir ve piston kolunun aşınma yüzeylerinin yağlanması için daha yüksek basınçlarda daha az miktardaki yağı güvenilir olarak basabilmelidir. Silindir ve packing yağlama sistemleri sonlandırmalı veya tek geçişli sistemlerdir. Her bir noktaya basılan yağ basıncı uygun yağlama için yeterli miktarda olmalıdır. Bu yüzden her noktadaki yağlama hızı önemlidir ve aşırı yağlama yapmaktan kaçınılmalıdır. Aşırı miktarda yağ valflerin tıkanmasına, packing in zamk yapmasına ve boru hattının giden akım tarafında birikmeye neden olur. Daha yüksek basınçlar ve düşük debilerden dolayı gövde yağlama sistemine benzer bir basınçlı kolektör sistemi ne çalışabilir ne de kabul edilebilir. Bu sistemler yağ debisinin gerekli olan her bir yağlama noktasına hassas olarak basma, izleme ve koruma sağlaması zorunlu olan pozitif deplasmanlı sistemlerdir. Silindirin yağlanması için kullanılan cebri besleme sistemi günümüzde pistonlu kompresörlerde kullanılan en önemli tedarik sistemidir. Eğer bu arızalanırsa veya çalışmaz ise kısa bir süre içerisinde kompresörün elemanları ciddi şekilde hasar görebilir.

a

İlginçtir ki görünürdeki karmaşıklığından dolayı yağlama sistemi birçok durumda yanlış anlaşılmış, üzerinde durulmamış, ihmal edilmiş ve yanlış olarak kullanılmıştır. Uygulama Yöntemi Yağ, mekanik cebri besleme yağlayıcı veya merkezi yağlayıcı sistemi tarafından bir veya daha fazla noktada silindir cidarına beslenir.

92

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

En seki ve en basit yağlama sistemi kutu yağlayıcıdır. Burada, ayrı bir pompa her bir noktaya, her birisi ayarlanabilir stroklu ve ayarlanan besleme hızının görülmesini sağlayan gözetleme camına sahiptir. Pompanın emme stroku yağı rezervuardan çeker ve hat a basar. Kutu yağlayıcılar ya krank milinden ya da ekipmanın hareketli bir diğer parçasından veya ayrı bir elektrik motorundan tahrik alırlar. Bunlar yağ ve ayrı pompalama elemanları için bir rezervuara sahiptir. Bir kam mili pompa elemanlarını çalıştırır. Kutu tipte yağlayıcıda iki tip pompa elemanı kullanılmalıdır: gözetleme camlı pompalar ( Şekil 3-3 ) ve basınçlandırılmış tedarikli pompalar ( Şekil 3-4 ).

m o

Gözetleme Camlı Pompalar

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Yağlayıcı kamının dönüşü pompa pistonunun çalıştırılması için pompa külbütör mili grubunu harekete geçirir. Pistonun aşağı strokunda piston üzerinde ortaya çıkan yay basıncı pistonun kamı takip etmesine neden olur. Piston aşağı hareket ettikçe piston ve çek valf arasında basınç düşüşü meydana gelir ve valf kapanır.

a

Şekil 3-3 Gözetleme camlı cebri beslemeli kutu yağlayıcı

Besleme girişini kapatan küre daha sonra kalkar ve yağlayıcı gözetleme camından piston silindirine girmeye zorlanır. Bu, hava sızdırmazlığı sağlanmış gözetleme camında basınç düşüşü meydana getirir ( 93

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

vakum ). Bu durumda rezervuardaki yağlayıcı ta ki basınç eşitlenene dek boşluğa girmeye zorlanır. Pistonun yukarı doğru strokunda silindirdeki yağ ekipmanın enjeksiyon noktasına basma çek valfi vasıtasıyla püskürtülür. Gözetleme camında görülen damlama sayısı pompa tarafından basılan yağ miktarıdır. Her pompa dış taraftaki vida tarafından ayarlanabilir. Bu pompanın basma hacmini değiştiren pompa stroku uzunluğunu da değiştirir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-4 Basınçlandırılmış pompalı cebri beslemeli yağlayıcı

Basınçlandırılmış Beslemeli Pompalar

Yağlayıcı kamının dönmesi pompa pistonunun çalışması için pompanın külbütör mili grubunu etkinleştirir. Pistonun aşağı strokunda pistonun üzerine etkiyen yay basıncı bunun kamı takip etmesine neden olur. Aşağı doğru hareket etmesiyle piston ve basma çek valfi arasında bir basınç düşüşü oluşturur ( vakum ) ve valf kapanır. Bu emiş kapama bilyasını yerinden kaldırmak için basınçlandırılmış beslemeye izin verir ve piston çapını yağlayıcı ile basınçlandırır. Pistonun yukarı strokunda piston besleme girişi kapama bilyasını oturtmaya zorlar ve basınçlandırılmış besleme kesilir. Piston silindirindeki yağlayıcı ekipmanın püskürtme noktasına basma çek valfi içinden geçmeye zorlanır. Her pompa bir harici vida vasıtasıyla ayarlanabilir. Bu, pompanın basma hacmini değiştiren pompanın strok uzunluğunu değiştirir.

a

Yağ Besleme Hızı

Kompresör silindirlerine gönderilen yağ miktarı yağlamayı ve kaçaklara karşı pistonun verimli olarak sızdırmazlığını sağlamak için yeterli miktarda olmalıdır. Bu miktarın üzerindeki yağ beslemesi müsrifliktir, oksidasyona ve dağıtım hatlarına daha fazla yağ gönderilmesine neden olur.

94

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Aşırı Yağ Beslemesi Silindirlere yapılan tüm yağ beslemesi oksitlenme koşullarına maruzdur. Uzun süreli ısıtmanın altında en iyi kompresör yağları bile bir miktar oksitlenecektir. Bu yüzden gerçekten ihtiyaç duyulandan daha fazla yağ beslemesi daha fazla oksitlenme ürününün oluşmasına neden olur. En yüksek sıcaklıklar basma valflerinde ve basma pasajlarında meydana geldiğinden dolayı ve silindirlere yapılan yağ beslemesinin çoğunun basma valflerinden geçerek silindiri terk ettiğinden dolayı burada birikinti oluşturmaya meyillidir. Birikintilerin sorun oluşturmaması veya açabileceği sorunun en aza indirilmesi için çok düşük yağ besleme hızlarına izin veren kompresör kullanılmlarında özellikle uygun olan yağ kullanılmalıdır.

m o

Kompresör silindirinin yağlanması için besleme hızları dakikadaki damla sayısı ile ifade edilmektedir. Ancak kutu tipli yağlayıcıların pompalama elemanları ile olan temel zorluk, damla sayısının ölçülmesinin güvenilir olmayışıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

24 saat başına düşen sarfiyat, damla sayısı değil, besleme hızlarının belirlenmesi için uygun bir yoldur. Çünkü damlalar boyut olarak değişebilir ve ayrıca gözetleme camı sıvının özgül ağırlığı ve yağlama yağının özgül ağırlığı arasında farklılık bulunmaktadır. Damla sayısının kullanılması bir hesaplama gibidir ve silindir beslemeleri arasında dengenin sağlanması için bir yoldur. Herhangi bir kompresör silindirinde yeterli yağlamanın sağlanması için gereken yağ miktarı;

formülleri yardımıyla hesaplanabilir.

Bu formüllerde galon başına 40 000 damla ve damla başına 600 feet2 ıslatma alanına sahip yağlayıcı baz alınmıştır. Dakikadaki damla sayısı silindire olan yağ besleme sayıları arasındakine bölünmek zorundadır. Bu dağılım yapıldığı zaman kol packing ine olan besleme sayılmamalıdır. Bu packing yağlama amacı için ayrı bir silindir olarak göz önünde bulundurulmalıdır. Yağ besleme hızları genellikle Tablo 3-1 ‘de görülen sınırlar arasına düşmektedir. Bu hızlar kirli veya ıslak gaz koşulları ve ayrıca yeni kompresörlerin başlangıç çalışmaları için artabilir. Yağ besleme hızları ayrıca Şekil 3-5 ‘ten de elde edilebilir.

a

Uygun yağ miktarının belirlenmesi için kullanılan pratik ve yaygın bir yöntem basma valflerinden olan zamandan zamana beslemenin çıkarılması ve bunları silindirler, valf pasajları ve basma borusunun tüm erişilebilir parçalarını incelemektir. Tüm yüzeyler ıslak bir görünümde olmalı ve dokunulduğunda yağlı hissi vermelidir.

95

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Bunlar kuru veya paslanmaz işareti gösteriyorsa yağ besleme hızı arttırılmalıdır. Diğer taraftan eğer parçalar üzerinde aşırı yağ var ise veya yağ silindirde birikinti oluşturmuş ise yağ besleme hızı düşürülmelidir. Tablo 3-1 Yağ besleme debileri

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

* Bu değerler yerçekimli ve vakum tipli yağlayıcılar içindir. Gliserin beslemeli yağlayıcılar için burada verilen değerler 3 ‘e bölünmelidir. Silindir çapına olan beslemeler herhangi bir koşul altında bir dakikadaki çıkış başına 1 damladan az olmamalıdır. Bu değerler 24 C0 ‘deki yağın pint ( litre başına 16900 damla ) başına 8000 damlasının ortalamasına dayanmaktadır.

Hava kompresörlerinin işletilmesinde silindirlerin aşırı yağlanması ve bundan sonra aşırı yağın giden akım boru sistemine taşınması aşırı birikintiye neden olur ve patlama veya alev alma riski ortaya çıkar. Kutu yağlayıcı pompaları ile ilgili en büyük problem çok fazla yağ pompalamaları veya hiç pompalamamalarıdır. Bunların ayarlanması ve ayarının sabit tutulması zordur. Genellikle gereken yağ miktarının taşınması için çok hızlı tahrik edilirler ve korunmuş taşıma sağlayamazlar. Herhangi bir pompa uyarı vermeden durabilir, bu durumda kompresör silindirlerine, packing e ve diğer bileşenlere ciddi hasar verebilir. Eğer çok yaşlanmış ve kirlenmiş yağa maruz ise pompanın pistonu pompa gövdesi içerisinde öyle kötü bir şekilde aşınabilir ki daha fazla güvenilir şekilde yağ taşıyamaz. Eğer külbütör kolu veya kam kötü bir şekilde aşınmışsa pompa maksimum strokunda çalışmayacaktır. Eğer ayar sapı aşınmışsa, kaybolmuşsa veya monte edilmemiş veya külbütör kolu üzerine doğru olarak konulmamışsa pompa maksimum strokta basacak ve basması kesilmeyecektir.

a

Hatırlanırsa pompalar temiz, havasız yağ beslemesine ihtiyaç duymaktadır.

96

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Bölücü Blok veya Besleyici Sistem Günümüzde yağlama sistemi tasarımında yapılan büyük birkaç yenilik, özellikle otomatik çalışma alanında , basma miktarının hassasiyeti ve arızasız koruma alanında yapılmıştır. Yağlama sisteminin en çok kullanılan tipi bölücü blok sistemidir. Bu sistem bir veya daha fazla bölücü blok veya besleme ağını besleyen merkezi bir pompayı kullanmaktadır, farklı yağlama hatlarına gerekli yağ hacmini böler ve dağıtır. Daha önceleri kullanılan bazı sistemler bölücüleri beslemek için halen vakum tipli pompaları kullanmalarına rağmen pompaların birçoğu basınçlandırılmış girişe sahiptir.

m o

Bölücü blok sisteminde pompanın tahrik kutusu yağ beslemesini içermez. Bu tahrik kutusu yağı sadece tahrik birimini yağlamak için kullanmaktadır. Sistem yağı doğrudan pompanın girişine yerçekimi veya basınçlandırılmış bir sistemle beslenir. Eğer yeni yağ kullanılacaksa aşırı yük tankından veya bir tanktan basınçlı bir sistem vasıtasıyla gelmelidir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Bölücü blok, yağı pompadan alır ve birçok hattın gereksinim duyduğu şekilde hassas ölçme yapar. Bu bir dizi piston kısımları veya besleyici kısımları ile yapılır, her biri verilen deplasmanda pistonun hareketine sahiptir. Piston deplasmanları değişebilir ve kısım sayıları da değişebilir. Böylece etkin blok deplasmanı birinden diğerine farklılık göstermektedir. Tüm pistonlar hidrolik olarak hareket ederler, sadece bloğa akışla etkinleştirilirler. Her piston sırasıyla her blok çevrimi için bir kere gidip gelir. Buradaki prensip şudur: Pistonun her hareketi bir hat üzerinde bir pozitif deplasman meydana getirir. Bir piston hareket ettiğinde bu hat üzerinde vuruş yapar. Fakat buna ek olarak pistonun merkez kısmındaki düşürülmüş çap giriş yağını gruptaki bir diğer pistona hareket etmeye zorlar. Hepsi taşındığında bir geri döndürme pasajı, pistonları diğer tarafa basacak şekilde ayarlamaya başlar. Bundan sonra her hat, yağ vuruşunu almak zorundadır veya bir sonraki pistona akışın geçmesine izin vermeyecektir. Bölücü Blok Sistemleri için Pompalar

Bu sistemler için kullanılan temelde üç tip pompa bulunmaktadır. Tüm basınçlandırılmış emiş pompaları gereken debinin taşınabilmesi için yeterli basınç ve hacim beslemesine sahip olmak zorundadır. Emiş basıncının tipik aralığı düşük değerlerden 30 psi a kadar değişmektedir. Pompanın ilk tipi basınçlandırılmış girişe dönüştürülen kutu yağlayıcıdır. Gözetleme camı ve dalma borusu besleme hatları için emiş bağlantı elemanları ile bir kep tarafından değiştirilir. Emme borusu çıkarılmış veya tıkanmıştır. Tipik olarak iki pompa her yağlama bölgesi için bir araya getirilmiştir ( sistemin tümü için kapasiteyle biri aktif ve diğeri kurulu yedek olmak üzere ).

a

Pompanın ikinci tipi enjektör pompasıdır.Bunda dizel yakıt tipli piston ve fıçı grubunu kullanılır. Tipik olarak bir pompa yükü her ayarlanabilir yağlama bölgesi için kullanılabilir. Pompalar, kutu yağlayıcı tipten daha büyüktür ve ağır yük döküm rezervuarına monte edilir. Üçüncü tip Gerhardt Pompası dır. Bu, emme portları ve basma çek valfli benzer fıçı ve piston tasarımına sahiptir. Buradaki en önemli fark, dönel piston tarafından oluşturulan debidir. Bu, fıçı üzerinde emme portlarıyla ilgili olarak helisel oluklara sahiptir. 97

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 3-5 Kompresör silindirleri için yağ besleme debisini gösteren eğri

98

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Bölücü Bloğa Ait Bileşenler Bu sistemler, ana hat debi anahtarları ve izleme için mekanik sayaçlarla donatılmışlardır. Yağlama sistemi için en yeni izleme ve koruma aygıtı elektronik monitördür. Bu aygıtlar, yağ besleme değerleri üzerinde hassas kontrol imkanı verirler ve sistem veya yağ besleme arızası meydana geldiğinde kompresörü korurlar. Kirlenme ile İlgili Konular

m o

Kir ve hava birçok yağlama sistemi arızasında görülen iki ana faktördür. Yağlama sistemi hidrolik bir sistemdir ve yağ içerisindeki kir yağlama sisteminin bileşenlerine ciddi bir şekilde hasar verebilir. Bu durum hemen bir arızaya neden olmasa bile yağlama sisteminin ve kompresörün güvenirliliğini büyük ölçüde düşürecektir. Bunun için uygun filtrelemeye ve temiz yağa gereksinim duyulmaktadır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Yağ Hatlarının ve Bileşenlerinin Temizlenmesi

Bir yağlama sisteminde genellikle hasara neden olmamasına rağmen yağlama hatlarında ve bileşenlerinde havanın bulunması genellikle yağlama arızasına neden olmaktadır. Bu hatanın nerede olduğunun bulunması zordur ve bunun kaynağının ortadan kaldırılması zahmetlidir. Hatırlanırsa hava genellikle bir yağlama sisteminin bileşenlerine hasar vermektedir. Havanın olması kompresörü çok iyi bir şekilde yağlayamaz. Bu yüzden havanın tümü uzaklaştırılmalıdır. Montajdan, bakımdan veya testten sonra yağlama sistemlerindeki havanın temizlenmesi çok önemlidir. Uygun temizleme yöntemi kaynağında başlamalı ve giden akım tarafında giderek artan şekilde hareket ettirmektedir, her bileşenin girişinde ve çıkışında havanın ve kirleticilerin tümünün temizlendiğinden emin olunmalıdır. Yeni tüpler kullanıldığında kirli, boruyu kesebilecek partiküllerin veya diğer kirletici bileşenlerin pompalanmaması için özen gösterilmelidir. Bu büyük hasar meydana getirebilir. Büyük miktardaki yağın pompalanması uzun borular ile bunlara bağlanmadan önce yapılır. Bu amaç için büyük deplasmanlı taşınabilir bir el pompası işe yarayacaktır. Terminal Çek Valfleri

Son ve açıkçası bir yağlayıcı sistemin en önemli parçası, terminal çek valfidir. Bu art basınca karşı tutulmalıdır, yağ hattı içerisindeki gazın veya havanın ani duruş süresince geriye akmasını önler. Eğer bu olmazsa gaz boruya geri döner ve hava kilidi oluşturur. Bu yüzden her yağ hattının sonuna bir çek valf konulmalıdır.

a

Tüm kompresörlerde ve packing bileşenlerinde çift küreli çek valfler kullanılmalıdır. Tercihen yumuşak küre veya yumuşak sit tipi olmalıdır. Bu kötü koşullar altında pozitif sızdırmazlık sağlamaktadır. Çek valfler yatay veya basma tarafı yukarı gelecek şekilde monte edilir. Islak sit pozitif sızdırmazlık sağlayacaktır.

99

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 3-6 Silindirin yağlanması için bölücü blok bileşen sistemi

100

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-7 Watchman Lubemation sistemi

Kompresör Silindiri için Yağlama Yağının Önemi

Tablo 3-2 ‘de farklı silindir çapları ve basınçları için tavsiye edilen minimum viskoziteler görülmektedir. Tablo 3-2 Pistonlu kompresörler için tavsiye edilen yağlayıcı viskoziteleri

Minimum parlama noktası 400 F Maksimum akma noktası: Minimum gaz emiş sıcaklığı + 10 F Minimum Viskozite @ 210 F

Basınçlar PSIG 0 – 200 200 – 1000 1000 – 2500

a

2500 – 4000

4000 ve yukarısı

Silindir Çapları

10” e kadar

10” – 15”

15” – 20”

20” ve yukarısı

50 SSU

50 SSU

50 SSU

80 SSU

60 SSU

80 SSU

80 SSU

80 SSU

80 SSU

80 SSU

110 SSU

110 SSU

110 SSU

150 SSU

150 SSU

Hidrokarbon gazları – 80 SSU @ 210 F deki minimum viskoziteden bir sonraki viskozite kullanılır

101

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Bu değerler sadece bilgi amaçlı olarak verilmiştir: Aynı viskozitedeki farklı yağlar farklı yağlama kalitelerine sahip olabilir. Silindir çapı, ekipmanın çalıştırılmasının birinci haftası boyunca yeterli yağlama yapılıp yapılmadığının belirlenmesi için düzenli olarak incelenmelidir. Silindir yağlayıcısının seçimi taşınacak gazın özelliklerinden etkilenebilir. Bu bağlamda gazlar genellikle üç sınıftan birisine düşerler: inert, hidrokarbon ve kimyasal olarak aktif gazlar. İnert Gazlar Silindir cidarlarını ıslatmaya meyilli olmayan inert gazlarda özel bir problemle karşılaşılmaz ve benzer koşullar altında çalışan hava silindirleri için aynı silindir yağlayıcı kullanılabilir. Karbon di oksit, azot ve helyum bu gazlara örnek olarak verilebilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Hidrokarbon Gazları

Bazı gazlar sıkıştırmanın başlangıcında kuru olmasına rağmen basıncın artmasıyla silindir cidarlarını ıslatmaya meyillidir. Bunun nedeni basıncın arttırılıp ısının uzaklaştırılmasıyla ( örn: yoğuşma sıcaklığının düşürülmesi ) gazın sıvılaştığı sıcaklıktır. Bazı gazlar söz konusu olduğunda sıkıştırma arttıkça silindir cidar sıcaklığının üzerindeki yoğuşma sıcaklıklarına yaklaşmaktadır.

Bu tip koşullar altında gazın silindir cidarı ile temasta olduğu kısmı yoğuşma sıcaklığına kadar soğutulur ve gaz sıvılaşır. Yoğuşma meydana geldiğinde: 

Silindir cidarlarından yağlayıcı film yıkanır



Yağlama yağında çözünerek yağın viskozitesini düşürür.

Kullanımda iken bu etkilerden dolayı viskozitenin düşmesi daha ağır viskoziteli yağın kullanılmasıyla kompanze edilebilir. Buna ek olarak normal ceket suyu sıcaklıklarından daha yüksek olması daha yüksek viskoziteli yağ gerektiren yoğuşmayı önlemek veya en aza indirmek için tavsiye edilmektedir. Kimyasal Olarak Aktif Gazlar

Açıkçası kompresör parçaları taşınan gaz ne olursa olsun korozyona direnç gösterecek metallerden yapılmış olmalıdır. Bu ilgilenilen yağlayıcı üzerinde aktif gazın bir etkisidir. Oksijen, petrol ürünleri gibi bazı gazlar kullanılmamalıdır. Klor yağı ile reaksiyona girerek yapışkan çamur ve birikinti oluşturur. Metil klorit veya etil klorit ve sülfür di oksit de yağ, nem ve seçici katkı maddelerinin varlığında çamur oluşturabilir.

a

Sentetik Kompresör Yağlayıcıları

Sentetik yağlayıcılar kendiliğinden alev alma karakteristiklerinin yüksek oluşu ve valflerde ve piston ringlerde karbon birikmesini önleyebilmelerinden dolayı kompresör yağlayıcıları olarak kabul görmüş ve yaygın olarak kullanılmaktadır.

102

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Sentetik yağların kullanılması silindire olan besleme hızlarının yaklaşık olarak 1/3 oranında düşmesine izin vermektedir. Besleme hızlarındaki bu düşüş giden boru sisteminde daha az yağ olmasını sağlayacaktır. Yağ birikmesinin azaltılması ve alev direnci karakteristiği basma hatlarında yangın olmasını önleyecektir. Ancak hiçbir yağ yanmaz veya patlamaz diye bir şart yoktur. Sentetik Yağlayıcı Tipleri Birçoğu ticari olmayan binlerce sentetik akışkan ve yağlayıcı bulunmaktadır. Ticari olarak kullanılan birkaç akışkan bulunmaktadır. Bunların bazısı kompresörün yağlanmasında tatminkar bir kullanım sağlamaktadır. Bu akışkanlar:

m o

1. Fosfat esterleri, firequel, pydraul, Houghto-Safe, Shell SFR gibi. Bunlar aleve dirençli yağlayıcılardır ve hava kompresörlerinde tatminkar kullanım sağlamaktadır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Poli alkelin gilikoller ( Ucon akışkanları ). Bunlar suda çözünen ve çözünmeyen şekilde temin edilebilir ve uygun viskozite sınıfında tavsiye edildiği şekilde kullanıldıklarında gaz kompresörlerinde sorunsuz işletme sağlamaktadırlar. Alev dirençleri yoktur. 3. Florokarbonlar ( Halo karbon ). Bunlara daha önce değinilmişti. Çünkü tamamen aleve karşı dirençlidirler. Oksijen kompresörlerinin yağlanması için uygundurlar. Ancak fiyatları pahalıdır. 4. Di esterler ve poli alfa olefinler ( PAO ). Bunlar kompresörlerde sentetik yağlayıcı olarak en yaygın olarak kullanılırlar. [ Synesstic ( Exxon ), Androl ( Tenneco ), MOCOA, IR SSR soğutucu ( Tenneco ), Sullair ( silikon bazlı ) ] içermektedir.

Petrol bazlı yağla çalışan bir kompresörde yağlayıcı olarak sentetik yağ kullanılacaksa kompresör silindirleri ve bileşenlerinin temizlenmesi gerektiği gibi boru hattı da kapsamlı olarak temizlenmelidir. Sentetik yağ, petrol bazlı yağdan kalan birikintileri çözecek ve muhtemelen bunları temizleyecektir. Bu ünite bu kapsamlı temizleme için sentetik yağ ile kısa bir süre çalıştırıldıktan sonra durdurulmalıdır. Düzenli İnceleme ve Bakım

Kompresör kurulumları işletme koşullarının şiddeti tarafından belirlenen aralıklarda düzenli olarak incelenmelidir. Aşınmış veya kırılmış parçaların yenisi ile değiştirilmesi, yeni packing in konulması, karter yağının değiştirilmesi, cebri yağlayıcının ve hava filtresinin değiştirilmesi ve valflerden, basma pasajlarından, soğutuculardan ve su ceketlerinden birikintilerin uzaklaştırılması gibi bakım gereksinimleri hemen yerine getirilmelidir. Bir revizyonu takiben tüm sistem dikkatlice incelenmelidir. Burada yapılacak işler:

a

Yağlama sisteminde:

1. Filtrenin temizlenmesi ve karterin uygun seviyeye kadar doldurulması

2. Basıncın arttırılması. Elektrik motoru ile tahrik edilmeyen yağ pompasına sahip üniteler genellikle elle tahrik edilen pompaya sahiptir. 3. Kaçaklar, uygun basınç ve alarmın ve ani duruş aygıtlarının çalışması kontrol edilir. 103

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Kompresör silindirlerinde: 1. Kompresör silindirlerinde cebri besleme yapan her yağlayıcının bağlantısı kesilir. 2. Uygun sınıftaki yağ ile yağlayıcı karterinin doldurulması 3. Yağlayıcı çalıştırılır ve yağın akışı kontrol edilir. Elektrik motoruyla tahrik edilmeyen yağlayıcıya sahip üniteler her pompa besleyicisinin elle döndürülmesi veya el pompası ile çalıştırılabilir. Dikkat: Kompresörü devreye almadan önce tahriği iptal etme ve her hattı temizleme yetersiz yağlamadan ötürü ciddi hasarlara neden olabilir. Elektrik motoru ile tahrik edilen yağlayıcının devreye almadan öce uzun süre çalıştırılmasından sakınılmalıdır ( yağ hatları bağlı iken ).

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Birikintilerin Uzaklaştırılması

Valflerde ve basma alanlarında aşırı birikinti emiş havasının kirli veya kimyasal olarak kirletildiğini, aşırı yağ beslemesinin olduğunu veya uygun olmayan yağın kullanıldığını gösterir. Birikintiler, düzenli değiştirme ile ve birikinti kümelenmesi için koşulların düzeltilmesiyle kontrol edilebilir. Karter Yağının Değiştirilmesi

Karter yağının değiştirilme frekansı daha çok kompresörü çevreleyen atmosferin temizliğine bağlıdır. Kullanılan yağ hala ılık iken dreyn edilmeli ve yeni yağ konulmadan önce krank muhafazası tiftiksiz bezler ile temizlenmelidir. Tiftik bırakan bezler süpürme için kullanılamaz. Solvent temizleyiciler genellikle gerekmemekte ve hiçbir durumda parlayıcı solvent kullanılmamalıdır. Cebri Beslemeli Yağlayıcılar

Cebri beslemeli yağlayıcıların bakımı sıradan gözetleme camlarının, pompaların ve rezervuarların temizlenmesini içermektedir. Sıvıyla doldurulan gözetleme camlarının kullanıldıkları yerlerde sıvı, buharlı hale gelebilir ve yağ tarafından yavaşça yerinden oynatılabilir. Diğer durumda camlar dreyn edilmeli, temizlenmeli ve temiz sıvıyla doldurulmalıdır. Toz ve kir gibi kirleticiler rezervuarlarda yavaş yavaş birikir ve rezervuar ve pompa etrafın temizliğine bağlı olarak bir yılı geçmeyen aralıklarla temizlenmelidir. Tiftiksiz süpürme bezleri bu amaç için kullanılmalıdır. Yağ Konteynırları

Kompresör yağlarının depolanması ve dağıtılması için sadece temiz konteynırlar kullanılmalıdır ve bu konteynırlar kullanılmadıkları zaman kapatılmalıdır.

a

Galvanizli demir konteynırlar yağlama yağları için kullanılmamalıdır. Çinko, yağın içerisindeki bazı bileşenler veya oksidasyon ürünleri ile reaksiyona girerek yağı kalınlaştıran katalistler gibi yağ oksidasyonunu teşvik eden viskoz metalik sabunlar oluşturur. Hava Filtrelerinin Temizlenmesi Hava filtrelerinin temizlenme aralıkları yerel koşullar tarafından belirlenir ve filtrenin kapasitesine ve tipine, taşınan havanın hacmine ve havadaki toz miktarına bağlıdır. Temiz filtreler havanın akışında 104

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

çok küçük kısıtlamalar meydana getirir ve kirleticilerin bu kısıtlamayı aşırı hale getirmemesi için birikmesine izin verilmemelidir. Yağ Analizi Sorunsuz çalışma için düzenli olarak programlanmış yağlama yağı analizinin yapılması mecburidir ve bu analiz herhangi bir bakım programının parçası olmak zorundadır. Eğer kurumun içindeki tesislerde taşınamıyorsa bu kullanımı özelleştiren birkaç tane şirket bulunmaktadır. Bir aylık örnekleme ve analiz aralıkları tipik olarak önerilmektedir.

m o

Kayıtlar bu aylık analizlerde tutulmalı ve aşınabilecek veya arızası halinde tehlike oluşturacak bileşenlerin belirlenmesi için aşınmış partiküllerin eğiliminden yararlanılır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Uzun Duruş Süreleri

Bir uzun duruş için kompresörü durdurmadan önce silindirlere beslenen yağ arttırılmalı veya cebri besleme yağlayıcısı fazladan yağ beslemesinin sağlanması için elle çalıştırılmalıdır. Nemin yoğuşması duruş periyodu süresince meydana gelir ve fazladan yağ beslemesi paslanmaya karşı ek koruma sağlayacaktır. Büyük kompresörlerin uyarlandığı bir pratikte, silindir açıklığından ibaret olan ve bunları yağla uzun duruşlar süresince yağla paslanmaya karşı korumak için temizlenir. Bir uzun süreli duruştan sonra kompresör devreye alınmadan önce silindirlere olan yağ hatlarının bağlantıları silindirde kesilmelidir ve yağlayıcılar yağ, bağlantısı kesilmiş uca akana kadar elle pompalanmalıdır. Bunun ardından hatların bağlantısı yeniden yapılmalıdır ve yağlayıcı silindirlere başlangıçtaki yağ beslemesinin sağlanması için elle çalıştırılmalıdır. Bundan başka çalışmanın ilk saatinde normal besleme hızının yaklaşık olarak iki katı besleme yapılmalıdır. Uzun periyotlar süresince kompresörleri korumak için alternatif bir yöntem de her gün birkaç dakikalığına yüksüz olarak çalıştırmak veya yağ buharı ortamında bunları battaniyeler ile kaplamaktır. Sıradan, uzun süreli depolama koruması en azından 13 adım içermektedir:

1. Tüm silindir valfleri, unloderler ve kol packing i çıkarılır. Kaplanır ve ambarda depolanır. 2. Kolun packing kutusundaki açıklık körlenir.

3. Silindir ve gaz pasajları tamamen koruyucu bir yağ ile doldurulduktan sonra kompresörün gaz girişi ve basma gövde bağlantıları körlenir ( termal genleşme için biraz alan bırakarak ).

a

4. Silindir soğutma pasajları temizlenmez veya kaplanmaz. Sadece suyla yıkanır, dreyn edilir ve havayla kurutulur. Emiş soğutma pasajı kapatılır. Düşük noktalı dreyn ortaya çıkarılır ve bu konumda valf telle bağlanır ( bu herhangi bir atmosferik yoğuşmada kendi kendine dreyn edilmesini sağlar ). 5. Kroşet bölümüne bitişik olan kazıyıcı ringdeki açıklık körlenir.

105

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

6. Krank muhafazası ve kroşet bölümü tamamen uygun koruyucu yağla doldurulmalıdır. Bir valfli vent monte edilerek sonradan eğer gerekiyorsa pas önleyici eklenmesine izin verir ( yüksek noktada, eğer mümkünse ). 7. Uygun görülen koruyucu ile kaplandıktan sonra vuruntu dramları ve dalgalanma şişeleri doldurulur ve ardından tanklar dreyn edilir. 8. Ara/art soğutucu gaz pasajları ( su pasajları değil ) uygun görülen, onaylanmış koruyucu ile kaplanır. Bu bileşenlerin üzerindeki tüm bağlantılar boşa çıkartılır veya körlenir. Su tarafındaki düşük nokta dreyn vanası yavaşça açılır ve bu konumda vana telle bağlanır ( sadece su tarafının yıkanmaya ve havayla kurutulmaya ihtiyacı vardır ).

m o

9. Tüm yağlayıcılar, yağ pompaları doldurulur ve kompresör gövdesi üzerindeki filtre koruyucu bir yağla filtrelenir. Tüm bağlantılar ve ventler körlenir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

10. Volan koruyucu gresle kaplanır ve muhafazası kapatılır

11. Açıktaki miller ve bağlantılar koruyucu gresle kaplanmalıdır. Bantla kompresörden krank milinin açıklığı kapatılır.

12. Tüm dişli tip kaplinler ( göbekler, kovanlar, kamalar ) ve yağlamasız tipli kaplinlerin disk grubu çıkarılır. Uygun görülen koruyucu bir ortamla kaplanır ve ambarda depolanır. 13. Tüm enstrüman ve kontrol panelleri prosedürlere uygun olarak korunur. Kompresör Valflerinin Problemleri ve Bakımları

Pistonlu kompresörlerin silindirlerinde, valflerinde verim noktasından ve mekanik güvenirlilik noktasından bakıldığında şüphesiz ekipmanın çalışma performansı üzerinde büyük etkisi bulunmaktadır.. Hava veya gaz akımında kompresör silindirine valfler doğrudan monte edilmektedir ve hata olma ihtimali çok yüksektir. Bir kompresör valfinden neler bekleyebileceğimizi düşünelim. Valf pistonun her strokunda, dakikada birkaç kez açılıp kapanmak zorundadır. Her valfin çalışma zamanı sekiz saat, günde, haftada ve bir yılda farklı devirlerle Tablo 3-3 ‘te görülmektedir. Tablo 3-3 Değişken kompresör devriyle ünite başına valf hareketi Kompresörün Devri [ d/d ]

Zaman

a

300

600

1000

144 000

288 000

480 000

432 000

864 000

1 440 000

1 Hafta

3 024 000

6 048 000

10 080 000

! Ay ( 30 Gün )

12 960 000

25 920 000

43 200 000

8 Saat 24 Saat

106

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

1 Yıl ( 365 Gün )

157 680 000

315 360 000

525 600 000

Bir valf bu hareketi gaz akımı yolunda doğrudan yapmalıdır ve giren sıvılara, yabancı partiküllere, korozif gazlara veya malzemelere maruz kalır ve genellikle yapışkan veya ….. malzeme ile pratikte kaplanmış olarak çalışmak zorundadır. Valf çeki, bası, darbe, burulma, eğilme, abrazyon, erozyon ve aşırı sıcaklık değişimleri gibi tüm yıkıcı kuvvet tiplerine maruz kalmaktadır. Eğer valf düzgün olarak çalışmıyorsa kompresör sıkıştırılmış hava veya gaz sağlayamaz ve onarım için ekipman durdurulmak zorundadır. Bu yüzden bir kompresör valfinin çalışmasının iyileştirilmesi için her şey yapılabilir. Bunun yanında kompresörün kendiliğinden genel çalışması da iyileşir.

m o

Bir kompresör valfinin başarılı olarak çalışması, bilinen kurulum gereksinimlerinin karşılanması iyi tasarımla başlamaktadır. Bu valf yeterli şekilde korunmalı ve normal bir şekilde kullanılmalıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Valf Teorisi ve Tasarımı Kompresör Valfi

Kompresör valfleri, silindirlere yerleştirilen ve gazın sadece bir yönde akışına ( içeriye veya dışarıya ) izin veren aygıtlardır. Her sıkıştırma odasında ( silindir tarafı ) emme ve basma için bir veya daha fazla valf bulunmaktadır. Bir Kompresör Valfinin Temel Gereksinimleri

Temelde bir otomatik kompresör valfi işini yapabilmesi için gereksinim duyduğu üç bileşene sahiptir: 1. Valf siti

2. Sızdırmazlık elemanı

3. Sızdırmazlık elemanının seyrini içeren bir durdurma

Ancak modern bir kompresörde sadece yukarıdaki bileşenlere sahip bir valf beklenilen ömrü ve verim gereksinimlerini tamamiyle karşılamaz. Günümüzün pistonlu kompresörlerinde beklentilerin yüksek olmasından dolayı valfler yukarıda belirtilenden daha karmaşık tasarım gerektirmektedir. Modern kompresörler valfleri aşağıdaki karakteristiklere sahiptir:

a

1. Düşük kısılma etkisi için geniş pasaj alanı ve iyi akış dinamiği ( basınç düşüşü ) 2. Düşük darbe enerjisi için hareketli parçaların kütlesinin düşük olması 3. Düşük basınç farkına hızlı cevap

4. Düşük boşluk hacmine izin veren ufak dış boyutlar 5. Düşük gürültü seviyesi

107

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

6. Yüksek güvenirlilik faktörü ve uzun ömür 7. Bakımın ve kullanımının kolay olması Bir Kompresör Valfinin Temel Fonksiyonu Bir kompresör valfi, bir kompresör silindirindeki işletme çevrimini düzenler. Otomatik kompresör valfleri basınçla etkinleştirilir ve bunların normal hareketi sıkıştırma çevrimiyle kontrol edilir. Valfler, sadece valfteki basınç farkı tarafından açılır. Hiçbir mekanik aygıt kullanılmaz. Bir kompresör valfi çevriminin en iyi şekilde gösterimi piston hareketinin p-V diyagramına korelasyonu ile elde edilebilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Olayların sırasını görselleştirmek için yatay tek etkili pistonlu hava kompresörünün şematik çizimini ( Şekil 3-8, üst ) doğrudan piston hız grafiğinin yukarısında ( Şekil 3-8, merkez ) ve bunun silindir basınç grafiği ( Şekil 3-8, alt ) ni alt alta koyalım. Burada P1 emiş basıncını ve P2 basma basıncını göstermektedir.

Piston üst ölü noktada, sıkıştırma strokunun sonunda ( p-V diyagramında D noktası ) bir an için durmuş olarak görülür. Bu anda basma valfi henüz kapanmış ve emme valfi henüz açılmamıştır. Gazın Alınması

Piston emme strokunun sağ tarafına doğru hareket etmeye başladığında, silindir içerisinde kalan az miktardaki boşluk hacmi, P2 ‘den P1 ‘e genleşir ve düşer. Sonuçta biraz basınç altı emme basıncına izin vererek P1, emme valfini açar ve emme odasındaki gaz silindire girmeye zorlanır ( p-V diyagramında E noktası ). Piston emme strokunun sonuna yaklaştığında yavaşlayıp valfin açılmasıyla gaz hızını düşürür ve uygun olarak tasarlanmış bir valfte piston alt ölü noktaya eriştiğinde ( p-V diyagramında A noktası ) yay yükü valfi kapatır. Sıkıştırma

Hem emme hem de basma valfi kapandığında pistonun sola doğru geri dönüş strokuna geçmesi silindirdeki gazı sıkıştırır ve bu sıcaklığını ve basıncını arttırırken hacmini düşürür, ta ki basma valfini açmak için yeterli miktardaki basınç arzu edilen basma basıncını aşana dek ( p-V diyagramında B noktası ). Bu aşırı basınç valf pleytindeki dengeleyici statik basıncın üstesinde gelir ve yay yüküne karşı valf pleytini kaldırır.

a

Gazın Basılması

Basma valfi açıldığında P2 azalan dalgalarda aşırı basınç düşer. Piston sola doğru olan sıkıştırma strokunun sonuna erişmeden biraz önce ( p-V diyagramında D noktası ) basma, yaylar vasıtasıyla otomatik olarak kapanır.

108

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Sıkıştırma İşi p-V diyagramında E-A-B-D-E eğrisi ile kapatılan alan sıkıştırma süresince yapılan toplam işi göstermektedir. D-B-C-D ve E-A-F-E alanları enerji genleşmesiyle etkinleşen valfleri ve silindirin içinde ve dışında akış direncinin üstesinden gelinmesini gösterir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-8 p-V diyagramı üzerine bindirilmiş piston stroku konumu

Emme ve Basma Valflerinin Şematiği

Şekil 3-9 ‘da sıkıştırma odası başına emme ve basma valfinin olay sırası verilmektedir.

a

Valf kapalı olduğunda valf pleytinin veya valf ringinin parçası yavaşça sit alın yüzeylerine karşı oturur. Sızdırmazlık elemanı, şerit, pleyt, ring veya kanal başlangıçta sit alın yüzeyini yavaşça kaldırır, fakat ardından aşağıdaki nedenlerden dolayı gittikçe hızlanır: 1. Şekil 3-9 ‘dan silindir basıncının başlangıçta sadece valf pleytinin düşürülmüş alanına uygulandığı ( valf pleyti alanı – sit alın yüzeylerinin kapladığı alan ) nın kanıtıdır.

109

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

2. Yağlayıcı ve kondensat, valf pleyti ve sit alın yüzeyi arasındaki iki temas yüzeyinin ayrılmasını daha fazla geciktirir. Bu bir yapışma etkisi meydana getirir. 3. Valf pleytini kalkmaya zorlayan basınç zaman boyunca yaklaşık doğrusal artışa sahiptir ( Şekil 3-10 ). Yay yükünün üstesinden gelecek kadar yeterli miktarda artmasıyla valf pleyti ivmelenmeye başlayacaktır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-9 Pistonlu kompresörler için valfin etkinlik şeması

Şekil 3-10 Zamanın fonksiyonu olarak valfin ivmelenmesi ve basınç farklılıkları

Hız Giderek Artıyor

Fizik kanunlarına göre hız sıfırda başlar ve parabolik olarak artar. Valfin kalkması veya valf pleytinin seyrettiği mesafe valf hızının arkasında gecikme yapar ( Şekil 3-11 ).

a

Şekil 3-11 Valfin ivme ve basınç farkının zamana göre fonksiyonu

110

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Yukarıdaki üç faktörün bileşimi silindir ve plenum arasında yüksek başlangıç fark basıncı etkisi oluşturur, bunların tümü p-V diyagramı üzerinden görülebilir. Bir basınç farkı gereklidir ve emme valflerinde basınç ters döndürülmüş olmalıdır. Bu faktörler, silindirin içerisinde dışarısına göre valf pleytini sitten ayırmak için neden bir fark basıncının gerektiğini açıklamaktadır. Sızdırmazlık elemanının alanındaki fark normalde, muhafazanın altında, sit tarafı ve muhafazanın üst tarafında %15 iken bazen %30 ‘a kadar çıkabilir. Sit alın yüzeyleri boyunca kapalı valf pleytinden her zaman için kaçak meydana geleceğinden ( Şekil 312 ) bu alanda belirli bir miktar basınç birikmesi vardır. Bu yüzden valfin açılmasını kırmak için ihtiyaç duyulan basınç farkı yukarıda bahsedilen alandaki farkın sonucu olarak sadece hat basıncının %5 ‘i ila %15 ‘i üzerindedir ve daha fazla değildir.

m o

Valf pleytinin sit alın yüzeylerinden kalkmasıyla bu valf pleytini muhafazaya doğru yay yüküne karşı hızlandırır. Valf pleyti veya sızdırmazlık elemanının muhafazaya karşı darbe yapması açılma darbesi meydana getirir, bu kademede valfin tamamen açık olduğu kabul edilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Gazın Akışı

Gazın sitlerden akması sızdırmazlık elemanını açık tutar. Piston hızının azalmasından dolayı akımın azalmasıyla yaylar veya valflerin birçoğunda diğer tamponlama elemanları sızdırmazlık elemanını sit alın yüzeylerine döndürmeye zorlar ve vanayı kapatır. Tercihen valf piston ölü noktaya yakın olduğunda tamamen kapalıdır.

Şekil 3-12 Valf sit alın yüzeyi ve kalkmanın gösterilmesi

Emme ve Basma Olayları Arasındaki Fark

Temel çevrim kendi kendine tekrar tekrar meydana gelir ve her valf tasarımı ve konfigürasyonu için aynıdır.

a

Emme ve basma olayları arasındaki fark, basma valfinin açılmasına ve kapanmasına karşılık emmede piston hızları, toplam çevrimin sarf ettiği zaman ve gazın kullanılmaya başladığı basınç ve sıcaklıktır. Bu kriterin hatırlanması önemlidir. Çünkü bu emme ve basma valfleri arasında tasarım farklılıklarına neden olmaktadır.

111

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Pistonlu Kompresörlerde Kullanılan Valf Tipleri Otomatik valflerin geliştirilmesinden önce kompresörler mekanik olarak çalışan emme ve ağır mantar tipli basma valfleri kullanmaktaydı. Bu valf tipleri düşük devirlerde tatminkar bir kullanım sunmaktaydı. Fakat kompresörün çalıştığı devir aralığında sınırlıydı. Hafif tam otomatik valf ise, daha yüksek devirler için izin verilen, daha fazla çıkış değerine ve daha fazla verime sahiptir. Modern pistonlu kompresörler için farklı birçok valf tasarımı bulunmaktadır. Bunların hepsi çek valfler gibi çalışmaktadır. Bunlar sıkıştırma prosesi süresince kompresör silindirinde akışkanı tutan fark basınçlarının bir fonksiyonu olarak açılır ve kapanırlar.

m o

Ancak bu tasarımlar hareket eden elemanların şekli tarafından ve hareketin kontrol edilmesi için kullanılan sönümlemenin doğası tarafından tanımlamaya göre birkaç tipte sınıflandırılabilir. Tablo 3-4 ‘te bu valf tipleri özetlenmiştir ve aşağıdaki paragraflar her tip için kısa tanımlama verilmektedir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Tablo 3-4 Valf tipleri ve sönümleme yöntemleri 2B Şekli

Hiçbiri

Dikdörtgen

Mekaniksel Sönümleme

Akışkan

X

X

Eş merkezli ring

X

X

Portlu plaka

X

Disk ( mantar )

X

X

X X

Dikdörtgen Element Valfleri

Dikdörtgen elemanları kullanan tipik valf tasarımı kama tipli valfler, kanal valfleri ve reed valfleridir. Bu valfler genellikle orta seviye valf kalkmalarında akış alanı sağlamak için mümkün olan valf portu alanlarını mükemmel bir şekilde kullanmaktadır ( 0,100” – 0,200” ). Bu elementlerin dikdörtgen şekli, valf siti ve muhafazasının yapısal entegrasyonunun sağlanması için nervür sisteminin kullanılmasını ortadan kaldırmaktadır. Bu, sitte ve muhafazada uzun kesintisiz slotların kullanılmasını mümkün kılar ve iyi bir akış alanı sağlar. Kama Tipli Valfler

a

Kama tipli valfler ( Şekil 3-13 ) sızdırmazlık elemanı olarak uzun, dar metalik şeritle kullanmaktadır. Bu şeritler basitçe mafsallanmış, üniform olarak yüklenen kiriş gibi açılır. Bu muhafaza kalkmanın sınırlanması için geniş radyüslü bir durdurucu sağlar. Yaygın uygulamalar düşük devirden orta devirli ekipmanlara ve orta basınçlar kadardır. Bu valflerin daha yüksek basınçlar ve daha yüksek devirli uygulamalar için tatminkar oldukları ispatlanmamıştır.

112

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

Şekil 3-13 Sızdırmazlık elemanı olarak uzun, dar metal şeritleri kullanan kama tipli valf

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kanal Valfleri

Kanal valfleri ( Şekil 3-14 ) uzun, dar metalik kanal şekilli sızdırmazlık elemanı kullanmaktadır. Yaylanma, yaprak yaya benzeyen eğrilik verilmiş uzun ve dar şeritle ile sağlanmaktadır. Bu yay, kanalın maksimum kalkmaya yaklaştığında yaylanma katsayısının artmasına neden olarak düz bir oturma sağlar.

Yay kanalın içerisine biraz gaz sönümlemesi sağlayacak şekilde yakın bir boşlukla oturtulur. Bu uygulama kama tipli valf ile benzerdir, fakat daha yüksek basınç farklarında ve daha şiddetli nem koşullarında ve yabancı malzemelerde çalışabilir. Dikdörtgen valfler, hem kama tipli hem de kanal valfleri, düz elemanlara sahiptir ve doğal olarak verimlidir. Geometrilerinden dolayı şeritler veya kanallar daha yüksek kalkma miktarlarına sahiptir. Bunlar metal elementler kullanıldığından dolayı sadece orta seviye darbe hızlarına direnç gösterebilirler ve temiz, korozif olmayan koşullar gerektirirler. Ancak bunlar dar sızdırmazlık yüzeyleriyle çalışırlar. Dikdörtgen valfler, kullanım koşulları yüksek kalkma miktarında düşük darbe hızlarına izin verdiğinde ve gaz temiz ve korozif olmadığında seçilir. Bu koşullar altında bunlar güvenilir kullanım ve mümkün olan en yüksek verimi sağlarlar. Reed Valfleri

Reed valfleri sızdırmazlık elemanı olarak yay kullanan kama tipli valflere benzerdir. Reed in bir ucu öyle bir şekilde sabitlenmiştir ki bir konsol kiriş gibi döner. Durdurucu ya konturlu ya da reed in serbest ucunun şekil değiştirmesini sınırlayan bir tampondur. Bu valfler ufak güçlerdeki süreksiz güç kompresörlerinde kullanılırlar.

a

Konsantrik Ring Valfler

Bu valfler valfin merkez hattı etrafında eş merkezli olarak yerleştirilmiş bir veya daha fazla dar metalik veya metalik olmayan ringleri kullanmaktadır. Yay ya dalgalı yaylar ya da daha yaygın olarak görülen sarımlı yay şeklindedir. Yaylanma konfigürasyonu olarak birçok farklı çeşit bulunmaktadır. Fakat günümüzde en yaygın olarak her ring üzerinde ufak çok sarımlı yaylar bulunmaktadır. Yağsız uygulamalar söz konusu olduğunda metalik olmayan buton, yay ve ring arasında ayrılma sağlar.

113

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Kalkma ringin hareketini sınırlayan bir düz durdurucu tarafından kontrol edilir. Bazı durumlarda ring olukları sıvı sönümlemesi sağlayan bir yakın boşluk oluğuna birleşir ( Şekil 3-15 ).

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-14 Kanal valfleri

Eş merkezli ring valflerinin geniş bir uygulama aralığı bulunmaktadır ve düşük hızdan yüksek hız uygulamalarına kadar farklı hız aralıklarında kullanılırlar. Kalkma miktarı 0,160” e kadar olabilir. Deneyimler uygulama hızının üst sınırının 1200 d/d alanında olduğunu göstermiştir. Kalkma miktarı yaklaşık olarak 0,100” tir. Bu valflerin akış verimi düz elementli valfler kadar iyi değildir. Fakat genellikle basınç oranları için kullanımları iyidir. Bu valfler kolaylıkla bir veya daha fazla dahili ringin kullanılmamasıyla plag tipli unloder ile kolaylıkla kullanılabilir. Bu ringler görüldüğü gibi ya dikdörtgen kesitli ya da daha aerodinamik akıma uygun şekillidir ( Şekil 316 ). Bir dikdörtgen ring kullanan valflerin üretimi ve bakımı daha kolaydır. Bu dinamik konularda göz önüne alındığında birçok uygulamada dikdörtgen konfigürasyonu favori hale getirmektedir.

a

Portlu Pleyt Valfler

Portlu pleyt valfler, tek bir elemana indirgenmiş ringe sahip olmaları dışında eş merkezli valflere benzerdir ( Şekil 3-17 ). Eş merkezli pleytlerle karşılaştırıldıklarında bunun iki avantajı bulunmaktadır: 114

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI



Darbe için temin edilebilir pleyt kenarlarının sayısı düşürülmüştür



Sönümleme pleytlerinin kullanılmasıyla açılma darbesinin mekanik olarak sönümlenmesi kolayca yapılmaktadır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-15 Eş merkezli ring valfler: (a) Tipik yağlanan, ring tipi çift yayı tersine döndürülebilir valf tasarımı. Her yay iki ringi etkinleştirmektedir. (b) Tipik yağlanan ring tipi tersine döndürülebilir seri yay tasarımlı valf. Her ring üç veya daha fazla tek yay tarafından etkinleştirilir. (c) Tipik yağlanmayan, ring tipli tersine döndürülebilir yayla yüklenen dinamik kılavuz yatakları

a

Şekil 3-16 Aerodinamik olarak şekil verilmiş eş merkezli ringe sahip valfler 115

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Yay genellikle pleytlere doğrudan temas eden sarımlı yaylarla sağlanır, eş merkezli ring valflerde kullanılan butonlar burada kullanılmamaktadır. Bu valflerin akış verimi kabaca eş merkezli ring valflerinkine eş değerdir, fakat sızdırmazlık elemanının geometrisi eş merkezli ring valflerinki gibi esnek değildir. Bu nedenden dolayı portlu pleyt valf, düşük devirli ekipmanlara daha iyi uygulanabilmesine rağmen yüksek devirli valf olarak göz önüne alınır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-17 Yağlanan ( sol ) ve yağlanmayan kompresörler için portlu pleyt valfler

Pleyt valfler, eş merkezli ring ve portlu tipler ne en verimli ne de en ucuz valflerdir. Fakat bunlar esnek olduklarından dolayı diğer tiplere göre daha yaygın olarak kullanılmaktadır: Bunlar metal veya plastik pleytleri kullanabilir, kütleyi sönümleme için kullanılabilir ve birçok dar pleytten veya geniş olanların birkaç tanesi ile yapılabilir ve bu yüzden geniş bir aralıktaki kalkma boyunca efektiftirler. Disk Valfler

a

Disk valfler birçok uygulamada bulunmaktadır. Geometri ufak valflerdeki tek bir ufak diskten büyük valflerdeki çoklu disklere kadar değişebilir. Birkaç yüz psi ‘dan gaz iletme kompresörlerindeki mantar valfler gibi, hiper kompresörler için 50 000 psi ‘ın üzerinde mantar valflere kadar değişik uygulamalarda bulunabilir. Gaz iletim kullanımları için mantar valflerin tasarım karakteristiği çoklu metalik olmayan ve akıma uygun tek veya çift deckli valflerdeki sızdırmazlık elemanlarıdır ( Şekil 3-18 ).

116

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Maksimum kalkma yaklaşık olarak 0,300” tir. Yaylanma her supap için özel sarımlı yayla sağlanmaktadır. Önceki tasarımlarda yarıksız yay wellleri vasıtasıyla akışkan sönümlemesi kullanılmaktadır. Ancak deneyimler bunun iyi olmadığını göstermiştir ve yay wellleri şimdi yarıklıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-18 Kalıplanmış naylon – cam supaplı disk valf

Akış verimi yüksek kalkmadan dolayı mükemmeldir ve supap kafası akışa uygundur. Bu düşük basınç oranı için yüksek gaz yoğunluğuna sahip uygulamalarda valf kayıplarının çok önemli olduğu ve valfin açılmasını tahrik ederek oluşturulabilecek yeterli basınç düşüşünün olduğu yerlerde ideal bir valftir. Supap valf, gaz iletim kullanımlarının dışındaki uygulamalar için de kullanılabilir. Fakat valfin kalkması ve çalışma devrinin sınırlandırılması için özen gösterilmelidir. 600 – 700 d/d nin üzerindeki devirlerde kullanılan supap valflerin güvenirliliklerini kaybettikleri görülmüştür. Supap valfler daha büyük sızdırmazlık alanı gerektirmektedir. Çünkü supaplar metalik değildir ve sit açıya sahiptir. Buna ek olarak supaplar daha büyük olabilir. Bu yüzden supap valfler yüksek kalkma miktarlarında en iyisidir; 0.250” veya daha fazlası yaygındır. Plastik supaplar ile supap valfler korozif gazlarda ve daha yüksek darbe hızlarında çalışabilir. Fakat optimum performans için gereken çok yüksek kalkma miktarları daha düşük darbe hızlarının oluştuğu tipik olarak düşük hızlı, yüksek valf alanı ve düşükten orta gaz yoğunluğuna kadar olan kullanım koşulları altında kullanılabilir. Yüksek kalkma miktarından ve akışa uygun supap şeklinden dolayı supap valfler çalkalanmaya çok maruz kalmaktadır. Bu yüzden verimli ve güvenilir olması için bunlar daha yoğun, orta basınçtan yüksek basınca olan gazlar gerektirmektedir. Bunun yanında supap valfler yüksek basınç oranı uygulamaları için kullanımlarını engelleyen eden yüksek boşluk hacmine sahip olmaya meyillidir.

a

Bu supap valfler ideal olarak düşük devre, orta basınca, düşük oran verimli tipik gaz iletim uygulamalarına uygundur. Tablo 3-5 ‘te farklı gaz koşulları için valf tipi uygunlukları verilmektedir.

117

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Tablo 3-5 Farklı gaz koşulları için valf tiplerinin uygunluğu Gaz Koşulları Valf Tipi

Temiz

Kuru

Islak

Kirli

Korozif

Kama tipli ( şerit )

●

●

●

Kanal ( şerit )

●

●

●

Plaka

●

●

●

●

●

Ring

●

●

●

●

●

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Disk ( mantar )

●

●

●

●

Valf Malzemeleri

Valf bileşenleri çalışma basınçları ve taşınan gazın tipine bağlı olarak farklı malzemelerden yapılmıştır. Valf sitleri ve muhafaza için kullanılan malzemeler: 

Dökme demir: Düşük ve orta basınçlar için en yaygın olarak kullanılır



Küresel grafitli demir: Orta basınçlar için kullanılır



Dökme çelik: Yüksek basınçlar için kullanılır



Çelik ( kütük ): Yüksek basınçlar için kullanılır

içermektedir.

Basınçlara bağlı olarak yukarıdakilerin kombinasyonu küresel grafitli dökme demir veya çelikten yapılmış sit ile dökme demir muhafaza yaygın olarak kullanılmaktadır. Son derece korozif gazlar için farklı alaşım malzemeleri sık olarak kullanılmaktadır. Bunların arasında ( 316, 410, 420 ), 17-4 PH paslanmaz, yüksek nikel ve dökme demir bulunmaktadır. Valf sitleri ve muhafazaları AISI 4140 veya 1141 ‘e uyan çelik kütükten işlenmektedir. Bazı valf tedarikçileri sit ve muhafazalar için 410 paslanmaz kütük kullanmaktadırlar.

a

Sızdırmazlık Elemanları

Sızdırmazlık elemanları için kullanılan malzemeler yüksek dayanımlı çelikler ve plastik kompozitler olmaksızın iki sınıftan birinde yer almaktadır:. Kama tipli valf şeritleri, valf kanalları ve yaylar genellikle gerilimi giderilmiş, sertleştirilmiş ve maksimum aşınma direnci için temperlenmiş 410 paslanmaz çelikten imal edilmektedir. Daha korozif

118

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

uygulamalar için kanal 316 paslanmazdan imal edilebilir. Çok daha fazla korozyon direnci isteniyorsa kama tipli valf şeritleri Inconel 17-4 PH malzemelerinden imal edilebilir. Tablo 3-6 ‘da belirtildiği gibi valf diskleri veya pleytler metalik veya plastik kompozittir. Metal pleytlerin avantajı yüksek sıcaklıklara ve yüksek fark basınçlarına dayanabilmeleridir. Bunların dezavantajları: 

Paslanmaz çelikler bile sıkıştırılan gazların içerisinde sık olarak bulunan maddeler tarafından korozyon saldırısına maruzdur ( örneğin sülfitler ve kloritler gibi ).



Bunlar daha düşük darbe hızlarında ( tipik olarak 20 ~ 25 ft/sn ) ki darbede arızalanmaktadır.

Tablo 3-6 Valf pleyti malzeme seçimi DURUM

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Gazda korozif elementler bulunmakta Basma sıcaklığı yüksek ( > 180 C0 ) Kirli gaz

Yüksek fark basıncı ( > 1000 psi ) Plaka baskısı ile yüksüzlendirme Sıvı birikintisi Yüksek darbe

a

Çalkalanma

m o

YORUMLAR

CAM NAYLON

410 SS

DİĞER METALLER

KILIF

H2S, kloritler, CO2 ve H2O

M

K

İ

İ

Yüksek k değerli yüksek oranlı gaz

X

M

M

İ

Kir cam naylon içerinse gömülebilir

İ

K

K

K

İ

M

M

M

K

İ

İ

İ

K

K

K

K

Yüksek basınç veya yüksek devirde yüksek moleküler ağırlık ile meydana gelebilir

M

İ

K

M

Yaylar çok güçlü veya fazla miktarda kalkıyorsa, özellikle düşük moleküler ağırlıklı gazlar ile düşük

K

X

X

X

Plag unloderleri tercih edilir

119

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

devirde meydana gelir M: Mükemmel, K: Kötü, İ: İyi, X: Kullanılamaz



Bunlar sit aşınmasına neden olur. Silindire arızalanmış eleman parçası girerse ciddi hasar meydana gelir.



Bunlara kir ve sıvılar kolaylıkla zarar verebilir.

Uygulamaların birçoğu için 410 paslanmaz kullanılmaktadır. Fakat 302, 316, 420, 17-4 PH paslanmaz çelikleri, monel, inconel veya hatta titanyum özel uygulamalar için kullanılabilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Plastik Kompozitler

Plastik pleytler eğer doğru olarak formüle edilmiş ve üretilmişlerse daha düşük fark basıncına ve sıcaklık sınırlarına sahiptir, PEEK ( poli ether ether keton ) bazlı bileşenler için yaklaşık olarak 1500 psi ve 400 F ve naylon bazlı malzemeler için biraz daha düşüktür.

Ancak bunlar darbe yorulmasına, korozyon direncine ve kir ve sıvılardan kaynaklanan hasara direnç gösterebilen herhangi bir metal elemente göre çok daha iyidir. Plastik elementler çok az sit aşınmasına neden olurlar ve eğer hasarlanırlarsa silindire zarar vermezler. 300 F ‘ı aşmayan sıcaklıklarda valf pleytinin optimum kullanımı için asbest-bakalit iyi bir seçimdir. Yüksek sıcaklıklar için cam melamin veya cam epoksi kullanılır ve şüphesiz daha yeni olan PEEK formüllü malzemelere öncelik verilmelidir. Yaylar

Valflerin sızdırmazlık elemanlarında kullanılan yaylar kama tipli ve kanal valfleri için AISI 410 ve 420 içermektedir. Sarımlı yaylar için üreticiye ve kullanım koşullarına bağlı olarak 17-4 PH, Inconel ve kadmiyum kaplı krom vanadyum çelikleri kullanılmaktadır. Tüm valf elemanları için sadece uygun malzeme olması önemli değil aynı zamanda düzgünlük, boyut toleransları ve yüzey kaliteleri gibi özellikle ve rijit spesifikasyonlarda önemlidir. Kompresör Valf Bileşenlerinin Fonksiyonu

Kompresör valfinin iç bileşenleri fazla sayıdaki çevrimlerin ve sıcaklık, korozif gazlar, giren sıvılar, gaz dalgalanmaları gibi ortam gerilimleri tarafından empoze edilen eş zamanlı darbe gerilimlerine karşı koyacak şekilde tasarlanmıştır.

a

Kompresörün tasarımcısı uygulamaya uyan valf grubunu seçmekle sorumludur. Ancak bu işletmecinin sorumluluğundadır ve bakım personeli valf grubunun uygun olarak oturduğunu görmekten sorumludur. 

Valf sitleri fark gaz basıncına ve valfin sızdırmazlık elemanıyla ( disk, şerit veya kanal ) temasta olan yüzeylerinde aşınmaya karşı direnç göstermelidir. 120

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI



Muhafaza veya durdurma plakası sıklıkla bir valf grubunun en yanlış anlaşılan parçasıdır,. Burada üç amaç bulunmaktadır: o Valfin sızdırmazlık elemanının hareketi için kılavuzluk sağlama o Valfin kalkmasını kontrol etme o Valfin geri dönüş yayını tutma Muhafazalar fark basınçlarına maruz olmadıklarından bunlar sadece temas halinde olan sızdırmazlık elemanlarının darbe kuvvetlerine direnç göstermelidir.

m o



Valfin sızdırmazlık elemanları, fark basıncına maruz kaldıklarında ( gazın içlerinden geçmesine izin verir ) ve ardından ters istikamette hareket ettiklerinde ( gaz akışının önlenmesi ) valfi açmak için sırayla hareket ederek çalışırlar.



Valf boyunca olan fark basıncı sıfıra yaklaştığında piston strokunun sonunda valf yayı, valfi kapatır. Her yay özel bir ortam için tasarlandığından bu zorluk meydana getirecektir. Farklı yay karakteristikleri ile yayların kullanılması ciddi güvenirlilik ve emniyet risklerini ortaya çıkarabilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Valfin Kalkması

Valfin kalkması, valfin sızdırmazlık elemanlarının tamamen kapalıdan açık duruma gelmesi için valf sızdırmazlık elemanlarının hareket etme mesafesi olarak tanımlanır. Herhangi bir valfin ömrü kalkma miktarına bağlıdır. Bu kompresörün devrine, valf çapına, basınçlara ve gazın molekül ağırlığına göre değişmektedir. Bir otorite, bilinen bir dizi işletme koşulları için bir valf tasarlanacağı ve seçileceği zaman cevaplanması gereken ilk sorunun valfin uygun kalkma miktarı nedir ? olduğunu belirtmiştir. Bir kompresöre herhangi bir valf uygulandığında kalkma miktarı hem verimi hem de dayanımı etkileyecektir. Kalkma miktarının çok yüksek olması darbe yorulmasından dolayı valfin erkenden arızalanmasına yol açacaktır. Kalkma miktarının çok düşük olması gazın yüksek hızda geçmesine, fazla kayba ve sonuç olarak verimsizliğe neden olur. Bu gerçekler bir ticari tasarımda göz önünde bulundurulmalıdır. Valfin kalkma miktarını etkileyen en önemli faktör devirdir. Bu şüphesiz valfin açılmak ve kapanmak zorunda olduğu devri kapsamaktadır. Deneyimler iyi bir valf tasarımının 300 d/d de 0,200” kalkma miktarı ile iyi dayanıma sahip iken 1800 d/d de çalışmada 0,040” e düşürülmesinin zorunlu olduğunu göstermektedir. Herhangi bir olayda valf kalkmasının devam edilmesi, kritik olarak önemli ve uygun bakım ve onarım tekniklerinin yapılması zorunludur. Örneğin aşınmış sitler veya muhafazalar genellikle yeniden işlenir, fakat gerçek kayma, yeniden işleme doğru yapılmamışsa değişebilir.

a

Kalkmanın sınırlanması farklı tasarımlarda farklı şekillerde yapılmaktadır ve bu yüzden hemen belirtilmelidir. Üretici firmanın kullanım kitabı genellikle daha detaylıdır ve bu yüzden dikkatlice takip edilmelidir. Yukarıdakilerin hepsi üreticiye danışmadan gerçek kalkma miktarını değiştirmez.

121

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Valfin Arıza Analizi Valfin arıza analizine başladığında ilk önce bileşenin görünümü araştırılarak hasarın nedeni belirlenmelidir. Valf arızaları üç genel nedenin sonucu olarak sınıflandırılabilir: 1. Aşınma ve yorulma 2. Yabancı malzemeler

m o

3. Normal olmayan mekanik etkinlik

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Aşınma ve Yorulma

Aşınma, gerçekte, tamamen ortadan kaldırılamaz. Uygun yağlayıcı, tasarım ve malzeme seçimi ile en aza indirilebilir.

Valflerin birçoğu kılavuzlamaya gerek duymaktadır. Kılavuzlardaki aşınma eğer şiddetli ise kötü çalışmaya, kırılmaya, kötü oturmaya ve hasara neden olabilir. Aşınmanın bu dereceye kadar gelişmesine hiçbir zaman izin verilmemelidir. Yorulma tekrarlı çevrimsel gerilimlerin bir sonucudur. Gerilim seviyesi ve hatta gerilim aralığı her tasarımda göz önünde bulundurulmalıdır. Ancak, anormal koşullara maruz kalındığında yorulmaya karşı iyi dayanıma sahip olacaktır. Hem aşınma hem de yorulma anormal mekanik etkinlikten ters etkilenir. Yabancı Malzemeler

Yabancı malzemeler aşağıdaki kategorilerde listelenebilir: 1. Sıvı taşınması 2. Kirli gaz

3. Karbon oluşumu

4. Korozif elementler



a

Bir prosesten veya ara kademe soğutucularından sıvı taşınması özellikle emme valflerinde olası arızaların erken oluşmasına neden olur. Bir sıvı birikintisi özellikle valfler üzerinde serttir ve hatta siti bile kırabilir. Ayrıca sıvı yağlamayı bozar. Bu yüzden aşınmayı hızlandırır. Taşınma kompresörün önündeki kondensatın kötü ayrışmasının veya düşük kotlu noktaların sıvı birikmesine izin verdiği uygunsuz olarak tasarlanmış boru hatlarından kaynaklanmaktadır. Debinin ani olarak değişmesi taşınmaya neden olur.

122

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Ara kademe separatörlerinin düzenli olarak dreyn edilmesi önemlidir. Belirli aralıklarla manuel drenaj otomatik kapanlara, özellikle daha yüksek basınç seviyelerinde tercih edilir. Eğer kullanılıyorsa otomatik kapanlar görsel inceleme ve çalışmalarının kontrol edilmesi için bir köprüleme borusuna sahip olmalıdır. Sıvı birikintileri doymuş gaz kompresörün silindir cidarı ile temas ettiğinde de oluşabilir. Bu durum kompresör silindirinin ceket suyu sıcaklığının gelen gaz akımının sıcaklığının 10 ~ 15 derece yukarısında tutulmasıyla önlenir. Valfin sızdırmazlık elemanının sınanması kimi zaman sıvı taşınmasını veya anlık yüksek basınç hasarını gösterir. Fakat bir silindirdeki sıvı genellikle diğer yöntemler tarafından görülebilir.

m o



Kirli gaz problemlerin tüm sıralanmasına neden olur. Bir taşlama bileşeni gibi olduğundan dolayı tüm kılavuz noktalarında aşınmayı hızla arttırır. Helisel yaylar arasındaki yabancı malzeme yayın ve ardından diğer valf parçalarının hasar görmesine neden olur.



Özel bir yağın kötü kombinasyonu karbon veya çamurun oluşumu ve sıkıştırılan gaz uygun valf hareketine engel olur. Belirli bir gazla yağdaki katkı maddeleri bazen problemlere neden olabilir. Bu genellikle tahmin edilemez. Fakat bazı durumlarda diğer bir yağın denenmesi tatminkar sonuç verebilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Çok fazla yağ çok az yağa göre daha az arzu edilebilir. Besleme hızı deneyimlerden belirlenebilir ve bir silindiri uygun olarak yağlamak için gerekli olan miktardan daha fazla olmamalıdır ( Şekil 3-5 ). Basma valflerinin çok fazla yağlanması genellikle valf yüzeyleri üzerinde karbon birikmesine neden olur ve pul şeklinde kirlilik meydana getirir. Bu valfin hareketini etkiler ve pullar sonraki kademelerde kaçağa neden olur. 

Korozyon yüksek yerelleşmiş gerilimlere ve ardından hasara neden olabilir. Yaylar ilk önce hasarlanmaya yatkındır. Korozyona çözüm bulmak her zaman için kolay değildir ve genellikle maliyetlidir. Valf malzemeleri değiştirilebilir. Bazı durumlarda uygun olarak boyutlandırılmış scruberler veya kimyasal yıkayıcılar bunlar kompresöre girmeden önce kirleticileri azaltabilir veya ortadan kaldırabilir. Gazın düşük hızı emme tanklarında sıvının etkin olarak ayrıştırılması için zorunludur. Birkaç durumda ceket suyunun sıcaklığının artması veya gazın ön ısıtılması korozif elementlerin yoğuşmasını ortadan kaldıracaktır. Korozyon birkaç ay valf arızasına neden olmayacaktır. Neden olduğunda en iyisi değiştirmek ve valfin geri kalanını onarmaktır. Çünkü bunlar muhtemelen hasara yol açacaktır. Ortadan kaldırılamayan korozif durum söz konusu olduğunda en iyisi yedek valflerin komple takılmasıdır. Bu hem duruş süresini kısaltacak hem de daha düşük maliyetli olacaktır.

a

Anormal Mekanik Hareket

Anormal çalışmanın dört nedeni bulunmaktadır, aralarında biraz ilgi bulunmasına rağmen: 1- Çarpma 2- Çalkalanma 3- Rezonans veya dalgalanma 123

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

4- Akış dokusu 

Bir valf açıldığında veya kapandığında çarpma meydana gelebilir. Valfler normalde basma valfinin açık olduğu durum dışında çarpmaya biraz meyillidir. Valfin açılması ya yaylarla mekanik olarak ya bir gaz ile veya her ikisiyle de tamponlanabilir. Eğer bir valf geç kapanırsa nedeni ne olursa olsun yaylar valfi kapatacağına geri yıkama gaz akışı valfi kapatır ve çarpma meydana gelir. Eğer sızdırmazlık elemanı site temas ettiği yerde bir çekiçle vurulmuş veya girintili çıkıntılı görünüme sahip ise çarpmadan şüphelenilir.



m o

Çalkalanma valfte olan yetersiz basınç düşüşünün bir sonucudur. Basınç düşüşü hız, yoğunluk ve akış katsayısının bir fonksiyonudur. Eğer yay çok katı ise valf tamamen açılmayabilir ve durdurmaya karşı güvenli olarak tutulmasının yerine sıfır ve tam kalkma arasında bir yerlerde kalır ve salınım yapar. Yaylar genellikle bu koşullar altında çalışmaktadır. Şiddetli durumlarda valf site ve muhafazaya pistonun bir stroku süresince birkaç kez vurabilir. Valfin ataleti valfi, durdurmaya karşı tamamen açık tutar. Fakat basınç düşüşü valfi 0 konumunda tutmak için yetersizdir. Sonuç olarak yine kapanmaya başlar.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Atalet valfin çok geç kapanmasına neden olabilir, hatta akış kuvvetleri yeniden açılmaya neden olmadan önce site geri döner. Piston strokunun sonunda birkaç kez salınım yapabilir. Bundan başka strokun sonunda atalet, site geri oturmanın yerine valfi açık tutabilir ve geri yıkama olduğunda son olarak valfi çarparak kapatır. Valfin ve sitin denenmesi çalkalanmanın görülmesini sağlayabilir. Eğer durdurma plakası hiçbir işaret göstermez ise bu valfin tamamen açılmadığını gösterir. Normalde valf pleytinin sırtı kendiliğinden yaydan bazı doku sırtına sahip olacaktır. Dairesel veya bir pleyt valfte eğer belirli bir doku yoksa ve pleytin spin attığı görülüyorsa ardından çalkalanmanın hasara neden olması muhtemeldir. Çalkalanmaya çözüm kalkma miktarını düşürmek ve/veya daha hafif yaylar kullanmaktır. 

Rezonans veya dalgalanma valfin normal çalışmasını alt üst edebilir. Dalgalanmaların genliği basınç dalgasının ve krank açısının faz ilgisiyle çok az ilgilidir. Bir dalgalanma geç kapanmaya, daha önceden bahsedildiği gibi bu yüzden çarpmaya neden olur. Yüksek tepeden tepeye basınç dalgalanma serisi, valfi çevreleyen, genellikle uygun olarak tasarlanmamış boru sisteminin bir sonucudur. Sızdırmazlık elemanının bu basınç elemanını takip etmeye çalışmasıyla bu yanlışlıkla çalkalanma meydana getirir. Bazı durumlarda sızdırmazlık elemanları sit ve muhafazaya karşı pistonun tek bir stroku süresince birçok kere kuvvet uygular. Bu durumda darbe yorulmasından dolayı parçanın kırılmasına neden olur.

a

Daha yüksek frekanstaki dalgalanmalar, örneğin 50 ila 100 Hz arasındaki, kompresör valfinin ömrünü azaltır. Şekil 3-19 ‘da neler olduğu zaman bazında görülmektedir. Valf ölü noktada sadece tamamen açılmaz aynı zamanda basınç değişim hızı da yüksektir. Valf ölü noktadan sonra geri akış tarafından çarpma yaparak kapanır.

124

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Bu problem boru hattındaki değişimlerde dalgalanmanın ortadan kaldırılmasıyla çözülebilir. Bu, valf tasarımcısının kontrolünün dışında olduğu bir konudur ve valfle değişim yapılması problemi ortadan kaldırmayacaktır. 

Akış dokusu seyrektir. Hatalı valf çalışmasına neden olacak silindir pasajı bir rahatsızlık meydana getirebilir. Bunun tedavisi kalkma ve/veya yaylanma ( arızanın tipine bağlı olarak ) veya hatta valf tipini değiştirmektir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-19 Dalgalanmanın nasıl anormal valf kapanmasına neden olduğunu gösteren zaman basınç diyagramı

Kompresör Valflerinin Bakımı ve Onarımı

Bir kompresörün verimi ve güvenirliliği valf bakımının uygun bir şekilde yapılmasına büyük oranda bağlıdır. Valfler periyodik olarak incelenmeli ve aşınmış bileşenler ıslah edilmeli veya değiştirilmelidir. Valflerin inceleme frekansı için herhangi bir bilgi verilmemiş olabilir. Çünkü bu daha çok kompresörün tipine, çalışma koşullarına olduğu gibi sıkıştırılan gazın cinsine de bağlıdır. Yeni kompresör montajlarında kompresör valfleri ilk 1000 saat içerisinde incelenmeli ve temizlenmelidir. Bu vakitte valf pleytlerindeki ve sitlerindeki aşınma bakım frekansı ile ilgili biraz ip ucu verecektir.

a

Valf Arızalarının Gruplandırılması

Kompresör valfine arıza analizi yapıldığı zaman nedenlerin belirlenmesi için etkiler araştırılır. Bu etkiler genellikle aşınma, yorulma, kırılma veya bunların bir kombinasyonudur. Bunlar iki gruptan birisinde yer alır. 1. Çevresel etkiler 2. Anormal mekanik çalışma 125

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Çevresel Etkiler Burada listelenen maddeler valfin ömrünü gazın kendisinden kaynaklanan performans üzerindeki kombine etkilerdir. Bunlar: 1. Korozif Elementler: Bir gaz içerisinde korozif gazların önemli miktarı genellikle valf üzerinde görülecektir. Az miktarda olsa bile valfte paslanma meydana getirecek, gerilim korozyonuna ve sızdırmazlık elemanlarının ( sit ve pleyt ) kırılması gibi hasarlara neden olabilir. Bazı bileşikler sistem ortamında nem varsa korozif olabilir veya duruştan sonra ortaya çıkabilir. Gazdaki kirleticilerle birleşmiş halde bulunan bu nem, valfleri korozyona uğratır.

m o

Koroziflikle aşınma valf pleytinda, şeritte veya kanalda veya şiddetli durumlarda tüm valf bileşenlerine ait malzemenin metalurjik olarak iyileştirmesini gerektirebilir. Büyük bir gider içerdiğinden dolayı hangi ölçütlerin aranacağından emin olunmalıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Hidrojen kendi başına korozif olmamasına rağmen bazı koşullar altında en azından üst tabakanın moleküler girişinden dolayı ( hidrojen gevrekliği ) gevrekleşmeye neden olur. 2. Yabancı Malzemeler ve Kirlilik

Uygun filtre ve scruberlere rağmen yabancı partiküller valfte sıkışma meydana getirir ve valfin düzgün çalışmasını önleyerek hasara neden olurlar. Moloz izleri için valf pleytlerinin darbe yüzeyleri ve sit alın yüzeyleri incelenir. Ufak girintiler ve partikül izleri pleyt ve sit arasında kendini gösterebilir. Bazı filtrelerin, separatörlerin, vuruntu potlarının ve dreynlerin düzgün olarak çalışması sağlanmalı ve gelen akım tarafından herhangi bir kirliliği taşıyacak şekilde boyutlandırılmalıdır. 3. Sıvı Taşınması

Sıvı darbelerinin valfler üzerinde yıkıcı etkisi bulunmaktadır. Pleyt ve şeritler aşırı derecede şiddetli kuvvetlere maruz kalabilir ve kırılabilir. Bunların içerisinde hapsolduklarında darbe meydana gelir. Bunlar doymuş gaz silindir cidarı ile temasta bulunduğunda oluşurlar. Önlenmesi için, soğutma suyu sıcaklığı gelen gaz sıcaklığının 10 ~ 150 yukarısına çıkarılmalıdır. Eğer sıvılar gelen akım tarafı besleme hattından geliyorsa separatörler kontrol edilmeli ve bu sıvıların büyük bir çoğunluğu separatörün iç tarafının uygun konstrüksiyonu ve boyutlandırılmasıyla ( düşük gaz hızı için ) ortadan kaldırılmalıdır. 4. Uygun Olmayan Yağlama

Valfin ömrü aşırı yağlama sonucu azalır. Aşırı yağlama, pleytlerin veya şeritlerin yapışmasına neden olur. Bu da sızdırmazlık elemanının yeniden yerine oturmasını geciktirir. Gecikmiş bir kapanma normalde aşırı derecede şiddetli vurma kuvvetlerini ortaya çıkarır. Aşırı yağlama, sıvı taşınması gibi davranır ve kondensat darbeleri veya su kirliliğinin meydana getirdiği gibi hasarlar meydana getirir. Basma valflerinin çok fazla yağlanması, özellikle yüksek sıcaklıklara maruz kalıyorlarsa, genellikle kömürleşmeye neden olur. Bunun sonucunda valf yüzeyleri üzerinde karbon birikecek ve pul şekilli kirlilik meydana getirecektir.

a

126

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Anormal Mekanik Çalışma Bu terim, valfin normal açılma ve kapanma hareketini önemli miktarda değiştiren etkileri kapsamaktadır. Bunların içerisinde: 

Valfin titremesi



Gecikmiş kapanma veya diğer dalgalanmalardan dolayı meydana gelen darbe



Aşırı dalgalanmadan dolayı çoklu darbe

m o

yer almaktadır.

Bilinen bir uygulama için uygun yay yüküyle iyi tasarlanmış valfler iyi iş çıkartabilir. Bunların açılma ve kapanma hareketi öyle bir şekilde olur ki hiç zararlı dalgalanma meydana gelmez. Ancak valflerin birçoğu ortalama işletme koşulları için standartlaştırılmıştır ve bu aralığın dışında kullanıldıklarında istenmeyen sonuçlar doğurabilirler. Bir valfin doğru yay yükü, diğer faktörlerin yanında işletme basıncı, gaz hızı ve gazın özgül ağırlığına bağlıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Anormal mekanik çalışmanın tespit edilmesi zordur, fakat dikkatli analizle sızdırmazlık elemanlarının kapanma sonucu ya site ya da açılma sonucu muhafazaya darbe uyguladıkları yüzeye hasar verir. Eğer bu yüzeyler darbe ile ilgili aşınma gösteriyorsa ( çekiç darbe izi gibi ) problemin titreme veya çoklu darbe olduğu kabul edilir. Anormal mekanik çalışma gaz akışındaki dalgalanmalardan da kaynaklanabilir. Buna uygun olmayan boru hattı tasarımı veya manifoldun boyutlandırılması neden olabilir. Fakat günümüzde büyük kompresör üreticileri en son tasarım teknolojisini kullanmadıklarından bu tip bir sorun meydana gelmemektedir. Gazın valfe ve valften olan akışı silindir açıklıklarından ve valfin altındaki ve üstündeki boşluklardan geçecek şekilde kafeslerin etrafından gönderilir.

VALF PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ Arıza

Nedeni veya Yapılması Gereken Etkinlik

Sadece emme valfleri

1. Sıvı taşınması

2. Emme hattında dalgalanma

3. Doğru parçaların kullanıldığından emin olunmalı

a

Sadece basma valfleri

1. Basma hattında dalgalanma 2. Aşırı yağlama

3. Doğru parçaların kullanıldığından emin olunmalı

127

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Hem emme hem de basma valfleri

1. Emme valflerindeki kırık parçalardan dolayı basma istenildiği gibi değil 2. Pas, kabuklaşma veya yabancı malzeme 3. Yetersiz veya uygun olmayan yağlama 4. Hem emme hem de basma valfindeki dalgalanmalar 5. Doğru parçaların kullanıldığından emin olunmalı

Islah etmeden dolayı meydana gelen arızalar

m o

1. Islah etme prosedürünün yanlış olması

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Doğru parçaların kullanıldığından emin olunmalı 3. Aşınan parçalar yeniden kullanılmalı

Sadece emme valflerinde hızlı aşınma

1. Yanlış veya yetersiz yağlama

2. Silindir ceket suyu sıcaklığı gelen gaz sıcaklığından daha düşük 3. Gaz ıslak olabilir ve valflerden giriş yağlamasını yıkayabilir

Valflerde mevsimsel arızalanma

1. Arızalar sadece kış aylarında meydana geliyorsa olası neden sıvıdandır ve boru hattı yalıtılmalı veya buhar refakat hattı çekilmeli ve/veya silindire yakın vuruntu kapları konulmalıdır

Valf siti contasının hasarlanması

1. Conta yanlış oturtulmuş ve darbe almış 2. Yanlış sıkmadan veya sıvı darbelerinden dolayı gevşeme

Valf siti kırılmış

1. Yanlış sıkmadan dolayı valf gevşemiş 2. Kırılmış conta parçalarına rağmen valf sıkılmış

a

3. Valf sıkıştırma vidasının veya kapak somunlarının yanlış sıkılması 4. Sıvı darbesinden dolayı valfin gevşemesi

128

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Gazın akışı kapalı valfe çevresi etrafında bile darbe uygulamaz. Bu yüzden, kararsız açılma ve kapanma hareketi meydana gelir. Düzensiz darbe ayrıca çok ringli valflerin senkronize olmadan açılmalarına neden olur, bir ring ilk önce açılır ve en şiddetli darbeyi alır ve diğeri durdurma pleytina karşı daha az darbe uygular. Bu tip bir doku, bir ringin diğerlerine göre daha sık olarak kırılmaya maruz kalmasına neden olur.

Valf Problemleri Deneyimler alıştırmadan veya yeni kompresörün kurulumu bittikten sonra birkaç tane valf probleminin meydana geldiğini ve kompresörün sorunsuz çalıştığını göstermektedir.

m o

Çalışma başladıktan sonra altı veya yedi yıllık bir zaman zarfından sonra normal aşınmadan dolayı valf problemleri daha sık görülmeye başlar. Eğer ıslah etme ve yeniden imal etme uygun olarak yapılmamışsa bu problemler daha sık meydana gelir ve sürekli olarak programsız duruşlara neden olur.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Her halükarda valfler suçludur ve farklı bir tip veya üretim olan valfler satın alınır ve kullanılır. Valf sorunları şimdi ortadan kalkmıştır. Bunun nedeni farklı valf tipi veya kullanıcı değildir, sadece yenilerinin takılmış olmasıdır. Aynı sonuçlar, eğer orijinal valfin düzgün olarak bakımı yapılmışsa ve ıslah edilmişse daha düşük maliyetle elde edilebilir.

Yine, uygun olmayan bakımın valf arızalarının en büyük nedeni olduğu akılda tutulmalıdır. Valfler genellikle orijinal üreticisinin toleranslarında yeniden işlenmediğinden ve restore edilmediğinden veya düzgünlük, yüzey kalitesi veya sertlik etkilerine bakılmadan işlendiğinden yeniden imal edilirler. Kayıtların Saklanması

Deneyimler valf problemlerinin şematik çalışmasının, valf problemlerinin en hızlı biçimde çözülmesi için genellikle en iyi ve hızlı yol olduklarını göstermektedir. Kayıtların saklanması valf problemlerinin tamamiyle ortaya çıkarılması ve çözülmesi için gereklidir. Kayıtların, hangi parçaları içerdiği ve bu parçaların kompresörde nerelerde bulunduğunu detaylı olarak göstermesi gerektiği açıktır. Bası sıralamasına ait bir fikir valf arızası dokusunun tespit edilmesinde yardımcı olacaktır. Şekil 3-20 ‘de tipik bir valf konumu tablosu görülmektedir. Bir valf değiştirildiğinde Şekil 3-20 ‘de görüldüğü gibi çıkarılmalı ve tanımlayıcı işaretler ile markalanmalıdır. Örneğin 1.kademe IB, 2D birinci kademe gövde tarafı basma noktasıdır. Düzgün bir şekilde ıslah edilip değiştirilmiş valf şimdi monte edilmelidir. Sökülen valf sonra incelenmeli ve arızalı parça ve konumu tanımlanarak kaydı tutulmalıdır. Şekil 3-21 ‘de tutulması gereken valf kayıt tipi veya raporu görülmektedir.

a

Demontaj, Montaj ve İnceleme Prosedürleri Demontaj

Sıradan baskı ile tipik bir valf montajı Şekil 3-22A ‘da verilmiştir. 1. Valf vida kepi sökülür ve sıkıştırma vidası minimum dört tam tur döndürülerek sökülür

129

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

2. Valf kapak somunları sökülür ve valf kapağı çıkarılır 3. Valf altlığını tutan setskurlar gevşetilir ve altlık çıkarılır 4. Kapak ve valf siti contaları sökülür ve atılır

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-20 Ortak olarak kullanılan valf numaralandırma sistemini gösteren tipik valf konum tablosu

5. Valf kapaklarında ve valf sitlerinde conta oturma yüzeyleri dikkatle temizlenir

6. Çapaklanma, tel çekme ve kırılma gibi herhangi bir hasar işareti için valf siti gözle incelenir. Montaj

1. Uygun çapta, kalınlıkta ve malzemedeki yeni valf siti contaları konulur.

2. Sitin üzerine valf grubu konulur, contaların yerinde kalması için özen gösterilir ve vurma yapılmaz

a

3. Altlık valfe karşı monte edilir ve setskurlar grubu yerinde tutması için sıkılır ( daha alttaki valfler ). Valf grubunu sitten çıkarırken veya setskurları sıkarken son derece özen göstermelidir, bunlar valf grubunun kurulmasına neden olabilir. Uygun olmayan sıkma valfin kurulmasına, valfin gevşemesine ve valfin kaçırmasına neden olabilir. 4. Yeni valf kapağı contaları konulur. 5. Valf kapağı kapatılır, sıkıştırma vidasının gevşek olduğundan ve altlık ile temas etmediğinden emin olunur. Valf kapağı somunu çapraz geçişli tarzda ve uygun tork değerinde sıkılır. 130

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 3-21 Tipik valf arıza kaydı

131

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-22A Sıradan bir valf baskısı

6. Valf sıkıştırma vidası uygun tork değerinde sıkılır.

7. Yeni contalar kullanılarak valf sıkıştırma vidasına ait kep konulur.

8. Kompresör basıncı arttıktan ve sıcaklık kararlı olduktan sonra valfin anormal olarak çalıştığını gösteren herhangi bir işaret veya kaçak olmadığından emin olunması için kontrol edilmeli ardından valf kapak somunları uygun değere yeniden torklanmalıdır. Tablo 3-8 Tork değerleri – Anahtar Değerleri Diş Boyutu ½” – 10

Valf Kapağı Torku [ ft – lb ]

Sıkıştırma Vidası Torku [ ft – lb ]

24 – 28

5/8” – 11 ¾” – 10

47 – 56

85 – 102

60 – 70

138 – 166

110

207 – 248

150 – 165

307 – 370

225 – 250

435 – 522

315 – 350

1 3/8” – 8

595 – 714

430 – 475

1 ½” – 8

790 – 948

570 – 630

7/8” – 9 1” – 8

a

1 1/8” – 8 1 ¼” – 8

132

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

1 5/8” – 8

1025 – 1230

740 – 820

1 ¾” – 8

1305 – 1566

950 – 1050

1 7/8” – 8

1619 – 1944

1170 – 1300

2” – 8

2189 – 2356

1450 – 1600

2 ¼” – 8

2100 – 2300

2 ½” – 8

2900 - 3200

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

9. Bir kızılötesi sıcaklık ölçüm aygıtı ile valf kapağı sıcaklıkları kontrol edilir ve kaydedilir.

Kompresörlerin bazısında belgelenen bir problem tek civatalı valf baskı sistemidir. Yüksek tork altında, valf kapağındaki conta yamulabilir, gaz kaçağına izin verebilir ve bunun sonucu olarak kafes ve valf üzerinde yüklemenin düşürülmesine izin verir. Gevşek ayak civataları ile sürekli çalışma civataların, kafeslerin ve valflerin kırılmasına neden olabilir. Çok civatalı valf baskı grubu, zayıf tek civatalı tasarıma ( Şekil 3-22B ) sahip bazı kompresörlerin yenilenmesinde kullanılabilmektedir.

Islah Etme ve Yeniden İmal Etme

Kompresörden çıkarılan valfler temizleme, ıslah etme, yeni bileşenlerin montajı ( sızdırmazlık testleri, yaylar, vb ) ve test etme için valf üreticisinin atölyesine gönderilir.

a

Şekil 3-22B Yüksek güvenlikli valf baskısı

133

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Genellikle valflerin, bu valflerin üreticisinden başka bir firmanın veya kompresör valflerinde kendini kanıtlamamış ve kalifiye bir üretici dışındakilerin yeniden imal etmesi önerilmemektedir. Valflerin Demontajı Kompresör valfleri demonte edildiğinde bileşenlerin kirlenmesini önlemek için her zaman temiz bir tezgah üzerinde çalışılmalıdır. Valfler, merkez civatadan somunun gevşetilecek veya sökülecek şekilde hiçbir zaman kelepçelenmemelidir. Somun gevşetilirken veya sıkılırken hiçbir zaman el aleti üzerine çekiçle vurulmamalıdır.

m o

Montaj veya demontajda valflerin uygun olarak yerinde tutulması için Şekil 3-23 tekine benzer bir aygıt kullanılmalıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Eğer bir Hoerbiger tip tutucu aparatı temin edilemiyorsa Şekil 3-24 ‘te görülen basit bir aygıt yapılabilir ve montaj-demontaj süresince valflerin tutulması için kullanılabilir. Pimlerin boyutlandırılması ve aralarındaki boşluklar kullanılacak valflere uygun olarak yapılmalıdır.

Kilitleme somunlarının sökülmesiyle sit muhafazadan ayrılır. Sit ve sızdırmazlık elemanı da aynı şekilde birbirinden ayrılır. Bir valf pleyti yeniden kullanılabiliyosa daha önce kullanıldığı aynı sitle eşleşmek zorundadır. Toleranslardan dolayı her valfin sızdırmazlık elemanının oturma dokusu birbirinden farklıdır. Bu parçaların eşleşmemesi valf kaçağına neden olabilir.

Şekil 3-23 Hoerbiger valf tutma aparatı

1. Tüm parçalar temizlenir. Bir temizleme akışkanı ve yumuşak bir fırça kullanılır, sitin portlarını ve muhafazanın tüm yabancı maddelerden korunması için özel önem gösterilir. Bu işletmede tam sit alanı sağlar. Hiçbir zaman için tel fırçalar ve keskin kenarlara sahip araçlar sitlerin ve pleytlerin temizlenmesi için kullanılmamalıdır.

a

2. Tüm parçaların durumu kontrol edilmeli: 

Sit alın yüzeylerinin hasarı için sitler



Kırılma için sönümleme pleytleri 134

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI



Hasar için valf muhafazası

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-24 Elementer valf tutma aparatı

3. Aşınmış parçaların onarılması veya değiştirilmesi 

Valf pleytleri. Bir valf pleyti veya damper pelyti aşınma işareti gösterdiği zaman hiç kırılma meydana gelmese bile değiştirilmelidir. Valf pleytleri hiçbir zaman için yeniden konumlandırılmalı veya ters çevrilmemelidir.



Valfteki tüm yaylar yenisi ile değiştirilmelidir. Yeni yaylarla önceden kullanılan yaylar karıştırılmamalıdır. Valfteki konik yay söz konusu olduğunda yay yuvasının en altına büyük çap gelecek şekilde yay yuvasına sokulur.



Sitler. Yüksek valf veriminin sağlanması için sit yüzeyinin düz ve herhangi aşınma izlerinden arınmış olması önemlidir. Bu yüzden valf kaçağı önlenir. Eğer sit yüzeyi herhangi bir şekilde hasarlanmış ise yeniden işlenir ve alanlar leplenir. Valf sitleri belirlenmiş minimum boyutun altına yeniden işlenmez. Aksi halde kırılma tehlikesi ortaya çıkar. Yeniden işleme tüm sit yüzü boyunca, merkez parçanın tümü de dahil olmak üzere yeniden işlenir. Bir valf sit yüzeyi yeniden işlendiğinde yeni valf pleytleri veya ringleri uygun sızdırmazlığın sağlanması için kullanılmalıdır.

Valflerin Montajı

Valfler monte edildiğinde temizlik son derece önemlidir. Tüm parçaların uygun sırada olduğundan emin olunmalıdır. Tüm parçalar düzgün biçimde hizalanmalıdır. Somunlar sıkılmadan önce sit ve muhafaza elle birbirine bastırılarak parçaların düzgün olarak hizalandığından emin olunur.

a

Kilitleme somunları aşağıdaki değerlerle bir tork anahtarı ile sıkılmalıdır. Diş

Tork [ ft – lb ]

3/8” – 24 UNF

15 – 18

½” – 20

26 – 32

135

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

5/8” – 18

65 – 80

¾” – 16

129 -156

7/8” – 14

178 – 214

1” – 12

221 - 268

m o

Valf monte edildikten sonra serbest hareket için sızdırmazlık elemanı kontrol edilir. Bu, elemana hasar vermeyecek bir pirinç kol ile yapılır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Test Etme

Valfin bakımına yüksek öncelik verilse ve tüm parçalar mümkün olduğu kadar dikkatli bir şekilde ıslah edilse bile her ıslah edilen valfte kerosen testi olarak adlandırılan bir kontrol daha yapılmalıdır. Gerçekte kerosen nadiren kullanılmaktadır. Ticari bir solvent kullanımı daha yaygındır. Burada amaç üst pozisyonda sit ile bir çanak üzerinde monte edilmiş valfin ayarlanmasıdır. Bunun ardından valf solventle doldurulur ve birkaç dakika bu şekilde bırakılır ( Şekil 3-25 ).

Hiçbir valf bu solventle kaçaksız olmaz ve diğerlerine göre biraz fazla kaçak meydana gelecektir. Bazı ıslah edilmiş valfler solventi tutamayacaktır ve hemen kaçak meydana gelecektir. Bazı durumlarda valf demonte edilir ve çatlak olasılığı için incelenir. Bir valf, devreye alındıktan sonra en az bir dakika içerisinde solventi kaçırmamalıdır.

Dikkat: Bu solvent testi sadece sızdırmazlık elemanlarının site karşı sızdırmazlık yapıp yapmadığını ortaya çıkarmaktadır. Sit ve durdurma plakası ( muhafaza ) arasındaki veya merkez civataların etrafındaki kaçağı ortaya çıkarmaz. Diğer kaçak yolları da kontrol edilebileceğinden bu önemlidir.

a

Şekil 3-25 Valf kaçağı için kerosen testi 136

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Islah edilmiş valflerin hava basıncı ile test edilmesi özel bir aparat gerekse bile tercih edilir. Şekil 3-26 ‘da daha kolay imal edilebilecek bir test aparatı görülmektedir. 90 – 100 psi hava basıncı uygulanır ve kaçak belirlenir. Tüm valfler zamanla kaçak yapmaya başlar. Fakat düzgün olarak ıslah edilmiş bir valfte basınç daha yavaş olarak düşer. Yine bir dakikalık bir test yapılması uygundur.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-26 Kompresör valflerinin havayla test edilmesi için basit aparat

Şekil 3-27 ‘de France Compressor den temin edilebilecek bir diğer test standı görülmektedir.

Piston Kolu Packingleri

Piston kolu packingi neredeyse her zaman için tam kayar tiptedir. Bu birkaç tane çevresel kabtan, bölümlü ringden ve flanş benzeri baskı elemanından oluşmaktadır. Bu baskı elemanı komple bir grup gibi silindir kapağı salmastra kutusunda düzgün olarak dağıtılmış sızdırmazlık contasını sıkan saplamalar ve somunlar tarafından tutulur. Parçalı packing ( sızdırmazlık halkaları ) kapların içerisindedir ve ringleri piston kolu üzerinde tutan garter yayları tarafından bir grup gibi bir arada tutulur. Bu ringler kaplar içerisinde serbest olarak kayabilmektedir. Bu packing gerçekte düz veya leplenmiş yüzeylere sahip hassas bir mekanik salmastradır. Basit konstrüksiyon olmasına rağmen bu dikkatlice taşınmalı ve temiz, sıyrıksız, kapaksız ve sızdırmazlık yüzeylerinde çizik olmadığından emin olunması için gözle incelenmelidir. Packing kulanım kitapçığına göre monte edilmeli ve aşınma için dikkatlice incelenmelidir.

a

Kompresör packing i tamamiyle yağlanan, mini yağlanan, mikro yağlanan veya tamamiyle yağlanmayan tipte olabilir. Bu ayrıca yağla, suyla veya termosifon usulü soğutma ile soğutulabilir. Şekil 3-28 ‘de tipik bir piston kolu yerleşimi görülmektedir.

137

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-27 Kompresör valflerinin havayla test edilmesi için ticari aparat

Packing Tipleri

Temin edilebilir şekilde birkaç packing tipi bulunmaktadır. Bunlar:

a

1. Tam yağlamalı: Mekanik yağlayıcıdan packing e yağ beslenir. Gövdeler matkapla öyle bir şekilde delinir ki yağ, yağ kaplarına taşınır ve ardından yağ kaplarındaki delikten piston koluna gönderilir. 2. Mini yağlamalı: Tam yağlamalı ile aynıdır. Yalnızca packing e yağ normal debinin yaklaşık olarak %30 una düşer. 3. Mikro akışlı: Packing e doğrudan yağ beslemesi yoktur. Yağ sadece karterden alınıp piston kolu üzerinden packing e ulaşır. 138

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-28 Tipik piston kolu yerleşimi

4. Tamamiyle yağlamasız: Packing e yağ beslemesi olmaz ve karterden hiç yağ taşınmaz. Karterdeki yağın yağ süpürme ringleri ve packing grubu arasındaki piston koluna monte edilmiş bir yağ deflektör bileziğiyle packing e ulaşmasının engellenmesini içermektedir.

Soğutulan Packing Tipi

Soğutulan packing aşağıdakileri içermektedir:

1- Yağla soğutulan: Packing kapları, soğutucunun salmastra kutusunda kapların içinden ve etrafından dolaşması için dahili ve harici pasajlara sahiptir. Dıştaki kabın çevresinde salmastra kutusunda soğutucunun krounması için bir O-ring bulunur. Soğutucunun kaynağı ya gövde soğutma sistemi ya da ayrı bir sistemdir. 2- Suyla soğutulan: Bu packing tipi soğutma suyunun devir daimi için packing ringleri arasındaki kapların içerisindeki pasajlardan yararlanılır. Soğutucu her kabı tamamen çevreler ve ilk önce gövdenin en sıcak noktasına gider, ardından soğutucu noktaya yavaş yavaş ilerler.

a

Kaçak olasılığı, hassas kap üretimi ve her kap arasına O-ring konulmasıyla sağlanır. Soğutucu herhangi bir yabancı malzemeden ve birikinti oluşumundan arındırılmış olmalıdır. Packingler arasından geçecek gerekli soğtucu debisi azdır ve bir iğne vanayla akış ayarlanabilir. Debi, çıkış sıcaklığı soğutucunun giriş sıcaklığından biraz daha fazla sıcaklık sağlayacak şekilde ayarlanmalıdır. Aşırı akış ne gerekli ne de faydalıdır. Dakikada 1 ila 3 galon yeterlidir. 3- Termosifon: Bu tip packing kapların içinde pasajlara sahip suyla soğutulan packing e benzerdir. Soğutucu akışkanın packing içindeki devir daimi ısı taşınımı ile olmaktadır. Isı, harici 139

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

olarak monte edilmiş finli tüpler üzerinden ortam havasına aktarılır. Soğutucunun seviyesi gösterge camında belirtilen sınırlar için tutulmalıdır.

Packing Ringleri Packing ringleri, packing grubunun kalbidir, piston kolu boyunca ve kendi aralarında ve packing gövdesinde sızdırmazlık sağlarlar ( Şekil 3-29 ). Tanjant ring üç parça olacak şekilde kesilmiştir. Böylece her kesik parça eşkenar üçgenin bir kenarı üzerinde yer almaktadır. Bu ringin kesikleri ringin iç çapındaki değişimlere bakılmaksızın sızdırmazlık teması sağlar. Aşınma meydana geldikçe ring segmentleri tanjant noktalarda sızdırmazlık teması sağlanırken durumu karşılamak için radyal olarak kapanacaktır ( Şekil 3-30 ve 3-31 ).

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Her tanjant nokta uç tarafındaki boşluk doğrudan bir kaçak yolunun karşılanmasına izin verilmesi için sağlanır. Bu noktaların sızdırmazlığının sağlanması için radyal olarak üç parçaya ayrılmış ring, tanjant ringler ile eşleştirilir ve bunlara pimlenir. Bu şekilde bunun kısımları tanjant ringin kenarında kol boyunca bir sızdırmazlık oluşturur. Radyal ringteki boşluklar basınç oluşumu ve ringin dış çapı üzerinden tahliye için erişim sağlar.

Şekil 3-29 Tanjant kesilmiş sızdırmazlık ringi

a

Şekil 3-30 Aşınma meydana geldikçe sızdırmazlık ringinin durumu

140

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

Şekil 3-31 Delik çapına oturacak şekilde değişimler ile sızdırmazlık ringinin değişimleri

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kompresör Packinglerinin Çalışması

Daha önce tanımlandığı gibi bir packing seti, bir dizi sızdırmazlık biriminden meydana gelmektedir. Kompresör packing i çok sıkı değildir. Fakat kaçağın miktarı son derece azdır, ekipmanın kapasitesinin %1 ‘inden azı ve genellikle tolere edilebilir sınırlar içerisindedir. Gazın zehirli olması veya patlama veya korozyon tehlikesi söz konusu olduğunda kaçak güvenli bir yere vent edilmelidir.

Tekli ringler hafifçe kaçırdıklarından dolayı basmadan atmosfere ( Şekil 3-32 ) basıncın kırıldığı ring serilerinden olmaktadır. Basıncın daha yüksek olması daha fazla sızdırmazlık ringinin kullanılmasını gerektirmektedir. Kaçak hacmi, ringlerdeki fark basıncının artmasıyla artmaktadır. Bu ayrıca fark basıncının mevcut olduğu zamanla da artış gösterecektir. Diğer bir değişle daha yüksek fark basıncı ve daha uzun farkın olması kaçak hacmini daha da arttıracaktır. Atmosfere normal ventin yanında packing gövdeleri daha yüksek basınçların vent edilmesi için veya herhangi tek ringin arasındaki basıncın karşılanması için yerleştirilebilir. Bu genellikle kaçağın kontrol edilmesi veya kaçak gazın yeniden kazanılması anlamındadır. Şekil 3-33 ‘te görülen vent durumları için normal kullanım emiş basıncı atmosferik basıncın altında olduğunda veya tehlikeli veya pahalı gazın sıfır kaçak yapması sağlanması için silindire olan hava kaçağının önlenmesini içerir. Vent edilen packing gövdeleri ayrıca etkili bir etkili sızdırmazlık elemanı Static Pac ile de donatılabilir ( Şekil 3-34 ). Kompresörün normal çalışmasında silindirde minimum basınç bulunur ve sonuç olarak packingin valfin işleyişinden dolayı süreksiz değişimlerine maruz kalması, emme basıncına eşit olacaktır. Packing boyunca olan fark basıncı emme ve basma basınçları arasında dalgalanacaktır ve her sıkıştırma strokunda atmosferik basınç, her strokta sadece kısa bir periyot için emme basıncı ve atmosferik basınç arasındaki minimum sızdırmazlık farkından birisidir. Aşağıda bir packing grubu boyunca olan zaman koşulları ve basınç kırılmaları görülmektedir.

a

Durum 1: Hem emme hem de basma basınçlarının sızdırmazlığı ringlerin ilk çifti tarafından sağlanır. Durum 2: Emme basıncı, ringlerinin sızdırmazlığı son çifti ve birincinin basması tarafından sağlanır. Bu tip bir koşulun Durum 1 ve Durum 3 arasındaki geçiş olduğunda inanılmaktadır.

141

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Durum 3: Bu, ring boyunca artımlarda emme basıncının düşmesidir, her artış basınç farkını ve sonuç olarak ringlerin her çiftinin neden olduğu kaçak miktarını düşürür. Basma basıncının sızdırmazlığı genellikle ringlerin birinci çifti tarafından sağlanır. Ringlerin birinci çiftinin ötesinde mevcut olan emmeden daha yüksek olan basınçlar bir sonraki emme strokunda geri kaçacaktır. Bunun nedeni ringlerin sadece bir yönde basıncı karşılayan radyal ring ile sızdırmazlık sağlamasıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-32 Basınç farkı seviyeleri için sıradan packing gövdeleri

Bu koşulların veya dokuların her birisi normal olarak kabul edilebilir ve normal çalışma süresince alternately mevcut olabilir.

Packing Ring Tipleri

Temin edilebilir şekilde birkaç tip packing ring bulunmaktadır. 1. Radyal ve Tanjant Grup

Bu sızdırmazlık ringi için doğrudur, birkaç çift ringten yapılır, birincisi her ucunda fark edilir derecede boşluk bulunan radyal kesiklidir. İkinci ring, kol çapına doğru dışarıya çevreden gaz geçiş pasajını önleyen sızdırmazlık bağlantısının üst üste olduğu tanjant kesiklidir. Bu tanjant ringin yaklaşık olarak içteki radyal kesikleri arasında meydana gelir. Bu bağlamda kol boyunca olan gaz pasajı öyle bir şekilde bloke edilir ki kaçış için yer kalmaz.

a

Bu çapraz kesikli yerleşimi sağlamak için ringler geçmeli şekildedir. Ringler bir araya getirildiklerinde Şekil 3-38 ‘deki gibi, tanjant kesikten dolayı dış tarafa olası bir gaz yolu yoktur. Belirtildiği gibi bu ring tipi tek etkili veya sadece bir tarafında basıncın sızdırmazlığını doğrudan yapmaktadır. 142

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Ringlerin basıncı karşılayan segmentlerinde tanımlama işaretleri ile uygun sırada monte edildiğinden emin olunmalıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-33 Packing gövdelerinde özel vent tasarımları

2. Çift Tanjantlı Ring Seti

Bu tip iki tanjant ringin birbirine geçmeli olmasından ibarettir. Bu grup her doğrultuda sızdırmazlık sağlamalıdır, bu onları çift etkili hale getirir. Bu vakum uygulamalarında, ventin arkasında veya herhangi diğer ters basınç amacı için kullanılır. Bu ring seti normalde iyi bir sızdırmazlığın sağlanması için 15 – 20 psi fark basıncı gerektirmektedir. 3. Basınç Kırıcı Tip

Bu packing ringin en basit formudur. Çünkü üst üste bindirme veya sızdırmazlık tipi bağlantılara sahip değildir. Bu tamamen etkin sızdırmazlık sağlamadan gaz pasajını kırar veya yavaşlatır. Bu yüzden labirent formunda etkisi vardır.

a

Şekil 3-40 ‘da dikkat edilirse bu ring basınca karşı her iki yüzde de kullanılabilir ve sadece kesik yerde sınırlı bir boşluğa sahiptir. Bu noktada biraz boşluk her zaman bırakılmalıdır, delik çapının 0,010” i başına daha büyük olamaz. Açıkçası bu ringin uç boşluksuz çalışmasına izin verilemez. Çünkü ömrü çok kısa olacaktır. Kolun temas yerinde meydana gelecek herhangi bir aşınma ringin iç çapını büyültecektir. Kompresör kullanımında kırıcıların en önemli fonksiyonu emiş strokunda silindire doğru packing gövdesinden olan geri akışın durdurulmasıdır. 143

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-34 Kompresör packing gövdeleri için Static – PacTM etkili sızdırmazlık elemanı

a

Şekil 3-35 Durum 1. Ringlerin ilk çiftinin tamamen sızdırmazlığının sağlanması

Şekil 3-36 Durum 2. Ringlerin birinci çifti basmanın sızdırmazlığını sağlar. Son çifti emme basıncının sızdırmazlığını sağlar. 144

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Şekil 3-37 Durum 3. Ringlerin ilk çifti basmanın sızdırmazlığını sağlar. Emme basıncı packing içerisinde kırılır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-38 Tek etkili sızdırmazlık ringleri. Radyal olarak kesilmiş taraf basıncı karşılar

a

Şekil 3-39 Çift etkili sızdırmazlık ringleri çift doğrultuludur

145

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-40 Standart basınç kırıcı yay

4. Radyal, Tanjant ve Destek Seti

Bu daha yüksek basınçla yağlanan veya yağlanmayan kompresörlerde kullanılan teflonun ( PTFE ) ring malzemesi olarak kullanıldığı ve bir kapta üç ring kombinasyonunun bulunduğu basit sızdırmazlık birimlerinde kullanılır ( Şekil 3-41 ). Bu bir radyal ve bir tanjant packing ringin bir radyal kesikli destek ringi kombinasyonu ile tamamlaması sonucu imal edilmektedir. Radyal racking ring silindire doğru basınç tarafında yuvanın içerisine monte edilir. Tanjant kesikli ring, radyal olarak kesilmiş packing ringi ve destek ringi arasına monte edilir. Destek ringi metalik veya teflon olabilir ve delik piston kolundan daha geniş olan dış taraf çapının inçi aşına 0,003” e işlenir. Bu alın kesiklerinde sıfır boşluk ile sahiptir ve basınç yükü altında kolu kavramaz. Bunun fonksiyonu packing ringlerin teflon elemanın ekstrüzyonunu önlemek ve kola hafif temasın sağlanmasıyla kol yüzeyinden ısıyı uzaklaştırmaktır. 5. Tanjant ve Destek Ringi Grubu

a

Bu tasarım bir metalik radyal kesikli destek ringiyle teflondan yapılmış tanjant kesikli sızdırmazlık ringinden ibarettir ( Şekil 3-42 ). Metal destek ring ekstrüzyonu önler ve kolun yüzeyinden sürtünme ısısının uzaklaştırılmasına yardımcı olur. Bu ring sızdırmazlığın sağlanması için bağlantılarda sıfır boşluğa sahip olacak şekilde kol çapından birkaç binde bir daha büyük delik çapına. sıkı işlenir.

146

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Şekil 3-41 Destek ringin takip ettiği radyal ve tanjant ringler

Şekil 3-42 Anti ekstrüzyon ringinin destek yaptığı elastomerik tanjant kesikli sızdırmazlık ringi

6. Basınç Balans Seti

Basınç balans ring seti radyal kesikli packing ring den ve tanjant sızdırmazlık ringinden ibaretti ( Şekil 3-43 ). Sızdırmazlık ringi her kısımda iki vida ile ringe doğrudan vidalanır. Radyal packing ring her zaman basınç tarafını karşılamak zorundadır. Bu ringler sadece komple takım olarak değiştirilmektedir.

a

147

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

Şekil 3-43 Packing ring e doğrudan bağlanan sızdırmazlık ringli basınç balans seti

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Packing Ring Yan Boşluğu

Çalışma sıcaklıkları altında packing ringlerin tam kaymasını sağlamak için packing ringler uygun yan boşluklara sahip olmalıdır. Yan boşluk eksenel açıklıktır veya ringlerin kalınlığından az olan kap derinliğidir. Tablo 3-9 ‘da her kabın derinliği ve ring malzemesi için gerekli yan boşlukları göstermektedir.

Packing Problemlerinin Ana Kaynakları

Metalik packing le genellikle yanlış anlaşılan ve gerçekte sorun odaklı başka bir yerde ortaya çıkan sorunların birkaç indikatörü bulunmaktadır. Aşırı veya hızlı aşınma bunun bir örneğidir. Eşleşen malzemelerin veya malzemelerin uygun olmayan seçimi ve gaz tipi dışında, aşırı aşınmaya birkaç faktör neden olabilir. Anormal aşınmayı tamamiyle anlamak ve teşhis etmek için normal aşınma anlaşılmalıdır. Tablo 3-9 Packing ring yan boşluğu

a

148

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Normal Aşınma Kayan parçaların aşınması kaçınılmaz olarak görülebilir ve bir miktarda arzu edilebilir. Normal aşınma, alışma ve gelişmiş aşınma olarak sınıflandırılabilir. Biz genellikle ovalanan yüzeylerin parlatılmasının alışma olduğunu göz önüne alırız. Packingle bu problem biraz farklıdır. Packing ringler ilk önce gelişmiş aşınma periyoduna uğrar, alışma periyodunu takiben, ardından normal gelişmiş aşınma tarafından takip edilir. İlk gelişmiş aşınma periyodu ringlerin piston kolu ile gaz sızdırmazlığına sahip olduğu gerçeği neden olur ve temas olan noktada gelişmiş aşınma tarafından karşılanmak zorundadır.

m o

Sıcaklıklar, packingin önünden arkasına doğru ve kol ve ringler arasında değişebilir. Sıcaklık farkına ek olarak kolun genleşme katsayıları ve ringler önemli miktarda farklılık gösterebilir ( Şekil 3-44 ). Bunun anlamı kol ve ringler arasındaki oturmanın oda sıcaklığın mükemmel olurken işletme sıcaklığında uyumsuzluk olabileceğidir. Packing te sıcaklık gradyanının oluşması ve genleşme oranlarındaki fark her ring çifti tatminkar bir sızdırmazlığın sağlanması için hareketli geçmeye aşınmak zorundadır. Bu geçmenin sağlanması için yüzeylerin parlatılmış olması beklenir ve orijinal yüksek aşınma hızı normal aşınma dokusundan daha düşüğü ile değiştirilebilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Normal aşınmanın bu dokusunu ne değiştirir, bunu kabul edilemeyen sınırlara ivmelendiren nedir ?

Şekil 3-44 Sıcaklıkla PTFE nin termal genleşme katsayısında arzu edilmeyen artış

Anormal Aşınma Nedenleri

a

Anormal aşınmanın nedenleri şunları içermektedir: 

Sıcaklık: Sıcaklıktaki değişimler, başlangıçtaki gelişmiş aşınma/alışma çevriminin yüksek aşınma oranına packing i geriye atabilir. Silindirdeki veya packing sıcaklığındaki radikal değişimler soğutma sisteminin arızalanmasından, aşırı silindir sıcaklığı ve aşırı sürtünme sonucu ringlerin yapışmasından kaynaklanabilir.



Yağlama: Eğer yağlama gaz veya aşırı sıcaklıklar tarafından etkinlik noktasının önünde incelmiş ise metal teması meydana gelebilir, sonuç olarak yüksek sürtünme sıcaklıkları ve aşırı 149

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

aşınma meydana gelir. Kötü yağlamadan veya gazla reaksiyondan dolayı yapışkan veya yapışkan karbon birikintiler ringlerin serbest olarak hareketini kısıtlamaya neden olur, aşırı aşınmaya daha fazla katkı sağlar. 

Blow – by: Uygun olmayan rodaj veya erozyonun neden olduğu kaçaklardan dolayı ani bir sıcaklık değişiminden sonra ringlerin çapını geçer, gaz kaçağı aşırı aşınmaya neden olabilir.



Nem: Karıncalanma, erozyon ve korozyon ani duruş süresince ovalanan yüzeylerde meydana gelmesiyle nem alışılmadık abrazif koşullara neden olabilir.



Kirlilik: Yabancı malzemelerde, kaynak taneleri, kum, boru kabuklanması, pas ve katalist gibi, kirletilen gaz hızlı aşınmaya neden olacaktır.



Uygun olmayan rodaj: Rodaj, eğer yaylar düzgün olarak aşınmamış ve parlatılmış bir ovalama yüzeyi elde edilmemiş ise hızlı aşınmanın bir kaynağıdır. Bu koşullar mevcut ise ringler parlatma koşulu, muhtemelen daha geç bir tarihe erişilene dek aşınmaya devam edebilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Teflon Ringlerin Anormal Aşınmasının Nedenleri

Teflon, packing ring malzemesi olarak yaygın olarak kullanıldığından dolayı bunun çalışma karakteristiklerindeki bazı acayiplikler anlaşılmalıdır. Metal packing ringlerde aynı koşullar anormal aşınmaya neden olurken bu koşullar teflona uygulandığında ek olaylar anlaşılmalıdır. Teflon malzemelerin kendi kendilerini yağlama özelliklerinden dolayı harici bir yağlama olmadan çalışabilecek veya minimum yağlayıcı gerektirecek herhangi bir yağlayıcı malzeme gibi çalışacaktır. Yağlamasız çalıştığı zaman bu ringler, piston kolunun eşleşen yüzeyi üzerinde bir kaplama tabakası oluşturacaktır ve bir kere oluştuktan sonra packing ringlerin bu film üzerinde çok düşük aşınma ve sürtünme değerlerinde çalışmasına izin verecektir. Yağlayıcı ile çalıştığında bu film yağlayıcı tamamen kaldırılmadıkça oluşmayacaktır. Bu film oluştuktan sonra yağ meydana gelmiş ise piston kolu üzerinde teflonu kaldıracak ve bu ringler yağlananlar gibi çalışacaktır. Eğer yağlayıcı kaldırılmışsa ringler yeniden eşleşen piston kolu yüzeyinde bir teflon filmi oluşturacaktır. Bu kaplama periyodu süresince packing ringlerinin yüksek aşınma hızlarına sahip olacaktır. Bu koşulların ring ömrünü aşırı derecede azaltacağı yağlama, yağsız çalışma periyodu ile değişen yağlama olayına neden olabileceği görülebilir. Kaçak

Aşınmanın kendi kendine nedenin kökeni olmadığı açıktır. Fakat tercihen bir veya daha fazla problemin bir kaynağıdır. Diğer taraftan kaçak hem yan ürün hem de problemin kendisi olabilir. Kaçak aşağıdaki nedenlerden bir veya birkaçından meydana gelmektedir: 

a

Aşınma kaçağın en açık nedeni olabilir. Ringlerin tamamen aşınması ve ek aşınma için kompanzasyonunun yapılamaması şüphesiz boşluk oluşmasına ve kaçak meydana gelmesine izin verecektir. Kabın sızdırmazlık yüzeyi üzerindeki aşınma, kaba karşı ringlerin sızdırmazlığını önleyebilir, kaçağa neden olarak. Kabın aşınması veya hasar görmesi yetersiz veya kötü yağlama, korozyon, karbon birikmesi veya gazdaki abrazif malzemelerden kaynaklanmaktadır.

150

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI



Aşınma veya çizilme formunda pistonun hasar görmesi kaçağın bir kaynağı olabilir. Eğer kol üzerinde aşırı aşınma meydana gelmişse ve orijinal çapındaki ringler kullanılmışsa kaçak meydana gelecektir.



Uygun olmayan montaj kaçağın hemen tespit edilebilir bir kaynağıdır. Uygunsuz olarak monte edilen ringler, basınçtan uzakta radyal ring yüzeyiyle packingin sızdırmasına izin verecektir. Eğer grup, packing kapları kola dik olacak şekilde monte edilmişse packing ringleri kola dik olmayacak ve kaçak meydana gelecektir.



Bu anlarda kaçak bir köken nedeninden çok bir semptomdur. Ancak kaçak kendi başına problem olabilir. Rodaj süresince, ringler ve kol arasındaki genleşmeden dolayı bir ayrılığın mevcut olabileceği yerde gaz kaçağı yağ filmini parçalayabilir ve aşırı packing sıcaklığına daha fazla genleşme ve gaz kaçağına neden olabilir. Bu durumda kaçak problemi ciddileşir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Packing Problemleri

Sahada packing onarımları ile ilgili yaygın olarak görülen bazı problemler aşağıdaki gibidir:

1. Kısmi geri dönme: Bu terim her bir ring segmentin uyuşmazlığını referans almaktadır. Kol packing kısımları uygun montajın sağlanması için fabrikada karşılıklı olarak işaretlenmiştir. Ring segmentlerinin uygunsuz montajı aşırı kaçağa ve erken packing arızasına neden olur. 2. Yanlış yere konulmuş packing: Bu terim, çift etkili packing in konulabileceği yerde tek etkili packing in konulduğunu ifade etmektedir. 3. Packingin yanlış tarafındaki karşılama basıncı: İyi bir kural olarak her bir packing kısımlarının her zaman basınç yüzündeki markalar eşleşmelidir. 4. Rodaj zamanı: Teflon gibi mühendislik plastiğinden yapılmış packing in rodaj zamanı yaklaşık olarak 20 ~ 30 dakika dır. Ancak metalik packing ile rodaj zamanı yüksüz altı ila sekiz saat arasında olabilir. Sık olarak, ekipmana yük uygulandığında ekipman mümkün olduğu kadar hızlı ısınır. Bu durum yeni packing için son derece zararlıdır ve büyük hasarlara veya zamanından önce hasarlanmasına neden olur. 5. Ön yağlama: Salmastra kutusu devreye alınmadan önce uygun olarak yağlanmalıdır. Packinglerin bakımı ve kullanılması için kullanım kitabına başvurulabilir. 6. Salmastra kutusunun yağlanması: Yağlama bazı packing tipleri için son derece önemlidir. Metalik packing ve Micarta packing yağlama gerektirmektedir. Ancak teflon ve ryton gibi mühendislik plastikleri doğal yağlamaya sahiptir. Packing e bağlı olarak yağ debisinin hızı buna göre ayarlanmalıdır. Ayarlama prosedürleri yağlayıcıya bağlı olarak değişmektedir. Yine çok fazla yağ yeterli olmayan yağ gibi kötü olabilir.

a

7. Partikül sorunu: Yakalanan partikül gazın içerisinde silindire taşınır. Bu piston kolu üzerine yapışabilir ve abrazif bir çamur oluşturan yağ ile karışabildiği yerde packing ringlerinde geriye taşınır.

151

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Konik Piston Kolları Yağlayıcı yağ filmleri bazı ufak pasajları doldurmaya meyilli olduğundan packing genellikle hafif konikliğe sahip olacak şekildedir. Genel olarak konik koşullar strokun diğer kısmında kolun ortasında etkilenmeden kalabilir. Aşırı miktardaki koniklik bir süre sonra salmastrayı parçalayacaktır. Ringler konik kısım üzerine sürüldüğünde ( Şekil 3-45 ), diğer kenarı koldan uzaktayken ring çapının bir kenarı temastadır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Şekil 3-45 Racking ringin sızdırmazlık işleri için konik kol konturunun etkisi

Kol packingin içine veya dışına ilerledikçe diğer kenar temas haline gelir. Bu anormal koşul iki ayrı temas yüzeyinin ring deliğinde var olmasına neden olur. Zıt konumda, bir radyal kesikten diğerine delik çaı boyunca bir gaz pasajı vardır ve gazın kaçışı mümkün olmaktadır.

Düşük Çaplı Piston Kolları

Eğer bir piston kolu düşük çapa sahip fakat eşmerkezli ve konikliği yok ise packing makul sınırlar içerisinde etkin bir sızdırmazlık sağlayabilir. Çünkü delik çapı teması her segmentin merkezinde olacaktır ve her ringteki kesit partneri tarafından üst üste binecektir. Eğer piston kolunun düşük çap boyutu 0,002” i geçmiyorsa nominal olarak boyutlandırılmış ringler kullanılabilir. Bazı düşük çap koşullarının mevcut olduğunda alışma zamanı packingin uygun olarak sızdırmazlığının sağlanmasından önce gereklidir. Eğer piston kolu büyük oranda düşük çaplı ise packing ringlerin tanjant kesiğinde kaçak meydana gelecektir.

Büyük Çaplı Piston Kolları

Packing ringlerinin piston kolu çapından biraz daha ufak çapa sahip olduğu yerlerde bu segmentler kendi uçlarına sürecektir. Merkez parça şimdi diğer elemanda kesiğin kesim noktasında koldan uzakta olacaktır, bu hat boyunca gaz kaçağı meydana gelecektir. Bu koşul muhtemelen alışma zamanında düzelecektir. Düşük çaplı veya büyük çaplı kollar söz konusu olmasına rağmen yağlama açıkçası gaz pasajı tarafından dışarı atılır. Bu yüzden tehlikeli aşırı ısınma ve kuru sürtünme yıkım noktasında meydana gelebilir. Eğer bu koşul şiddetli ise ancak packing ringlerin tanjant kesikleri arasında bir kırılma meydana gelir.

a

Şekil 3-46 ‘da düşük çaplı veya büyük çaplı piston kollarının neden olduğu packing ring kırılmaları görülmektedir.

152

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

Şekil 3-46 Büyük çaplı ve küçük çaplı piston kollarının neden olduğu packing ring kırılmaları

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Garter Yayının ve/veya Ringin Kırılması

Daha önce bahsedildiği gibi tüm packingler biraz labirent prensibine göre çalışırlar. Bu yüzden gruba gazın girmesi söz konusudur. Şekil 3-47 ‘den görülebileceği gibi sıkıştırma hattı üzerinde önemli bir zaman zarfında maruz kalmaktadır. Bu periyot süresince gaz packing grubuna girer, dış tarafa kaçabilecek kadar girmeyebilir.

Bunun tersinde veya emme strokunda basınç geri dönüş hattının biraz daha kısa zaman aralığına sahiptir ve bu durumda hapsedilen herhangi bir gaz kendiliğinden geri dönmeye meyildir ve basıncın emiş değerine hızlıca düştüğü yerde yeniden silindire hareket eder. Bu, özellikle hasarlanmaya yatkın olan tanjant tipli ringleri terk eden bir patlamaya neden olur. Bu ringler şimdi büyük kuvvet ile yuva çapının arkasına vurur. Garter yay hasarı ve sonrasında kırılma bir düşük olasılıktır. Bunun yanında tanjant dudağın Şekil 3-48 ‘de görülen noktada kırılma olasılığı da bulunmaktadır. Garter yay kırılmasının bir diğer nedeni de özellikle tanjant uçlarda taşırken meydana gelen hasarlardır. Düzgün bakım veya kırıcı ringlerin durumunun görülmesi için etkili bir önleyici ölçümdür. Kırıcıların labirent prensibi patlama etkisini yavaşlatır veya en aza indirir.

a

Şekil 3-47 Normal bir kompresöre ait indikatör diyagramı

Kaçak Hızı Kaçak miktarı ringler ve piston kolu arasındaki yanlış oturma miktarına bağlıdır. Kaçak ayrıca farklı ring stilleri için tanımlanmış olan uygun salmastra formlarıyla temas etmek zorunda olan yüzler boyunca bozucu girişlerin bir sonucu olabilir. En iyi çevre koşulları altında packingler sıradan 153

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

yöntemlerle tespit edilemeyecek şekilde az miktarda damlama veya akma yapacaktır. Bu kaçışın birazı farklı temas noktalarındaki ayrılmadan kaynaklanabileceği gibi titreşim veya geçici yağlama kaybından da kaynaklanabilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-48 Yanlış taşımadan kaynaklanan packing ring hasarı

Bunun yanında bu damlamanın bir kısmı koldaki deliklere veya yağlayıcıya girmeye zorlanan gazdan kaynaklanabilir. Bu sayede, piston kolu strokunun yüksek basınç alanına düşük basınçta veya atmosferik koşullarda gelir. Bu miktarlar ihmal edilebilir, packingte ve sızdırmazlık konturlarında daha ciddi kaçak veya gaz kaybı ve yüzlerde olan bozucu giriş miktarına bağlıdır. Sıradan pratiğin ötesinde ek maliyetle önceden leplenmiş yüzeyler gibi son derece hassas packinglerin elde edilmesi mümkündür. Bu koşulun etkili olabilmesi için mükemmel hizalama ve mükemmel bakım yapılması gerekmektedir ( özellikle doğru ve yumuşak temasların sağlanması için ). Bundan başka kol yüzeyleri mükemmel derecede düzgün ve pürüzsüz olmalıdır.

Eğer packinglerin uzun bir periyot süresince aşırı derecede kaçırılmasına izin verilirse yıkıcı kuvvetler düzeltmelerinin zor olduğu noktaya kadar ilerleyeceklerdir. Yeni ringlerin, eğer kol konik veya çizişmiş ve hasarlanmış ise tatminkar olması beklenemez. Bu, siti hasar görmüş bir otomobil motoruna hiçbir şey yapmadan yeni bir valfin takılmasına benzemektedir. Rutin bakım ve yenisi ile değiştirmeden sonra bile tüm sızdırmazlık yüzeylerinin eşleşmesi veya alışma için izin verilmelidir. Ardından packing virtüel olarak sızdırmaz hale gelecek ve normal aşınma veya bazı yabancı maddeler durumunu bozana dek bu şekilde kalacaktır. Piston Kolu Packing inin Bakımı

Şekil 349 ‘da uygun sırada farklı parçaları ile tipik kap tipi packing e ait sökülmüş görünüş verilmiştir ve her parça hem işlevi hem de kullanılan terimi ile etiketlenmiştir.

a

Şekil 3-49 Normal bir kap tipli packing e ait sökülmüş görünüş 154

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Şekil 3-50 ‘de yaygın olarak kullanılan farklı ring stilleri ve uygun montajları ve konumları basınç tarafına göre görülmektedir. Yeni packing ringlerinin ve yaylarının gerektiğinde monte edilmesi kuvvetle önerilir ve packing kutuları ıslah edilmiş olarak kullanılmalıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-50 Packing ve gerekli montaj konumlarına ait farklı stiller

Islah etme kalifiye bir servis atölyesi tarafından tercihen packing kutusunun yeniden imal edilmesinde uzmanlaşmış olan packing üreticilerinden birisi tarafından yapılmalıdır. En genel pratik, packing üreticisi tarafından ıslah edilmiş olan yedek packing setlerinin temin edilebilir olmasıdır. Bir sonraki revizyonda yerinden çıkartılacak olan set, yetkilinin işletmesinde atölyeye geri göndermeden önce onarılarak ıslah edilmelidir. Packing inceleme için açıldığı zaman ringlerin uç boşlukları kontrol edilmeli ve eğer gerekli ise orijinal boşluklar restore edilmelidir. Bu ayarlama her segmentin ucunda eş değer miktarda doldurma ile yapılır. Bir segmentten tüm malzemeler çıkarılmamalıdır. Tablo 3-10 ‘da farklı ring stilleri ve kol çapları için normal uç boşlukları verilmektedir. Tablo 3-10 Her bir kesikteki packing ringi uç boşlukları ( sadece onarım ) Ring Tipi ( bkz. Şekil 3-50 )

a, b, c d, e, f g h

Kol Çapı, [ inç ]

a

2

3

4

6

1/16”

3/32”

1/8”

5/32”

1/16”

3/32”

0.008”

0.012”

0.004”

0.006”

Uç açıklığı yok

j

1/32”

155

1/16”

3/32”

1/8”

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

En iyi bakım pratiği, eski ringlerin yeniden işlenmesinin yerine yeni ringlerin ve yayların kullanılmasıdır. Bu parçaların maliyetleri arızasından dolayı kompresörün durduğu süreyle karşılaştırıldığında çok azdır.

Basınç Packinglerinin Kullanılması Packing ringleri temizlendiğinde ringlerin çapı etrafında kıl ağı bulunabilir, eğer önemli miktarda aşınma meydana gelmemişse. Bu kıl ağları uzaklaştırılmalıdır. Ancak, packing ringin iki yüzeyinin eşleştiği köşelerde kırılma olmaması için özen gösterilmelidir. Eğer packing ringler eski kollar ile eşleşmiş ise boyut ve düzgünlük için kol kontrol edilmelidir. Çentikler veya omuzlar mevcut ise kol yüzeyinden yeniden talaş alınmalı veya kol yenisi ile değiştirilmelidir. Tüm çentikler ve abrazyonlar taşlama ile ortadan kaldırılmalıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Packing kapları leplenmiş yüzeyler ve yağ temas ettiğinden dolayı kutulara bitişiktir. Keskin araçlar, keski gibi, kapları ayırmak için kullanılmamalıdır. Çünkü sızdırmazlık yüzeyleri gedikler ve çiziklerden dolayı hasar görebilir. Packing hassas bir bileşendir ve bu şekilde işlem görmemelidir.

Piston kolu packingini kullanıldığında ve monte edildiğinde aşağıdaki noktalar packing arızalarının önlenmesi için yakın olarak gözetlenmelidir: 1. Kaplar, ringler ve piston kolu temiz olmak zorundadır

2. Ringin oturma yüzeyleri kabın yüzü ile paralel olmalıdır ve kaplar birbirlerine paralel olmak zorundadır 3. Ringlerin yan boşluğu üreticinin verdiği toleranslar içerisinde olmalıdır. Yeterli uç boşlukları bırakılarak ringlerin piston koluna karşı uygun olarak oturmasına izin verir. 4. Packing ringlerinin yüzleri paralel olmak zorundadır. Tanjant kesikli ringler kaçağın önlenmesi için birbirlerine karesel olarak temas etmek zorundadır. 5. Packing ringlerinin delik çapı, kol çapından 0,002” daha büyük olmamalıdır. Devreye alırken gaz kaçağını önlemek için ringler kola oturmaları için genellikle leplenir. 6. Garter yayları doğru uzunlukta olmalı ve yuvalarında kol üzerinde gereken basıncı vermeleri için yuvalarında serbest olarak hareket edebilmelidir. Eğer bunlar aşınmışsa veya gerilimlerini kaybetmişse yenileri ile değiştirilir. 7. Kol üzerine packingi monte ederken kolun temiz olması zorunludur. Ringin oturma yüzeyi üzerindeki kir, ringlere yapışacaktır. Kapların yüzleri üzerindeki kir, packing gövdesini hat dışına fırlatacak ve ayrıca kaplar arasında kaçak olmasına da neden olacaktır.

a

8. Packinglerin doğru sırada monte edilmesi için özen gösterilmelidir. Eğer bu yapılmaz ise packing basınç sızdırmazlığını sağlayamayacaktır. Tüm ring segmenti uçları eşleşerek çalışmalı ve doğru olarak monte edilmelidir. 9. Yağlamasız packingler hariç packing ringleri ve packingin gövde kabının aşınma yüzeyleri montajda az miktardaki temiz bir yağlayıcı ile kaplanmalıdır. 156

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

10. Packing gövde contasının temiz ve çapaksız veya çentiksiz olan cebin yüzü, packing için düz bir oturma sağlamalıdır. 11. Eğer packing gövde contası dolu bakır veya üçgen conta önceden kullanılmış ise ikinci kez kullanımdan önce tavlanmalıdır. Yeni contaların kullanılması her zaman için tercih edilir. 12. Packing gövdesi ve conta monte edildiğinde packing gövde saplamalarındaki somunlar sıkılmalıdır. Bunlar packing gövdesi delik çapının piston kolu üzerinde merkezlenmiş olarak tutulması için sıkılmalıdır. Bu, packing gövdesi ve kol delik çapı arasındaki feelerlar ile packing kutusuna ait saplama somunlarının farklı zamanlarda sıkılmasıyla kontrol edilebilir. Kutu monte edildikten sonra kol ve packing kutusu delik çapı arasındaki boşluk tüm uçlarda ve strokunun merkezinde kompresör pistonu ile kontrol edilmelidir.

m o

13. Packing kutusu monte edildikten sonra yağlama yağı bağlanır ve hatlar vent edilir ve vent etme ve yağlayıcının çalıştırılması ile yağ hattı doldurulur.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Piston Kolu Yağ Süpürücü Packingi

Silindir gövdesinin çerçeve kapağındaki malzemeler veya kroşet kılavuzu krank karteri yağının kol boyunca krank muhafazasından taşınmasını önleyen bir dizi piston kolu kazıyıcı ringi ve bir salmastra içermektedir ( Şekil 3-51 ). Kazıyıcı ringler için genellikle 0,002” ila 0,003” olan toplam yanal boşluğun 0,005” den fazla olmasına izin verilmeyecek şekilde tasarlanır. Eğer boşluk ringlerin kol üzerinde kayması yetersiz ise düzgün olarak çalışmayacaklardır. Çok fazla boşluk ringlerin yağı koldan süpürmesinin yerine bir pompa gibi davranmasına neden olacaktır. Pürüzsüz bir kol yüzeyinin sağlanması için özen gösterilmelidir. Kol üzerindeki ringlerdeki veya çizgilerdeki çentikler veya boşluklar mükemmel sızdırmazlık olmasını önleyecektir. Bir müddet çalışmadan sonra eğer ringler yağ kaçırmaya başlıyorsa bunlar incelenmelidir. Eğer uçlar alın alına bir araya geliyorsa ringler yenileri ile değiştirilmelidir.

Kompresör Kontrol Sistemleri

Kurulum ve devreye alma prosedürleri, sorun giderme ve bakım başarılı bir kompresör kurulumu için önemlidir. Kapasite kontrol konusu eş değer öneme sahiptir. Kompresör kapasite kontrolü, bir kompresörün çıkış değerini, mümkün olan en yakın değerde, sadece özel bir anda gereken hava veya gaz miktarını sağlamak için düzenlenen yöntemdir. Bu ideal düzenleme, kompresörün kapasitesinin her zaman talep edilen miktara kesin olarak eş değer kompresör kapasitesini verecek sonsuz kontrol sağlayabilir.

a

Bir kurulumun başarılı olması için kompresör üzerindeki kontroller düzgün olarak çalışmalıdır. Bu yüzden işletmecilerin ve bakım personelinin kompresör kontrollerine aşina olması son derece önemlidir. Bu aşinalık ilk aşamada kompresöre konulacak kontrollerin nedenlerinin anlaşılması olduğu kadar işletilmesi ile ilgili bilgiyi de içermektedir.

157

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-51 Piston kolu yağ süpürme packing i

Bir buhar veya içten yanmalı motorla tahrik edilen kompresör bu koşulu devrini ve bu yüzden kapasite değişimini değiştirebilmesiyle yaklaşabilir. Maksimum ve minimum devir sınırlarında bu tip bir kompresörün kapasitesi sonsuz olarak değişkendir. Ancak satılan kompresörlerin birçoğu sabit devirlerde çalışır ve senkron veya endüksiyon vakum tahriği oluşur. Bu tahrik birimlerinin sabit devir doğasından dolayı kompresörün kapasitesi devirden başka yollarla ile değiştirilmelidir.

a

Kompresörler ya kapasite ya da güç sınırına göre kontrol edilir. Gücün sınırlanmasına olan ihtiyaç muhtemelen kompresör kontrolleri için daha az bilinen bir nedendir. Şekil 3-52 ‘de mümkün olan gücü aşmayacak şekilde kontrol edilen bir kompresör uygulaması görülmektedir. Bu durumda motor, geniş bir basma aralığında %90 ila %100 arasında yüklenmek zorundadır. Motor tamamen yüklü hale geldiğinde basma basıncının artmasıyla kapasite basma basıncı daha fazla artmadan önce biraz düşer.

158

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

Şekil 3-52 Güç çekişini sınırlamak için kapasitenin yüksüzlendirilmesi

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kapasite Kontrolü

Fazla sayıdaki kontrol uygulamaları için kapasite hesaplarından dolayı kompresör kontrol altında tutulmalıdır. Kompresörün düzenlenmesi iki kategoriye düşmektedir ( manuel ve otomatik ) ve üç temel fonksiyonu yerine getirmesi için elemanlar içermektedir. Bu üç temel fonksiyon: 1. Basınç değişimlerinin algılanması

2. Basınç değişimlerinin düzenlenmesi 3. Yüksüzlendirme mekanizması Manuel Kontrol

Manuel kontrol ile operatör, kompresörün kapasitesini basınç değişimlerine göre ya aşağı ya da yukarı ayarlamaktan sorumludur. İşletmeci tahrik birimini çalıştırıp durdurmakla, tahrik birimini ayarlamakla veya kapasiteyi manuel olarak ayarlayarak kompresörü kontrol edebilir. Diğer kontrol modları genellikle özel uygulamalarda kullanılmaktadır. Kapasiteyi manuel olarak ayarlamak için kompresör silindirleri emme valfi unloderleri, emme valfi kaldırıcıları ve sabit veya değişken boşluk cepleri ile donatılabilir. Otomatik Kontrol

Otomatik kontrol şemalarında algılama, düzenleme ve etkinleştirmenin temel fonksiyonları standart aygıtların bir kombinasyonu ile yapılır. Bu aygıtlar genellikle mekaniksel ve elektriksel çalışmayı ve prensipleri içermektedir. Bu aygıtların birçoğu son derece basittir ve makine devriminin ilk günlerinden beri kullanılmaktadır.

a

Otomatik kontrol şemalarının birçoğunda bulunan bu elemanlar, beş temel mekanizmayı kullanmaktadır: 1. İşin yapılması için pistonlar ve silindirler. Unloderlerin içerisinde çalışma için pistonların ve silindirlerin kullanılması

159

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

2. Diyaframlar. Dış taraf tipli unloderler ve bazı basınç anahtarları diyaframla çalıştırılmaktadır. 3. Selonoidler. Bu aygıtlar, işi yapmak için elektromanyetiğin temel prensiplerini kullanmaktadır ve düzenleme için yaygın olarak kullanılmaktadır. Selonoidle çalıştırma su ve hava akışı kontrolünü düzenler ve modern kontrol şeması devrelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. 4. Tüm tiplerin valfleri. Hem manuel hem de otomatik valfler hava, su ve yağın akışının kontrol edilmesi ve düzenlenmesi için otomatik kontrol şemaları kullanılır. 5. Elektronik ve elektrik anahtarları ve röleler. Bu, kontakların açılıp kapanması için basit bir görevi yerine getirir. Bunlar, modern kapasite kontrollerinde bulunan elektronik ve elektriksel devrelerin birçoğuna uygulanabilmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Köprüleme Kontrolü

En basit ve bu yüzden en yaygın olarak kullanılan düzenleme ajanı köprüleme kontrolünün sonradan olduğu emme valfinin yüksüzlendirilmesidir.

Köprüleme kontrolü terimi, kompresörün kapasite kontrolü incelendiği zaman kullanıldığında biraz aldatıcı olmaktadır. Bu terimi gaz akımının kompresör etrafında öyle bir şekilde saptırılıp, kompresör silindirini by-pass etmesi anlamındadır. Şüphesiz giriş için kullanılan aynı valflerden geçerken basma strokunda silindire girmeye zorlanan gazı içeren etkin proses için bu doğru değildir. Eğer bu terim uygulanması zor değilse, bu proses, gerçekte yerini alan serbest akış, sıkıştırılamayan kontrol gibi daha hassas olarak referans alınabilir. Gazın silindirin içine ve dışına sıkıştırma olmadan serbestçe hareket etmesine izin verilir.

Kesme noktası olarak adlandırılan bir ayar basıncında, bir basınç algılama elemanı pilot aygıtı havanın emme valfi unloderine gelmesine neden olur. Basınç algılama elemanları normalde tetikleme anahtarları, basınç anahtarları ve enstrüman pilotlarını içermektedir. Şekil 3-53 ‘te sıradan bir basınç anahtarı görülmektedir. Körüklerle ve yay kombinasyonlarıyla oturtulan bu elemanter anahtarlar genellikle istenilen çalışma aralıklarında iyi kullanım sağlayacaklardır. Şekil 3-54 ‘te sıradan iki tane emme valfi unloderi görülmektedir.

Yüksüzlendirme mekanizması, emme valfine doğrudan bağlanmıştır, doğrudan valf şeritleri üzerinde yüksüzlendirme silindirinde çalışmada valf parmaklarından ibarettir. Yayla yüklenen parmaklar ya diyafram sapının doğrudan bir pistonla ya da yüksüzlendirme silindirindeki güç yayı veya doğrudan bir sapla zorlanırlar.

a

Bu mekanizma etkinleştirildiğinde silindirde sıkıştırma olmadan emme valflerinin içinde ve dışında hava veya gazın serbest şekilde geçmesine izin verecek şekilde emme valfi şeritlerini açık konumda tutar. Bu yüzden silindirin ve birimin taşıma kapasitesini düşürür. Kontrol biriminin hareketi ile diyaframa hava basıncı uygulandığında diyaframın sapı valf parmaklarını aşağı gitmeye zorlayacak şekilde yüksüzlendirme mekanizmasıyla valf şeritlerini açar ve bunları valf muhafazasına karşı olarak tutar. Diyaframdan kontrol havası salındığında diyaframın yayı, yüksüzlendirme mekanizmasından bunu gerçek konumuna döndürecek şekilde diyafram sapına tepki gösterir. Bu, yüksüzlendirme 160

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

parmaklarından kuvvetin kalkmasına izin vererek, geri dönüş yaylarının etkinliği ile, valf şeritlerinden geri gelecek şekilde valfin normal bir şekilde çalışmasına izin verir. Diyaframla çalıştırılan emme valfi unloderine ait tipik şekiller Şekil 3-54 ‘te görülmektedir. Unloder parmakları yeni olduğunda veya komple bir unloder grubu valfe veya yeni bir valfe veya valf muhafazasına uygulandığında, valf parmakları yüksüzlendirme konumunda olduğunda grup tüm şeritlerin valf muhafazasına nazikçe oturmasını sağlayacak şekilde olması için kontrol edilmelidir ( şeritler tamamen baskısız halde ). Bu gerekli koşul, bank üzerindeki valf ve unloder grubuyla, muhafaza ve her şerit arasındaki ince kağıt şeridin değiştirilmesiyle ve ardından şeritlerin sıkışmış valf muhafazasına karşı unloder parmaklarının iyice bastırılmasıyla kontrol edilebilir. Bu konumda şeritler ile tutulmasıyla tüm ince kağıtlar sızdırmaz olmalıdır, zorlanmamalıdır. Çünkü muhafaza ve şeritler arasına bunlar kelepçelenmiştir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

İnce kağıtlardan herhangi birisinin çekilmesi mümkün ise valf unloderden sökülmeli ve parmakların uç tarafları eğelenmiş ve tüm şeritle kelepçelenene dek yukarıdaki gibi yeniden kontrol edilmelidir.

Diyaframın kafası tipik olarak destekleme saplamalarının üzerine valf kapağında uzatmanın üzerine monte edilir. Bu destek saplamalarının iz düşümü genellikle valf yüksüzlendirme mekanizması ile ilgili olarak diyaframın düzgün ayarlanmasına izin verecek şekilde ayarlanabilir.

a

Şekil 3-53 Basınç anahtarları

Uygun ayarlama öyle bir şekilde olmalı ki bunlar silindirde monte edildikleri en üst konumlarında olduklarında diyafram sapının ucu unloder pistonu veya parmaklar ile maksimum 1/16” boşluğa sahip olmalıdır. Diyafram sapının iz düşümünden sıkıştırma vidasının ucuna kadar olan mesafe ölçülür. Bunun yanında yüksüzlendirme silindiri kapağında, kapağın üst tarafından piston veya parmağın üst tarafına kadar olan delik mesafesi ölçülür. Bu mesafeler eş değer olmalı veya diyafram sapının iz düşüm mesafesi biraz daha az olmalıdır ( 1/16” maksimum ). 161

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-54 Emme valfi unloderi

Eğer böyle bir durum mevcut ise bu koşulun sağlanması için destek saplamaları ayarlanmalı, uzatılmalı veya kısaltılmalıdır. Bu ayarlamanın yapılmasıyla valf kapağı yeniden monte edilebilir. Yeniden monte etmeyle sıkıştırma vidası gevşetilmeli ve valf kapağı güvenli şekilde sit contası üzerinde sıkıldıktan sonra bir daha sıkılmalıdır. Silindirin emme portunda yüksüzlendirme valf grubu ile değiştirildiğinde conta iyi koşulda olmalıdır ve valf iyice oturmalıdır. Unloder kapak kapatılırken grubu konumunda tutmak için setskurlara veya mandallara sahiptir,. Uygulamaya devam edilir ve valf kapağı sıkılır ve ardından yüksüzlendirme valfi grubu sitinde ve sit contasında sıkılır ( sıkıştırma vidasının ve sıkıştırma vidası kilitleme somunun yardımıyla ). Dikkat: Valf kapaklarının söküldüğü zamanlarda ( yüksüzlendirme valfleri veya aksi durumda olup olmadığı ) sıkıştırma vidaları ve kilitleme somunları yeniden ayarlanmalıdır. Diyafram sapı boyunca olan gaz kaçağını önlemek için genellikle salmastra kutusunda sıkıştırma vidası bulundurulur. Salmastra kutusu, stuffer ın ayarlanması ve bunun üzerine uygulanan gerilim için packing birkaç ring içermektedir.

a

Sap boyunca kaçağın önlenmesi için bu packing e yeterli miktarda gerilim uygulanmalıdır. Packingin aşırı derecede sıkılması bu sapın sıkışmasına neden olur ve unloderin düzgün çalışmasını engeller. Uygun packing genellikle sıkıştırma vidası kilitleme somunu ve valf kapağı arasında bu noktadaki gaz kaçağını önlemek için yerleştirilir.

Devreye Alma ve Durdurma Kontrolü Hava gereksiniminin süreksiz olduğu bu kurulumlarda, bir dizel motor için hava kompresörünün devreye alındığı durumda olduğu gibi, devreye alma ve durdurma kontrolü arzu edilir. Bu anda 162

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

kompresör, talep az olduğunda kendiliğinden durur ve hava gereksinim ihtiyacı olduğunda otomatik olarak devreye girer. Devreye alma ve durdurma kontrolleri iki kademeli by pass kapasite kontrolünü tamamlamak için aynı elementlerden oluşur. Buna ek olarak bu kontroller zaman gecikmeli bir röle ve bir otomatik su vanasına sahiptir. Bu anda basınç anahtarının kontaktları, selonoid valfin elektrik devresinde olduğu gibi bir manyetik starterin pilot devresinde tel çekilebilir. Bu yüzden basınçtaki bir artış starter devresini kıracak, kompresör motorunu durduracaktır ve aynı zamanda kompresörün yüksüzlenmesine neden olarak yavaşlar ve durur.

m o

Yük, tepe değerine son derece yakın olduğunda kompresörün devreye alınması ve durdurulmasından dolayı, bu anlarda kompresörün tamamen yüksüz hale gelmesi arzu edilir. Basınç anahtarı starterinin devreye girmesi ve basınç anahtarı selonoid devresinin cevabı, durdurma için yüksüzlenmeye cevap verir. Fakat devreye alma problemi hala devam etmektedir. Çalışmaının bu fazı devreye almada sadece birkaç saniye için yüksüzlenmeye veya motorun tam devre çıkması için yeteri kadar uzun bir zamana izin verir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Çift Kontrol

Kimi zaman işletmedeki servis koşulları kontrol tiplerini, by-pass ı ve devreye alıp durdurmayı gerektirebilir. Örneğin hava gereksinimleri cumartesi ve pazar günleri kompresör kapasitesinin sadece ufak bir kesrine düşürülebilir. İşletmeye özel durumlar açıkçası daha önceden bahsedilen kontrol tipleri, by-pass ve devreye alma durdurma için en iyi elementlerin bir kombinasyon kontrolü için gerekli olacaktır. Üç Adımlı Değişken Kontrol

Bu kontrol, emme valfinin yüksüzlenmesini kullanır, kapasiteyi tam kapasitenin %100, %50 ve %0 lık adımlarda düzenler ve governerün ayarlanması ile etkinleştirilir. Kompresörün etkin yüksüzlenmesi elektriksel veya pnömatiksel olarak veya sadece pnömatik olarak yapılabilir. Şekil 3-55 ‘te elektrik yardımcı birimleri için kontrolleri içeren bir pnçmatik kontrol paneli görülmektedir. Ara soğutucu ve sistem ve yağ basınçlarını göstermesi için anahtarlar ve basınç göstergeleri de eklenmiştir. Normalde 100 psig lik bir hava sistemi için basınç anahtarları 100 psig de tamamen yüksüzlenmeye ayarlanmalıdır. Basınç 95 psig ye düştüğünde kompresör %50 kapasiteye yüklenecektir ve eğer basınç 93 psig ye düşmeye devam ederse kompresör tamamen yüke binecektir.

a

Basıncın artması kompresörün 98 psig de %50 kapasiteye yüksüzlenmesine neden olacak ve otomatik başlangıç yüksüzlenmesi için tamamen yüksüz olacaktır. Bu yüzden kompresör devreye alındığında her zaman için yüksüz devreye girecektir. Ayrıca kompresör durdurulduğunda da yüksüzlenecektir. Şekil 3-56 ‘da üç kademeli kontrol ile yüksüzlenmenin çalışma sırası diyagramla gösterilmiştir.

163

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Boşluk Kontrolü Her ne kadar by-pass kontrolü kapasite kontrol aygıtlarının büyük bir kısmını kullanmasına rağmen bunun için diğer yöntemlerde bulunmaktadır ve sıklıkla kullanılmaktadır. By-pass kontrolünün verilen bir kontrol uygulaması için gerekli esnekliği sağlayamadığı birçok durum bulunmaktadır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-55 Üç adımlı kontrol paneli

Şekil 3-56 Üç adımlı kontrol ile çalışma sırası

Bir örnek olarak, sadece bir strokunun sonunda sıkıştırmanın yapıldığı silindirde basit bir tek etkili kompresör silindiri ele alalım. Emme valfi unloderinin kullanılması sadece %0 ve %100 noktalarında çalışmaya izin vermektedir.

a

Kompresörün %50 kapasitede çalışabileceği öyle bir ek adım gerektiren özel bir uygulamaya ihtiyaç duyulduğunu varsayalım. Bu kontrolün tam kapasitenin %0, %50 ve %100 ‘ünde çalışmaya izin veren üç noktadan herhangi birisinde üç adımlı bir tip olabilir. Köprüleme kontrolünün bir boşluk cebi ile beslenmesiyle orta kademede yüksüzlendirme yapılabilir. Bu boşluk cebi açık olduğunda silindirin boşluk hacmi artar ki bu kompresörün kapasitesinin düşmesine neden olur. %50 kapasite düşmesiyle silindir tarafından alınan bir indikatör kartı bu etkiyi daha açık olarak gösterebilir ( Şekil 3-57 ). 164

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-57 Kapasite kontrol amacı için boşluk eklemenin etkisi

Boşluk ceplerinin kompresörün kapasitesi üzerine olan etkisi birçok olasılığı gündeme getirir.

Manuel veya otomatik olarak çalıştırılan boşluk cepleri silindirde veya silindir kafasındaki döküm ceplere monte edilir ( Şekil 3-58 ). Valf plug ı silindir çapına açılan port üzerine konumlandırılır. Otomatik olarak çalıştırılan boşluk ceplerinde valf, ara soğutucu ve yayın bası kuvvetinden kaynaklanan sabit basınçla kapalı tutulur. Pistonun alt tarafına uygulanan kontrol basıncı pistonu yukarı çıkmaya, valfi açılmaya zorlar. Valf açıldığı zaman sıkıştırılmış hava veya gaz sıkıştırma strokunda boşluk cebi alanından geçer. Bu yüzden silindirin kapasitesi düşer.

a

Beş Kademeli Kapasite Kontrolü

Daha fazla kontrol gereksinimi olduğunda her silindirde emme valfi unloderlerinin ve bir boşluk cebinin kullanılarak kapasitenin, kompresörün tam kapasitesinin %100, %75, %50, %25 ve %0 ına düzenlenmesi mümkündür.

165

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-58 Sabit hacimli boşluk cepleri

Beş kademeli kapasite kontrolü ile kompresör normalde tüm kapasite kontrol aralığı boyunca çalışmaz. Sadece talepteki ani bir değişim kompresörün tamamen yüksüzlenmesine neden olacaktır. Kompresör iki yüksüzlendirme kademesi arasında genellikle gezinir, sistemin basınç dalgalanması üç kademeli kontrol ile elde edilene göre beş kademeli kontrol ile daha az olacaktır. Şekil 3-59 ‘da beş kademeli kapasite kontrolü ile kompresörün kontrol sırası görülmektedir.

Şekil 3-59 Beş kademeli kontrol ile çalışma sırası

Şekil 3-60 ‘da bir kompresör üzerinde beş kademeli kapasite kontrolüne izin veren emme valfi unloderlerinin ve boşluk cebinin tipik bir pnömatik elektriksel kurulumu görülmektedir.

a

Daha fazla kontrol kademesinin kullanılmasının ikinci nedeni güçten tasarruf sağlanmasıdır. 100 psig basma basıncında 584 cfm lik hava ihtiyacı bulunan bir işletme olduğunu varsayalım. Bu işletme 150 BG gücünde 585 d/d devrindeki bir elektrik motoru ile tahrik edilen 814 cfm kapasitesinde bir kompresöre sahip olsun. Tablo 3-11 ‘de iki, üç veya beş kademeli kapasite kontrolü ile donatılmış bir kompresördeki güç sarfiyatı verilmiştir. Tablo 3-11 ‘den kolaylıkla görülebileceği gibi üç kademeli kontrol yerine beş kademeli kontrol kullanıldığında güçte yaklaşık olarak %1 tasarruf sağlanmaktadır.

166

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-60 Beş kademeli kontrol ile ilgili elektriksel-pnömatiksel kontrol elemanları

Ters Akış Kontrolü

Hoerbiger tarafında kullanılan ters akış regülasyonu, pistonlu kompresörlerde kullanılabilecek kademesiz bir kapasite kontrol sistemidir. Bu, prosesin ihtiyacına göre bir pistonlu kompresörün çıkışının yakın olarak ayarlanmasına izin verir. Bu gaz talebini, gaz kompozisyonunu ve hatta basınçlarındaki değişimleri izleyebilir ve proses ihtiyaçlarına göre kompresörün çıkışını otomatik olarak karşılaştırabilir. Çalışma Prensibi

Her emme valfine bir yüksüzlendirme aygıtı monte edilmiştir ( Şekil 3-61 ). Kısmi yüklerde bu aygıt, piston alt ölü noktada iken emme valfinin kapanmasına izin vermez. Fakat kontrollü bir şekilde bu kapamayı gerçekleştirir. Bu yüzden kademesiz olarak ayarlanabilen belirli miktardaki gazın sıkıştırma başlamadan önce emme manifolduna geri dönmesine izin verilir.

a

Pistonun ivmelenmesiyle valf pleyti üzerinde sürüklenme kuvvetlerini arttıran gazı emme valfinden hızlı bir şekilde ters akışla uyuşmayacak olacak şekilde ittirir. Bu kuvvetler sonunad yüksüzlendime kuvvetlerinin üstesinden gelir ve kompresör valfi kapanır. Bu noktada sıkıştırma, kapanma noktasıyla ilgili olan düşürülmüş kapasite çıkışıyla başlayacaktır. Uygulama verisi baz alınarak sürüklenme kuvvetlerinin tahmin edilmesi yüksüzlendirme basıncının sağlanmasında ve kontrol edilmesinde, ters akışlı düzenleme mümkün hale gelmektedir.

167

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Tablo 3-11 Farklı yük koşullarında kompresörün güç sarfiyatı

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

* Gerekli olan kW = Fren gücü x 0.746/motor verimi

Kompresör Kontrollerinin Bakımı

Başlangıçta düzgün olarak ayarlanmış kompresör kontrol sistemleri genellikle sorunsuzdur ve az bakım gerektirmektedir. Muhtemelen en büyük problemlere, pnömatik sisteme giren toz ve nem neden olmakta ve orifisleri tıkamaktadır. Bu yüzden sistemdeki her süzgecin ve filtrenin bakımının yapılması ve değiştirilmesi önemlidir. Tablo 3-12 ‘de beş kademeli kontrole sahip iki kademeli bir kompresör için işletme tablosu görülmektedir. Bu sorun gidermeye yardımcı olması için yapılması gereken kontrolleri içermektedir.

a

Kompresör Silindirinin Soğutulması

Silindir Ceketinin Soğutulmasının Faydaları Suyla soğutmanın en büyük faydası sıkıştırma süresince gazın sıcaklık artışının düşürülmesinden gelmektedir. Bu önemlidir. Kompresörün bakımında gazın basma sıcaklığı önemli bir faktördür.

168

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 3-61 Ters akışlı yüksüzlendirme aygıtı, şematik görünüş

169

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-62 Bir kompresör silindirinin emme pasajındaki ters akışlı yüksüzlendirme aygıtı

Şekil 3-62 ‘de bir kompresör silindirinin emme pasajındaki bu kontrol görülmektedir. Tablo 3-12 Beş kademe kontrolüne sahip iki kademeli kompresör için işletme tablosu

a

170

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Yüksek sıcaklık: 1. Düşük verimle yağlama 2. Valfler üzerinde birikme 3. Valf ömrünün kısalması 4. Silindirlerin bakım maliyetinin yükselmesine 5. Basma hattında yangın riskinin artmasına

m o

neden olur.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Daha düşük gaz sıcaklıklarının bir diğer faydası verimin daha yüksek olması ve güç gereksiniminin daha az olmasıdır. Ayrıca suyla soğutulan üniteler daha yüksek tek kademe basınçları için tasarlanabilir ( 100 BG yi aşan hava kompresörlerinde 125 vs. sadece 100 psig ). Bunun yanında suyla soğutma silindirde daha düzgün sıcaklık dağılımı sağlar ve bu yüzden şekil değişimini en aza indirir. Kademeler arasındaki ara soğutmayla çok kademeli sıkıştırma, sıkıştırma oranının kontrol edilmesine ve gazın basma sıcaklığının kabul edilebilir sınırlar içerisinde tutulmasına izin verir. Örneğin iki kademede havayı 100 psig ‘ye sıkıştırılmasında 10F lık ara soğutma için yaklaşık olarak %1 lik özgül güç tasarrufu sağlanır. Daha spesifik olarak verim kazancı:

1. Piston ringleri tarafından oluşturulan sürtünme ısısının uzaklaştırılması

2. Daha soğuk olan gazın silindire doğru akması ve ceketin soğutulması ovalanan yüzey sıcaklıklarının çok yükselmesini engeller. 3. Sürtünme ve aşınmanın azaltılması için silindir cidarında yüksek viskoziteli yağlama yağı filminin oluşturulmasına izin veren su ceketi kullanılabilir. Silindir tamamen yüksüz olduğunda ısının uzaklaştırılması için taze gazın akışı ortadan kaldırılmıştır. Ceketin soğutulması bu koşullarda zorunlu hale gelebilir.

Aşırı Soğutmadan Sakınma – Önemli Konu

Düşük gaz sıcaklığı genellikle faydalı iken havada ve birçok gazda her zaman bulunan buharın yoğuşması zararlı olduğundan sakınılmalıdır. Bu önemlidir ve üzerinde durulmalıdır, ancak genellikle göz önünde bulundurulmamaktadır. Yoğuşma yağlamayı bozabilir veya silindir çapında pas oluşumuna neden olabilir. Bu koşul silindirin, pistonun ve yağlanmayan birimlerde Teflon ringlerin ve aşınma bantlarının aşınmasını hızlandırabilir.

a

Silindirdeki yoğuşma genellikle suyun çıkış sıcaklığının kontrol edilmesi için soğutma suyu debisinin düzenlenmesiyle önlenebilir. Suyun doğru çıkış sıcaklığı gazın giriş sıcaklığının, nem içeriğinin ve basma sıcaklığının bir fonksiyonudur. Tek bir değer tüm koşullar için en iyisi olamaz. Yaklaşık olarak 100 F ila 130 F arasındaki bir su sıcaklığı her montaj için iyi bir ortalama değerdir. Gereksiz yere düşük ceket silindir soğutma suyu sıcaklıklarının düşük olması; 171

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

1. Piston ringinin aşınmasına 2. Silindir çapının aşınmasına 3. Valf sitlerinin aşınmasına 4. Valf sızdırmazlık elemanının aşınmasına ve kırılmasına 5. Packing aşınmasına ve kaçırmasına 6. Piston kolunun aşınmasına

m o

neden olur.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Silindir Soğutma Sistemleri Seri ve Paralel Sistemler

Soğutucular ve silindirler seri veya paralel akış için yerleştirilebilir. Seri Akış

Seri akışta, su ilk önce ara soğutucu veya art soğutucudan ve ardından silindirden geçer. İki soğutucudan birisi, ceketli olmayanı, en soğuk suyu almalıdır. Ara soğutucuda bu daha fazla güç gerektirir. Art soğutucuda bu daha fazla nemin uzaklaştırılmasına izin verir. Genellikle soğutucularda soğutma havasının mümkün olduğu kadar düşük bir sıcaklığa getirilmesi zararsızdır. Ancak bazı gazlarda, gazın veya ara soğutucudaki içeriklerinden birinin yoğuşmasını önlemek için sınırlandırılması gerekmektedir. Çok kademeli kompresörlerde silindirlerde nemin yoğuşma olasılığı yüksek basınçlarda düşük basınçlara göre daha fazladır. Bu yüzden iki kademeli bir ünitede su, ilk önce düşük basınç silindirinden ardından yüksek basınç silindir ceketinden geçer. Seri akışın faydası, paralel akışa göre daha az suya gereksinim duymasıdır. Soğutucuyu terk eden suyun bölünmesi avantajlı olabilir, bir parçasını silindirlere ve diğer parçasını silindirler etrafında köprülemeye yönlendirir. Soğutucuyu terk eden suyun sıcaklığı köprüleme hattındaki bir termostatla kontrol edilebilir. Benzer olarak silindirleri terk eden su hattındaki bir termostat, silindirleri terk eden suyun sıcaklığını kontrol etmek için kullanılabilir.

a

Paralel Akış

Ilık su veya düşük su basıncı her ikisinin söz konusu olduğu durumda paralel akış tercih edilir. Ilık suyla ( yaklaşık olarak 35 C0 ve daha fazlası ), çok az yoğuşma tehlikesi bulunmaktadır ve problem verimli soğutma yapılabilmesi için yeterli suyun olduğunun kabul edilmesidir. Silindirin soğutulması biraz iyileşmiştir. Çünkü su, soğutucuda önceden ısıtılmamıştır. Ayrıca paralel devrelerdeki basınç düşüşünün daha az olmasından dolayı daha yüksek debiler elde edilebilir. Ilık suyla daha yüksek debilere ihtiyaç duyulabilir. Kompresöre doğru suyun basınç farkının olmamasından dolayı daha çok paralel akış gerekmektedir. Bu, düşük emiş basıncı veya yüksek art basınçtan kaynaklanabilir. 172

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Bir kompresör sisteminde suyun basınç düşüşü hesaplandığında tüm bileşenler göz önünde bulundurulmalıdır. Bu sadece soğutucular, silindirler ve boru hatlarını değil aynı zamanda otomatik valfler, termostatik kontrol valfleri, el kontrol valfleri ve akış gözetleme indikatörlerini içermektedir. Kimi zaman bunlar göz ardı edilmesine rağmen aksesuarlar genellikle toplam basınç düşüşünün büyük bir parçasını oluşturmaktadır. Açık Su Sistemleri Yeni montajlarda kullanımı azaltılırken açık ham su sistemlerinde günümüzde halen yaygın olarak kullanılmaktadır. Genellikle bir şehrin su beslemesi, nehir, göl kullanılır ve normalde biraz soğuktur. Her ne kadar bu soğuk su, mümkün olan en fazla miktarda soğutma sağlasa da bu genellikle su akışını sınırlamak için gereklidir. Bu yüzden silindirin çalışma sıcaklığı çok fazla düşmeyecektir. Aşırı derecede düşük su sıcaklıkları, doymuş gazların kısmen veya tamamen taşındığında sorun çıkarabilir..

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Daha önceden incelendiği gibi gelen gazdan daha soğuk olan emiş pasajları ciddi hasarla sonuçlanabilecek şekilde yoğuşmaya ve sıvı vuruntusuna neden olabilir. Nadiren suyun akışının sınırlanmasıyla yoğuşmanın önlenmeye çalışılması silindir boyunca suyun sıcaklığının önemli miktarda artışına neden olabilir, eğer su sert ise kabuklanma oluşmaya başlar. Bu birikintiler her zaman için silindirlerde genellikle en fazla ısı transferinin arzu edildiği yerlerdeki sıcak noktalarda oluşur. Bu yüzden sıklıkla kabuk çözme operasyonlarının yapılması gerekmektedir, performans ve bakım zorluklarının ortadan kaldırılması için fazladan bir çaba gerekmektedir. Termostatik ve Termosifon Sistemleri

Bu sistemler az miktarda soğutmanın tavsiye edildiği yerlerde kullanılabilir. Fakat bir pompayı içeren sistemin maliyeti amorti edilmiş görülmemektedir. Bunlar soğutma suyu silindirde ısıtıldığında meydana gelen doğal termal çevrimi kullanırlar. Bu sistemlerde ceketler su, yağ veya etilen glikol ile doldurulur ve silindirin ısısı taşınılma dağıtılır. Bu termosifon sistemi k değeri 1,26 ve daha az olan gazlarda silindir basma sıcaklığı 210 F ve 250 F ye kadar olduğunda kullanılır. Kapalı Su Sistemi

En yaygın olarak kullanılan kompresör soğutma suyu sistemi kapalı, yumuşak veya işlenmiş su yerleşimini içermektedir. Kompresör silindirinden veya silindirlerinden gelen gaz ya hava radyatör sistemi, bir soğutma kulesi veya bir su-su soğutmalı ısı eşanjörü ile soğutulur. Şekil 3-63 ‘de su-su soğutmalı ısı eşanjörünü kullanan kapalı soğutma sistemine ait şematik yerleşim görülmektedir. Şekil 3-64 ‘te termostatik, termosifon ve zorlanmış soğutma sitemi için boru şemaları görülmektedir.

a

Soğutma Suyu ile İlgili Öneriler

Sıradan hava kompresörlerinde kullanılan ara soğutucular, silindir ceketleri ve art soğutucular için soğutma suyu ile ilgili öneriler ortaya atılmıştır: Genelde aşağıdaki bilgiler göz önüne alınmalıdır.

173

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 3-63 API 618 ‘e göre kapalı soğutma suyu sistemi

174

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-64 Farklı tip soğutma sistemleri için boru şemaları

1. Soğutma suyu, ilk önce ara soğutucudan geçmelidir ve ardından bu daha ılık su, seri yerleşimde silindire gönderilir. 2. Suyun miktarı öyle bir şekilde düzenlenmelidir ki çıkış sıcaklığı giriş suyu sıcaklığından 15 F daha sıcak olmamalıdır.

a

∆t = to – ti = 15 F

Soğutma sisteminin akışları ( genel kural ):

Ara soğutucu – GPM* = BG/4 ( 20 F artış baz alındığında ) Art soğutucu – GPM* = BG/6 ( 30 F artış baz alındığında )

175

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

* Çok kademeli ekipman – son silindirin BG si kullanılır. 3. Su miktarı basma sıcaklığını 400F ın altında tercihen 300F ‘da tutmalıdır. 4. Silindir ceketlerine olan giriş suyu sıcaklığı hiçbir zaman için gelen gazın sıcaklığından az olmamalıdır. Ceket suyu sıcaklıkları, yoğuşmanın önlenmesi için gelen gaz sıcaklığının 15F ~ 20F üzerinde olmalıdır. 5. Soğutma suyu ünite durdurulduğunda kapatılmalıdır. Cidar sıcaklığının gaz sıcaklığının altına düştüğü zamanlarda silindir cidarında yoğuşma meydana geleceği hatırlanmalıdır. Dikkat: Soğutma suyunu açmadan kompresör devreye alınmamalıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Bakım

Kapalı bir sistemin gereksinim duyduğu bakım miktarı diğer sistem tiplerine göre çok azdır. Eğer soğutma sistemi uç noktalarda çalıştırılırsa bakım gereksinimi artabilir. Isı eşanjörünün sık olarak temizlenmesi ve soğutucunun daha iyi soğutma kapasitesine sahip olanla değiştirilmesi gerekebilir. Açıkçası pompa çarkları, pompa salmastraları ve termostatik elemanlar periyodik bakım veya değiştirmeye gereksinim duymaktadır. Fakat tipik zaman aralıkları seneler mertebesinde olabilir.

Yağlanmayan Kompresörlerin Bakımı

Bölüm 2 ‘de yağlamasız veya yağlanmayan kompresör tasarımlarının daha yaygın olan sıradan, silindiri yağlanan kompresörden nasıl farklı olduğu gösterilmişti. Bu tasarım yağsız kompresörleri güvenilir yapar ve sorunsuz olarak işletilmesini sağlar. Ancak bu ekipmanlar eğer güvenilir uzun süreli kullanılacaklarsa yağlanan kompresörlere göre daha sık bakım gerektirmektedir. Pistonlu kompresörlerde piston basınca karşı çalışır ve pistonu geçerken kaçak oluşmaması için gazın sıkıştırılmasına izin verir. Piston ringler bu sızdırmazlığı sağlar. Ringler kullanılacaklarsa yağlanan kompresörlere daha sık bakım gerektirmektedir. Pistonlu kompresörlerde piston basınca karşı çalışır ve pistonu geçerken kaçak oluşmaması için gazın sıkıştırılmasına izin verir. Piston ringler bu sızdırmazlığı sağlar. Ringler yaylı olarak yapılır, silindir cidarına karşı basmaya meyilli olan, sıkı kayan sızdırmazlık sağlar. Bu piston ringleri pistonun ring yuvalarında kayar ve sadece sızdırmazlık sağlar. Bu piston sadece sıvı yağlama filmi tarafından silindir cidarını beslemez. Normal yağlamasız piston ve piston ringi, pistonu silindir cidarından ayıracak herhangi bir sıvı yağ filmine sahip değildir. Bu yüzden metalik piston, metalik silindir cidarından uzak tutulmalıdır veya ciddi hasar meydana gelebilir.

a

Piston kılavuz ringleri kullanılarak silindir cidarından uzak tutulur, bunlar bull ring veya taşıyıcı ring olarak da adlandırılırlar. Pistonun dış çapı, pistonun dış çapı ve silindir cidarı arasında boşluğa izin verecek şekilde yağlanmış pistona göre daha azdır. Bu taşıyıcı ringin metal metale temas meydana gelmeden önce biraz aşınmasına izin verir. Sıradan yağlanmayan kompresörler, yağla yağlananlara göre montajı ve bakımında daha fazla dikkat gerektirmektedir. Yağlamasız kompresör çalıştırıldığında zayıflıklarından sakınılmalıdır. Yağlamasız kompresörlerdeki en büyük zorluk kir, abrazifler ve neme karşı olan hassasiyettir. 176

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Kirlenme ve hasarlanma riskleri aşağıdakilerin yapılmasıyla düşürülebilir: 1. Hava ( veya gaz ) nın filtrelenmesi: Verimli bir filtre 10 mikron dan büyük partikülleri yakalayabilmelidir ve bakımı özenle yapılmalıdır. Bunlar genellikle yağlanan kompresörlerinkinden bir büyük boyuttadır. 2. Emme ve ara kademe boru hattı: Bunlar pas ve kabuktan arındırılmış olmalıdır. Sıradan hava kompresörlerinde paslanma problemi devam ediyorsa boru hattı alüminyum veya paslanmaz çelik ile değiştirilmelidir. 3. Nem: Nem yağlayıcı gibi davranabilir. Ancak sistemin korozyonsuz kaldığından emin olunması için daha fazla özen gösterilmelidir. Hava kompresörünün silindir portları paslanmanın önlenmesi için fenol veya epoksi boyalar ile işleme tabi tutulmalıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

4. Silindir soğutma: Teflonun ısı iletim katsayısı düşüktür. Sıcak olduğunda yumuşar, bu yüzden kolaylıkla genleşebilir. İşletme süresince sürtünme ısısı oluşturulur ve bu Teflon vasıtasıyla transfer edilemez. İyi ceket soğutma suyunun sağlanması ve kabuk birikintilerinin en aza indirilmiş olması önemlidir. Bunun yanında ayrıca uzun bir süre boyunca kompresör kullanım dışı kalacağı zaman boru hattında su akışının kesilmesi için solenoid tahrikse otomatik olarak kontrol edilen bir valfin yerleştirilmesi şiddetle tavsiye edilmektedir. 5. Ayarlama: Hem piston hem de packing ringler için doğru ayarlamanın sağlanmış olması çok önemlidir. Bu, piston ve kol grubunun salınım hareketinde, piston ve/veya kolun yükselmesini ve düşmesini engeller. Bu tip bir hareket sızdırmazlık yüzeylerinde yüksek yüklere neden olur. 6. Yüzey pürüzlülüğü: Yüzey pürüzlülüğü piston ringlerin, taşıyıcı bantların ve packing ringlerin anormal ve hızlı aşınmasını önleyecek şekilde olmalıdır. Teflonun silindir için yüzey pürüzlülüğü 8 ~ 16 RMS ve piston kolu için 8 ~ 10 RMS olduğunda en uygun şekilde çalışabileceği gösterilebilir. Teflon aşınır ve teflon-teflon teması sonucu oluşan düzensiz metalik yapıyı doldurur. Bu olaydan dolayı teflonun birikmesine izin vermeyecek kadar pürüzsüz olmalı ve daha yüksek ring aşınmasında meydana gelmelidir.

Çapı yeniden işlenmiş ve honlanmış herhangi bir silindire abrazif taşlar için teflon blok kullanılarak ek son honlama yapılmalıdır. Bu, başlangıçtaki rodaj için teflon ile silindiri besler. Günlük kompresör basınç ve sıcaklık değerleri takip edilmelidir. Silindir çapları, piston ve taşıyıcı ringler gibi kritik alanların ve piston kollarının düzenli bir program çerçevesinde incelenmesi tavsiye edilmektedir. Piston ringleri ve taşıyıcı bantlar değiştirildiğinde yan boşluklarının ve uç açıklığının kontrol edilmesi önemlidir. Bu boşlukları belirleyen teflonun genleşme katsayısının dökme demirin yedi katı olduğu unutulmamalıdır.

a

Labirent Pistonlu Kompresörler Düşük bakım maliyeti ve azaltılmış duruş zamanı labirent pistonlu kompresörleri kimyasal ve petrol rafinerilerindeki herhangi bir gaz için hatta şiddetli kirlenme kullanımları için bile çekici hale getirmektedir. Bunlar özellikle gazın yağsız olarak sıkıştırılması için çok uygundur, ortak alternatifin 177

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

olduğu yerde, kuru çalışan piston ringli bir kompresör ile, genellikle eş değer boyuttaki yağlanan pistonlu ekipman için olandan daha fazla bakım maliyetine sahiptir. Aşağıdaki kısımda labirent pistonlu kompresör için bakım maliyetleri, duruş olayları, temin edilebilirlik ve yedek parça sarfiyatı üzerine bazı gerçek işletme verileri incelenmiştir. Bu ayrıca, bu üniteler ile özellikle iyi deneyime sahip bir işletme tarafından takip edilen rutin bakım programını vermektedir. Şekil 3-65 ve 3-66 ‘da görüldüğü gibi labirent pistonlu kompresörler, pistonun çevresine ve silindir cidarına işlenmiş labirent yuvalarına sahiptir ve benzer labirent diş tasarımı piston kolu ve packing grubu arasında da bulunmaktadır. Mesafe parçası olarak adlandırılan kısım, atmosfere açık veya kapalı bir boşluk şeklindedir ( Şekil 3-66 ), yağlanan krank muhafazasından yağsız sıkıştırma alanını ayırır. Görüldüğü gibi normalde dört tasarım bulunmaktadır.

m o

Piston ve silindir kolundaki oluklar parçalar arasında temassız sızdırmazlık sağlamaktadır. Bu sızdırmazlık, bir çok kısılma noktası ve hacim odasının seri halde yerleşmesinden oluşmaktadır. Her kısılma noktası ufak bir orifis gibi davranır, buralarda basınç enerjisi kinetik enerjiye dönüştürülür. Ardından gazın hızı ardışık hacim odalarında azalır ve kinetik enerji ısı ve girdap enerjisine dönüştürülür. Bu tasarım piston ve piston kolu salmastrası boyunca basıncı düşürür ve bu şekilde sızdırmazlık sağlanır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 3-65 Gaz ve basınç sızdırmazlığı sağlanmış krank muhafazasına sahip labirent pistonlu kompresöre ait kesit görünüş

178

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 3-66 Dört tipik konfigürasyonda temin edilebilen labirent pistonlu kompresörler

Kendiliğinden merkezleme sistemi optimum piston boşluğu, yüksek verim ve ekonomik çalışma sağlar. Sıkıştırılmış gaz saflığı değiştirilmeden basılır ve piston, taşıyıcı ring ve packing ringlerinden

179

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

aşındırıcı maddelerin taşınma riski teorik olarak yoktur. Bunun nedeni ya birbirini ovalayan parçaların olmaması ya da bu bileşenlerin labirentli kompresörün bir parçası olmamasıdır.

Bakım Maliyetlerinin Ortaya Çıkarılması Büyük bir şirketin sahip olduğu altı işletme ve Kuzey Amerika ve Avrupa daki diğer firmaların sahip olduğu altı işletme incelenmiştir. Benzer veri toplama ve veri raporlama yöntemlerini kullanan iki firma bulunamamıştır. İşletmelerden bazısı onarım masraflarını ve duruş süresi verilerini izlemiş, oysaki diğerleri en fazla yedek parça kullanımının takibini yapmış veya belki sadece giderlerin sayısını. Ancak temin edilebilir istatistiklerin tümü bağıntıyı ispatlamıştır.

m o

Son derece detaylandırılmış raporlar 1983 de görev alan ABD Gulf Coast İşletmesi ndeki ( A İşletmesi ) kirli poli propilen kullanımındaki altı ekipman için kayıt tutulmuştur ( Tablo 3-13 ).

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Tablo 3-13 A İşletmesi ndeki labirent pistonlu kompresörler için deneyim özeti

Kompresör A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 İşletme için toplam

Koruyucu bakımdan önceki çalışma süresi, saat

İşçilik

Malzeme

Toplam

7284

1800

7410

9210

1.26

8997

8500

6280

14780

1.64

8545

7200

9700

16900

1.98

7000

1800

5600

7400

1.06

8300

3700

6100

9800

1.18

7545

6000

17200

23200

3.07

47671

29000

52290

81290

Bakım maliyeti, $

Ortalama yıllık bakım gideri: 15 $/BG veya 11$/kW Ekipman ile ilgili bilgiler

4 krank muylusuna sahip, 300 mm stroklu, 2 kademeli, 920 kW, 1234 BG 4600 m3/saat ( 2700 cfm )

a

PEmme = 1.31 bar ( mutlak ) ( 19 psia ), PBasma = 20.7 bar ( mutlak ) ( 300 psia )

180

Çalışma saati başına bakım maliyeti, $

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-67 Kuzey Amerika daki farklı işletmelerde pistonlu kompresörler için ortalama bakım maliyetleri ( 1986 )

Şekil 3-67 de görüldüğü gibi iyi yönetilmiş bir yerde en düşük işletme çalışmalarında yıllık bakım maliyetleri görülmektedir ( yaklaşık olarak 15$/BG veya 11$/kW ). Şekil 3-67 de görülen diğer kurulumlar şiddetli kullanımlardaki hem yağlamalı hem de yağlamasız kompresörleri içermektedir. Şekil 3-67 daha yakın bakışı hak etmektedir. A İşletmesi ndeki labirent ekipmanlar aynı sahadaki sıradan pistonlu kompresörler için raporlanandan kabaca 1/3 daha bakım giderlerine sahiptir. B İşletmesi ndeki sıradan birimler ve labirent arasındaki karşılaştırma aynı boyut aralığındaki aynı servisi içermektedir. Yağlamasız sıradan ekipmanların bakım maliyetini neredeyse beşte bir oranında geçmektedir. Ancak C işletmesi nde bir anormallik bulunmaktadır. Labirent kompresörler aynı şirketin sahip olduğu işletmelerde sıradan yağlanan ünitelerin raporlanan ortalama maliyetini %18 aşmaktadır. Bu çalışmadaki diğer şirketlerin sahip oldukları işletmeler yıllık kabaca 11$/kW taban miktarının en azından 1.33 katını harcamışlardır ( örneğin A İşletmesi nde labirent ekipmanların bakımı için harcanan miktar ), ve sıradan pistonlu kompresörlerin bakımı için harcanan taban miktarın en az üç katı.

a

Yıl başına düşen duruş sayısı ( bkz. Tablo 3-14 ), kompresörün kullanılabilirliği ( bkz. Şekil 3-68 ) ve yedek parça sarfiyatı ( bkz. Tablo 3-15 ) üzerinde de çalışılmıştır. Tablo 3-14 deki veri aynı şirketin Kuzey Amerika ve Avrupa da sahip olduğu altı işletmeden alınmıştır. Duruş olayını en sık raporlayan iki işletme için ( B ve C İşletmeleri ) her ekipmanın gerçek elde edilebilirliği hesaplanmıştır ( Şekil 3-68 ). 181

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

Ancak çok ringle donatılmış yağlamasız pistonlu kompresörler gerçekte kullanılabilir olmadıkları B İşletmesi ne monte edilmişlerdir. Beş kompresörden sadece bir tanesi ( B İşletmesi nde olan ) ABD Gulf Coast işletmelerindeki sıradan yağlanan pistonlu kompresörler için raporlanandan aşağıda temin edilebilirlik göstermişlerdir ( örneğin %96,36 ya %98,5 ). Diğer tüm ekipmanlar ortalamayı aşmışlardır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-68 İki Kuzey Amerikan işletmesi tarafından raporlanan tekil labirent pistonlu kompresörlerin elde edilebilirlikleri

Son olarak Avrupa da etilen servisindeki 14 labirent pistonlu kompresör için önemli yedek parçaların sarfiyatı ( valf bileşenleri hariç, hiçbir kaydı saklanmayanlar için ) incelenmiştir ( Tablo 3-15 ). 1977 den 1980 ‘e kadar bu ekipmanların toplam çalışması 313530 saattir. Sıradan yağlanan kompresörler için karşılaştırılabilir istatistikleri olmamasına rağmen bu, bunların onarım geçmişinin labirent pistonlu kompresörlere göre daha müsait olduğudur. Tablo 3-14 Labirent pistonlu kompresör başına duruş sayısı İşletme

Ekipman Sayısı

Kurulum Yılı

Yıldaki Ekipman Başına Duruş Olayı

A

6

1984

1.00

2

1982

6.00

3

1984

2.00

5

1961-1974

0.67

3

1976

0.35

12

1966-77

0.43

B C D

a E F

Tablo 3-15 Labirent pistonlu kompresörlerin yedek parça sarfiyatı

182

III

2

43 000

IV

2

33 000

1

V

4

55 500

3

Toplam

14

313 530

6

3

2

Kroşet Pimi

83 530

2

Piston II

3

4

Piston I

II

1

Piston Kolu

98 500

Kılavuz Yatağı

3

Biyel Kolu Yatağı

I

Pim Yatağı

Toplam Çalışma Saati

Ana Yatak

Konum

Ünite Sayısı

Kroşet Gövdesi

Mil Sızdırmazlığı

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

1

4

1

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta 2

1

0

6

0

6

2

8

6

4

0

5

3 7

Kirli Kullanımında Rutin Bakım Yeterlidir

A işletmesinde labirent pistonlu kompresörlerin mükemmel performansı ünitelerin yaptığı rutin bakıma bağlanabilir. Dört muyluya sahip, iki kademeli 6 ekipman her 8 000 ~ 10 000 çalışma saati için rutin revizyona verilmelidir. Altı ekipmandan üçü zaten kullanımdadır ve altı ekipmanın çalışır halde olduğu zamanlar da bulunmaktadır. Revizyonlar genellikle üç ila dört iş gününde tamamlanmaktadır, üç veya dört teknisyenin 2 li vardiya ile çalışmasıyla. Normal görevler: 

Valflerin yedek seti ile değiştirilmesi



Kol packing inin yenisi ile değiştirilmesi veya onarılarak in her 1200 lik segmentin uçlarının leplenmesiyle



Kılavuz yatağı etrafında biriken amorf polimerin uzaklaştırılması ( Şekil 3-69 )



Unloder kapakları altındaki valflerin temizlenmesi ( Şekil 3-70 )



Valf portlarının temizlenmesi ( Şekil 3-71 )



Silindir çapları ve kapakları arasındaki ölü alanın temizlenmesi



Mekanik mil-salmastra grubundaki O-ring lerin sıradan değişimi



Labirent pistonun rutin temizliği ( Şekil 3-72 )

a

şeklindedir.

183

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-69 Piston kolu üzerinde biriken amorf polimer

a

Şekil 3-70 Valf unloder kapaklarının temizlenmesi

184

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN İŞLETİLMESİ VE BAKIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 3-71 Valf portlarının temizlenmesi

Şekil 3-72 Labirent pistonun rutin temizliği

a

Şekil 3-73 Rutin temizlikten sonra bileşenin görünümü 185

BU SAYFA NOT ALABİLMENİZ İÇİN BOŞ BIRAKILMIŞTIR

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

186

4 Bölüm

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Pistonlu Kompresörlerin Revizyonu ve Onarımı

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Genel Çalışma Boşluğu için Karar Verme ve Uygulama Kıstasları

Bir revizyona girişmeden önce kompresörü üreten firmadan temin edilen kullanım kitabının okunup anlaşılmış olması önemlidir. Bu özellikle kompresörün farklı bileşenleri için tavsiye edilen boşlukların verilmesinde önemlidir.

Çalışma boşlukları için eğer üretici firmada veri bulunmuyorsa aşağıdaki bilgiler kılavuz olarak kullanılabilir. Bu bilgiler iyi birer karar ve uygulama kıstaslarıdır. Bakım ve revizyon prosedürleri gerçek boyutların restorasyonuna yol açmamalıdır. Ancak eşleşen parçaların arasında her zaman için uygun toleransların ve boşlukların sağlanması önemlidir. Dökme demir piston silindir veya gömlek ile temas edecekse: Silindirin inç çapı başına 0.00125” boşluk bırakılmalıdır.

Örnek: Silindir çapı 20” olsun. Bu durumda 20 x 0,00125” = 0.025” boşluk bırakılmalıdır. Alüminyum piston silindir ve gömlek:

Silindir inç çapı başına 0.003” boşluk bırakılmalıdır.

Örnek: Silindir çapı 20” olsun. Bu durumda 20 x 0.003” = 0.060” boşluk bırakılmalıdır. Ana yatak ve krank pimi yatağı ile şaft yatağı arasındaki boşluk a. Dökme demir veya çelik sırtlı burçlar için

a

Şaft yatağının inç çapı başına 0.00075” b. Alüminyum yatak burçları için

Şaft yatağının inç çapı başına 0.001” ~ 0.0015” Kroşet pimi ile kroşet kovanı arasındaki boşluk Pimin inç çapı başına 0.0005” ~ 0.002” 187

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Kroşet ile kroşet kılavuzu arasındaki boşluk Kroşetin inç çapı başına 0.00075” ~ 0.001” Piston ringi uç açıklığı: Dökme demir

Silindirin inç çapı başına 0.003”

Karbon

Silindirin inç çapı başına 0.003”

Bronz

Silindirin inç çapı başına 0.004”

Teflon®

Silindirin inç çapı başına 0.024”

Fenol

Silindirin inç çapı başına 0.005”

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Piston ringi yan boşlukları ( ortalama ): Dökme demir

Ringin inç genişliği başına 0.003” ila 0.004”

Karbon

Ringin inç genişliği başına 0.003”

Bronz Teflon® Fenol

Ringin inç genişliği başına 0.004” Ringin inç genişliği başına 0.010” Ringin inç genişliği başına 0.015”

olmalıdır.

Piston ringlerinin dibinden pistonun ortasına kadar taşıyıcı ring ve silindir çapı arasındaki minimum boşluk: Dökme demir piston için silindirin inç çapı başına 0.00125” ~ 0.0015” Alüminyum piston için silindirin inç çapı başına 0.002” olarak verilmelidir.

Termal Genleşmenin Hesaplanmasıyla Boşluk Miktarlarının Bulunması Formül

∆L = µ.(∆t).L +%20

a

µ = Her inç ve F sıcaklık başına 0.000006” ( dökme demir veya çeliğin genleşme katsayısı ) ‘dır. Örnek: Kroşet ile kroşet kılavuzu arasındaki boşluk: Kroşet çapı: 8 ½” ve ∆t = 75 F ( ortam ) dan 170 F = 95 F ise ∆L = ( 0.000006 )( 95 )( 8.5 ) x 1.2 = 0.006” olarak elde edilir. 188

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Örnek: Piston ile silindir çapı arasındaki boşluk: Piston çapı: 20” Basma sıcaklığı=280 F Ortam sıcaklığı = 80 F Pistonun malzemesi = dökme demir ∆L = ( 0.000006 )(280-80)(20) x 1.2 = 0.029”

Yatak Boşluklarının Kontrol Edilmesi

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Yatak boşluklarının kontrol edilmesi için feeler çakısının kullanılması yaygın olmasına rağmen sınırlı alana çakının sokulması sorun oluşturduğundan dolayı bulunan değer hataya maruz kalmaktadır. Bunun yanında yuvarlatılmış yüzeylerde bu bir işe yaramamaktadır. Bu yüzden diğer yöntemlerin kullanılması tavsiye edilmektedir. Kurşun ve Plastigeyç ile Boşlukların Belirlenmesi

Bir babbitt yatağındaki boşluk veya piston ve silindir kapağı arasındaki boşluk yumuşak bir kurşun telin sokulması ardından mikrometre ile kurşunun piston ve silindir kapağı arasındaki veya yatakta sıkıştırıldıktan sonraki kalınlığının ölçülmesi ile belirlenebilir. Burada normalde eğer yumuşaksa sigorta teli kullanılmaktadır. Aynı şekilde plastigeyç kullanılır ve bu tercih edilir. Çünkü bu daha yumuşaktır ve yatak burçlarının yumuşak babbitt malzemesine gömülmeyecektir. Komparatör Kullanılarak Boşlukların Ölçülmesi

Boşlukları ölçmenin en sağlıklı yöntemi komparatör kullanmaktır. Bu ayrıca söküp takma gerektirmeyen hızlı bir yoldur. Komparatör, ucu krank mili üzerine değecek şekilde ve biyel koluna paralel olarak biyel koluna bağlanır. Alttaki yatak kebinin altına bir çubuk konulur ve yatak yukarı aşağı oynatılarak komparatör üzerinden doğrudan boşluk değeri okunur. Okuma hatalarından sakınılması için krank milinin dönmesi engellenmelidir. Kompresör tipine ve tasarımına bağlı olarak optimum konuma komparatörün yerleştirilmesi için biraz ustalık gerekebilir. Komparatör sadece yatak ve muylu arasındaki bağıl hareketi hareket kaybı okuma değerine eklenmeden ölçerek yatak boşluğunu okuyabilir.

a

Kroşet pimi boşluğu yataklar için olana benzer bir prosedür kullanılmasıyla komparatör ile kontrol edilebilir. Şekil 4-1’de komparatör ile ana yatak boşluğunun ölçülmesi için bir yöntem görülmektedir. Gevşek kompresör sıklıkla titreşime neden olur ve bu ekipmana ve bağlı bulunduğu boru hattına iletilir. Daha da önemlisi gevşeklik kompresörün krank milindeki ayarsızlığı güç aktarma sisteminin ve kompresör silindirlerinin kompresör gövdesine veya kartere göre ayarsız olmasına neden olur.

189

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-1 Ana yatak boşluğunun kontrol edilmesi için komparatör kullanılması

İyi ki kompresör krank mili sisteminin ve kompresör silindirinin gövdesi ile olan ilişkisinin ayarını kontrol etmek için birkaç yöntemden birisini kullanma imkanı bulunmaktadır. Zemin veya sıva arızası meydana geldiğinde durum daha şiddetli olabilir. Kompresör karteri veya gövdesi yeni bir ayar dokusunu alır. Çünkü kaide daha fazla hassas destek sağlayamaz.

Krank Kolunun Eğilme Ölçümleri

Krank kolunun eğilme ölçümleri, büyük endüstriyel/gemi motorlarının ve pistonlu kompresörlerin krank millerindeki sapmaların belirlenmesi için gerekmektedir. Bu ölçümler ve bunların yorumlanması korkunç ve pahalı krank mili arızalarına yol açabilecek koşulları da hayati öneme sahiptir. Hassas periyodik ölçümler, dikkatli yapılmış analizler ile birleştirildiğinde probleme yol açmadan önce bu tip durumların düzeltilebilmesine izin verecektir.

a

Krank kolunun eğilmesi krank milinin tam bir turu ( 3600 ) süresince krank kırlangıçlarının ideal konumlarından olan her hareketini tanımlar. Şekil 4-2 ‘deki gibi, eksen çizgisi belki de ekipman desteğinin yanlış olmasından dolayı eğri yapmaya zorlanmış bir krank mili olduğunu kabul edelim. Tur başlangıcında A kanat açıklığı idealden daha az iken B idealden daha büyüktür. Krank miline 1800 tur attırdıktan sonra bu durum tersine dönecektir. Eksen çizgisi aynı kaldığından dolayı krank mili şimdi ters doğrultuda eğilmiş olacaktır. Şimdi A kanat açıklığı artarken B kanat açıklığı azalacaktır. Krank milinin döndükçe bu şekilde esnemesi eğer yeterli şiddette ise yorulma arızasına neden olabilecek çevrimsel gerilim oluşturur. Eğilmeler az olduğundan ( 0,005” den az ) hassas ölçüm 190

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

zorunludur. Krank milinin stroku ile izin verilebilir şekil değişimi değişmektedir. Şekil 4-3 genel bilgi amaçlı olarak verilmiştir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-2 Krank mili eğilmiş halde

Şekil 4-3 Krank milinde izin verilebilir şekil değiştirme miktarı

a

Kompresör ve motorun bakım programı için hem komparatör hem de elektronik enstrüman bazlı ölçüm yöntemleri kullanılabilir. Şekil 4-4 ‘te sıradan bir komparatör kullanılarak krank milinin eğilmesi bir uzama ölçer veya krank mili eğilme ölçer ile belirlenmesi görülmektedir. Komparatör krank milinin muyluları arasına yerleştirilir ve mile tur attırıldığında muylunun şekil değişimi veya eğilmesi ölçülebilir. Bir elektronik dijital kol eğilme indikatör sistemi 1983 ‘te ilk kez kullanılmıştır ( Şekil 4-5 ). Bu sistem eğilme ölçümlerini geçmişte kullanılan komparatöre göre daha güvenli, kolay ve doğru hale getirmiştir.

191

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-4 Komparatör ile krank kolunun eğilme miktarının ölçülmesi ( uzama ölçer )

Şekil 4-5 Indikon marka eğilme ölçme indikatörü

Şekil 4-6 ‘da dijital eğilme ölçüm sisteminin iki bileşeni görülmektedir. Indikon sisteminin en önemli avantajlarından birisi motorun dış tarafından değerlerin alınabilmesidir. Buna ek olarak bir açı indikatörü de aynı anda krank mili açısının okunmasını sağlamaktadır.

a

Krank Kolunun Eğilmesinin Nedenleri

Krank kolunun eğilmesine birkaç faktör katkı sağlayabilir ve bu faktörler kolun eğilme ölçümü alınmadan önce, ölçüm sırasında ve sonrasında göz önünde bulundurulmalıdır. Bu faktörlerin bazısı şunları içermektedir. Fakat bunlar ile sınırlı değildir: 

Kompresör desteği – zemin koşulları 192

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI



Ankraj civataları – tork değeri

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-6 Bir elektronik kol eğilme ölçüm sisteminin iki bileşenini gösteren şematik çizim



Taban plakası ve kızak ayarı ve tork



Şim koyma, her kompresörün doğrultu ayarı, ara parçalar ve soğuk destekler



Kolun salgısı, uygun gövde doğrultusu



Ana yataklar, boşluklar



İyi yağlama, yağ analizi



Kompresör yükü, aşırı yük



Zemin koşulları, dolgu

Bu faktörlerin tümü, ya tek başına, beraber ya da kombinasyon olarak kolun eğilmesine katkı sağlayacaktır ve krank milinin gerçek koşullarına geçilmeden önce bulunmalı ve düzeltilmelidir.

a

Ölçümde Dikkat Edilecek Noktalar

Aşağıdaki faktörler, doğru kol eğilme ölçümünün yapılması için göz önünde bulundurulmalıdır. 1. Zımba işaretleri

Krank kollarının zımba işaretlerinin düzgün olarak hizalanmış olması önemlidir. Oyulmuş zımba işareti, hassas olmanın yerine konik zımba işareti ölçüm aygıtının 0,001” ‘e kadar 193

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

oynamasına neden olacaktır. İyi zımba işaretleri hemen tanımlanabilmelidir ve gelecekteki her eğilme ölçümü için kullanılabilmelidir. Ekstra veya eski zımba işaretlerinin kazınması ufak bir soğuk pinçe veya pirinç çekiç kullanılarak yapılabilir ( zımba işaretleri hiçbir zaman taşlanmamalıdır. Çünkü bu dengelenmiş olan krank kollarından kütle çıkartacağından dengesizliğe neden olacaktır ). 2. Ekipmanın durumu Kol eğilme ölçümleri kompresör hiç durdurulmadan 3 veya 4 gün çalıştırıldıktan sonra alınmalıdır. Bu tüm kompresör, kaide, gövde, yataklar ve krank milinin normal çalışma koşullarına gelmesi için yeterli bir zaman dilimidir. Bu durum komple bir termal genleşme meydana getirir ve krank milinin normal çalışma durumunu yansıtır. Sıcak eğilme, eğilmenin ölçülmesi için en iyi yöntem olarak bilinmektedir. Sıcak genellikle 120 F0 veya daha yüksek ekipman sıcaklığını göstermektedir ( Soğuk 119 F0 ve aşağısını ). Eğilmenin ölçülmesi için kullanılacak ekipman kompresör sıcaklığına getirilmelidir. Soğuk enstrüman sıcak krank genleşecek ve yanlış değerlerin okunmasına neden olacaktır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

3. Enstrüman

Ölçüm enstrümanının her bir tipile uygun tedbirlerin alınması gerekir. a. Komparatör

Komparatör ( uzunluk ölçer ) geçmişte kol eğilmesinin ölçülmesinde kullanılan standart hassas enstrümandır. Bu enstrüman aşağıdaki koşullar sağlandığında doğru değerleri verir:

a



Yılda bir kere ve gerekiyorsa sıkça, enstrümanın şiddetli kaçak yapmasından sonra olduğu gibi, kalibre edilmelidir



Ölçüm için muylu tüm fonksiyon arttırıcı aletler ile düz olmalıdır



Komparatörün gösterge ibresi kolayca hareket etmelidir. Göstergenin ön yüklemeden sonra, yaklaşık olarak tam bir veya yarım tur, iğne takılmamalı veya tutukluk yapmamalıdır.



Enstrümanın üzerindeki iğne işaretçi veya tüm eklentiler koldaki zımba işaretlerine tamamen oturmaları için keskin ve temiz olmalıdır.



Gösterge yüzü krank miline tam tur attırıldığında gözlemci tarafında görünecek şekilde kalmalıdır.

b. Indikon Elektronik Kol Eğilme İndikatörü

Şekil 4-6 ‘da görüldüğü gibi bu sistem iki birimden meydana gelmektedir. Bir ölçüm kafası ve bir dijital gösterge. Uygun uzantılar seçildikten sonra zımba işaretleri arasında ölçüm kafaları yerleştirilir. Ardından aşağıdaki adımlar yerine getirilir: 

Uygun ön yüklemenin sağlanması için dişli ayarlayıcı hareket ettirilir. Ölçüm kafasının üzerindeki kırmızı ve sarı lambalar gereken ayarlama doğrultusunu işaret etmektedir. Tüm lambalar söndüğünde ayarlama doğrusudur ve transdüktör ölçüm aralığı içerisindedir. 194

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI



Merkez noktalarda mıknatıslar kola bitişik olarak tutturulur. Bu, krank milinin dönmesiyle merkezlerin krank miliyle senkron haline gelmesini zorlar, merkez noktaların zımba işaretlerde dönmesini önler. Bu yüzden zımba işaretleri mükemmel değilse hatalar meydana gelir.



Ayrıca bir mıknatısta açı transdüktörüne bağlı olduğundan doğru tur başlama açısı sağlanmalıdır ( genellikle 00 ve çalıştığında krankın dönme doğrultusunda )



Dengeleme ağırlıklarının bağlantı noktalarında doğru açı okumalarının sağlanması için serbest olup olmadığına bakılır.

m o

Ölçüm kafası konumlandırıldığında hem kolun eğilmesini hem de krank açısı dijital göstergeden görülebilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kullanımdan önce uygun çalışma için basit bir kontrol yapılabilir. Eğilmeler için ölçüm plancırı el ile içeriye hareket ettirilirken mesafe değerlerindeki değişim gözlenir. Açı için transdüktör mıknatısı döndürülür ve değerler gözlemlenir.

Rijit bir kalibrasyon standının kullanılması zorunludur. Çünkü büyük oturma kuvveti ( yaklaşık olarak 5 pound ) sıradan dış çap mikro metrelerinde eğilmelere neden olabilir. Komple kalibrasyon standında veya biri için üretim çizimlerinde üreticiden temin edilebilir. 4. Kullanıcının yetenekleri

Kol eğilim ölçüm prosedürlerinde yetişmiş mühendis, teknisyen veya işçinin olması önemlidir. Bu kişiler okunan değerleri doğru olarak yorumlayabilecek bilgi seviyesine sahip olmalıdır. Bir enstrüman yerine diğerini tercih etmek yetenek seviyesi ve kişisel tercih meselesi haline gelmektedir. Kol eğilme değerlerinin alınmasında kullanılan enstrümana bakılmaksızın iyi eğitilmiş bir teknisyen doğru eğilme ölçümünün nasıl yapıalacağını bilmelidir. Alınan ölçümlerin daha doğru ve okunan değerlerin daha hassas olması bir kompresörün krank milinin durumunun belirlenmesinde daha fazla miktarda bilgi verecektir. Bu bilgilerin diğer faktörlerle birleştirilmesi ve önceki kayıtlarla karşılaştırılması, bütçe sarsan krank mili arızası veya çevrimin fayda sağlayan ekipman arasındaki fark olabilir.

Elektronik Kol Eğilme İndikatörü

a

İyi tasarlanmış bir kol eğilme sistemi en azından komparatörde olduğu gibi aynı doğruluk derecesini ve bazen fazlasını verir. Bu 10 mikro inçlik eğilme değerlerinin okunmasına izin vermektedir. Dijital bir enstrüman olarak bu sistem değer okumada tahmin işini ortadan kaldırırken pozitif (+) veya negatif (-) hareket değişimlerinin görülmesini de sağlar. Bu sistem, ölçüm enstrümanı ve alıcı dijital birim arasında en fazla 4,6 metre lik kabloya izin vermektedir. Bunun anlamı değer okumalarının karterin dışından yapılabileceğidir. Güvenlik, kolaylık ve konfor nedenlerinden dolayı bu önemli bir avantajdır. Hatırlarsak birim sıcaklığı 120 F ve üzerinde olduğunda sıcak eğilme meydana gelmekteydi. Krank 195

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

milinin tur atması süresince eğilme değerlerinin izlenmesi dijital okuma değerleri ile büyük ölçüde yerine getirilir. İyi tasarlanmış her elektronik birimin en büyük özelliği kollarda yerleşiminin kolay olmasıdır. Ön yükleme izleme lambaları, dijital açı ve eğilme değerleri ve karterin dışarısında durabilmesiyle güvenli bir şekilde üzerine yönelebilir veya çalışmanın kolay olmasını sağlamaktadır. Deneyimli bir teknisyen elektronik birimi kullanarak birkaç birim üzerinden seri halde eğilme değerlerini komparatör kullanımına göre yarı zamanda yapabilir. Sistem operatörü için doğru ve kesin değerler ve operatör tekniğinden bağımsızlık ek avantajlardır. Sistem çapında geçmişe ait kayıtlar operatörün tek bir ekipmanının belirli bir süre boyunca olan performansının benzer ekipmanlarla karşılaştırılmasına izin verir. Buna ek olarak bakım prosedürleri ve onarım yöntemleri, beton dökme gibi, yapılabilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Eğilme Değerlerinin Yorumlanması

Okunan değerlerin yorumlanması için biraz deneyim ve sesli düşünme gerekmektedir. Fakat bu efor buna değmelidir. Çünkü ekipmanın alt tarafı ile ilgili problemler hiçbir zaman aynı değildir, en iyi yöntem birkaç tane varsayılan durumun incelenmesi için veriler analiz edilirken talimatlara uymaktır. Okuyucu bir tel veya ataştan yapılmış bir krank mili modeli kullanarak örnekleri ve sonrasındaki problemleri daha iyi takip edebilir. Şekil 4-7 ‘deki tabloda listelenen değerler Durum 1 için kullanılabilir ve 22 inç stroka sahip bir ekipmandan elde edilebilir. Kompresörün imalatçısı en fazla 0,004 inç lik eğilmeye izin vermektedir. 3 nolu ana yatak için 1800 konumunda -0,005 belirlenmiş sınırın üzerindedir, bir şeylerin yanlış gittiğini gösterir. 900 ve 2700 konumları normalde ana yatakların yatay düzlemde doğru yerleşimde olup olmadıklarının belirlenmesi için kullanılır. Ancak 1800 konumunda aşırı eğilme ( bir muylunun düşük olmasından dolayı ), bu -0.001 değerinin okunduğu 900 ve 2700 konumlarına getirir. Bundan başka eğer yatak yuvalarının yatay düzlemdeki yerleşimi aşınmış ise 900 ve 2700 konumlarında bazı işaretler ters dönecektir. Bu yüzden yatay yerleşimde hiçbir yanlış yoktur ( Gerçekte 1800 konumundaki değerler daha önemlidir. Çünkü nadiren de olsa ana yatak yuvaları bir yöne ayarsızlıkta olabilecektir ). Örneğe geri döndüğümüzde, 3 nolu ana yatakta 1800 ‘deki diğer aşırı olan tek değerdir, süpürülen 3 nolu muylunun sağ tarafındaki yatakta görülür. Bu düşük değer, 4 nolu muylunun -0,002 değeriyle olduğu gibi mil 3 nolu muyluyu geçtiğinde yamulma meydana getirir. Bu durumda düzeltme basittir. Çünkü bu sadece yatağın yerleştirilmesi meselesidir.

a

Şekil 4-8 ‘de Durum 2 ‘nin açıklanmasında kullanılacak olan bir dizi krank mili eğilme değeri verilmiştir. Burada 1800 deki eğilme değeri 1 ‘den 3 ê kadar olan muylularda daha kötü olacak ve 3 ile 6 arasındaki muylularda daha iyi olacaktır ve tüm işaretler (-) ‘dir. Bu gibi bir durumda sürekli olarak bel vermiş durumdadır. Bu, telden yaptığımız krank mili modelini çanak haline getirip tur attırarak denenebilir. O zaman tüm işaretlerin (-) olacağı görülebilir ve kolların en fazla ayrılması muylunun ortasında olacaktır. Bu durum, süpürülen bir veya daha fazla yatağın karakteristiği değildir. Çünkü her iki uçta da süpürülen yatakların yüksek merkezi terk etmesi ihtimal dışıdır. Bu koşul için tipik neden motorun her iki ucunda kırılma gevşemesine neden olacak gövde ve kaplama arasında yapışmaya neden olur. Yatay 196

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

kuvvet çiftleri gövdenin kaplamaya göre hareket etmesine neden olur. Bu bir senelik bir periyottur ve gerçekten aşınma meydana gelebilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-7 Kol eğilme değerlerine ait örnek

Eğer problem Durum 2 ‘deki gibiyse gövde ve kaplama arasına uzun feeler ( ~ 8 inç ) sokularak bu kolayca kontrol edilebilir. Eğer feeler kalınlığı çok fazla ise ( 0.025 inç e kadar ) bu durum eğilmeyi gösterdiğinden daha kötüdür. Çünkü gövde desteklenmiyor demektir. Feeler ‘ın tüm yollardan gövdenin altına sokulabileceği birçok kurulum bulunmaktadır. Fakat yerçekimi, feelerların bir kere sokulduktan sonra uç taraftan ortaya ne kadar hareket edebildiğiyle belirlenir. Her şeye rağmen Durum 2 ‘de eğilme değerleri aşırı derecededir ve kaplamada gövdenin hareket etmesiyle bir gevşeme yok ise birim yeniden kaplanabilir. Yaygın olarak yapılan hata, hareketi kısıtlayacak şekilde kaide civatalarının sıkılmasıdır. Bu tip sıkmanın faydası yoktur. Çünkü bağlantı kırıldıktan sonra kaide civataları motoru aşağıya bastırmaz. Bu miktar aşılabilecek maksium eğilme tarafından belirlenir. Burada tanımlanan inceleme, gövde ve zemin arasındaki bağlantının tatminkar bir seviyede olduğu ve zemin kırılmadıysa milin bel verme durumunun kaidenin şeklindeki değişim sonucu oluşacaktır. Burada kırılmaya neden olabilecek bir olasılık bulunmaktadır. Bu olasılık kaidenin incelenmesi ile doğrulanabilir. Neredeyse tüm beton yapılar göz ardı edilebilecek ince kırılmalara sahiptir. Ancak açık kırıklar genişliğine bakılmaksızın bir sorun olduğunun iyi bir göstergesidir. Açık kırıkların kesin konumunu gösteren bir taslak bazen krank mili eğilmelerinin konumunun bağlantı kurulmasında kullanışlıdır. Durum 3 ‘te eğer eğilmeler Durum 2 ile tamamen aynı fakat işaretleri tamamen (+) ise kaplama veya kaide kötü durumdadır. Bu koşul için yorumlar Durum 2 ile aynıdır.

a

Durum 4 ‘te eğilmelerin işaretlerindeki değişimler milin ters eğilmede olacağını gösterebilir. Bunun nedeni yatakların, kaplamanın, kaidenin ve gövdenin durumunun kötü olmasıdır. Bu durumda, önceki üç analizde tüm ana yataklar incelenene kadar doğru kabul edilemez veya üzerinde bir işlem yapılamaz.

197

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-8 Karşılaşılabilecek farklı eğilme tiplerini gösteren krank mili eğilme değerleri

Maksimum Eğilme Özellikleri

Problemin içerdiği değişken sayısı ve karmaşıklığı ekipmanın imalatçısı için mil arızasının meydana geleceği eğilmeyi tahmin etmesini imkansız kılmaktadır. Bu yüzden her mile çok sıkı maksimum değer atanmalıdır. Bu sayede tüm durumlar kapsanacaktır. Diğer ekipmanlar kompresör imalatçısının sınırlarından daha fazla eğilme değerlerinde yıllarca çalışırken yukarıdaki özelliklerden biraz sapma ile bu nedenden dolayı milde arıza meydana gelebilir. Bundan başka bazı konumlar bir ekipmanın seviyesini sınırlar içerisinde tutmayı zorlaştırmaktadır. Bu problem tavsiyelerin ötesine nasıl geçilebileceğine karar vermektir. Aşağıdaki inceleme bu kararı vermeye biraz yardımcı olabilir. Durum 1 ‘de 2 ‘den 3 ‘e kadar ki muylularda meydana gelen eğilmeler çok fazladır. Bu durumda kol gerilimi çok yüksektir ve belirlenmiş maksimum eğilmenin aşılmaması tavsiye edilir. Bu tel modelimizdeki milin bitişiğindeki ana yataklarından kaldırılması ve bel verme hareketinin oluşturulmasıyla gösterilebilir.

a

Durum 4 ayrıca, ters eğilme veya S ‘nin olduğu, artı ile eksi işaretlerindeki değişimle gösterilir ve arzu edilmeyen bir durumdur. Eğer eğilme değeri üreticinin standardının çok üzerinde ise. İşaret değişimleri arasındaki muylu da gerilim yığılması daha da artabilir. Durum 2, çanak ( tümü artı ) olan, diğer örneklere göre standartlardan daha fazla sapmaya izin verir. Çünkü gerilim yığılması durumunda olduğu gibi tehlikeli değildir. Bunun yanında bir çanak, bel vermeden daha iyidir. Çünkü modelde eğilme eksidir. Eksi değerin olduğu yerde kollar, muylu yukarıda olduğunda nötr konumdan içeriye doğrudur. Düşey kompresörlerde muylu üzerinde 198

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

maksimum kuvveti ortaya çıkaran pik basınç olduğunda yukarı pozisyon meydana gelir ve kol parçalarını ayırmaya çalışır. Kollar zaten içeriye doğru olduğundan pik basınç kol gerilimi kadar katkı sağlamaz ( maksimum kuvvet ortaya çıkmadan önce kolların ayrıldıkları yerde artı değer okuma durumunda olduğu gibi ). Herhangi bir pistonlu ekipmanda maksimum eğilmeye geçmenin zor olduğu görülmektedir. Fakat imalatçı tarafından belirlenmiş olan diğer her türlü koşul altında aşılamaz ise deneyimler milin kırılmayacağını göstermektedir. Eğilme sınırlarına erişildiğinde üretici firmaya mutlaka danışılmalıdır.

m o

Kompresör Silindirlerinin Yerleşimi

Kompresör silindirlerinin gövde veya karter ile olan ilişkisi lazer optik enstrümanlarla veya sıkı tel yöntemiyle incelenmelidir. Bu inceleme kompresör silindiri çapı, packing gövde çapı, yatak çapı ve kroşet kılavuz çapının krank miline göre olan ilişkisini kontrol eder. Tel yerleşiminde referans noktaları için Şekil 4.9 ‘a bakılabilir. Bu model Dresser-Rand Model HHE kompresörü içindir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-9 Tel ayarlama için referans noktası

Kompresör silindiri yerleşiminin yanlış olduğu veya krank milinden alınan uzama ölçer değerlerinin kabul edilebilir sınırların ötesinde olduğu görülürse kompresörün gövdesi yeniden kaplanmalıdır ve belki kaide keplerinin bazısı çıkarılması ve onarılmalıdır. Bu sık olarak karşılaşılan bir onarım değildir ve önceki zamanlarda kullanılan kum ve çimentoya göre çok daha iyi olan epoksi malzemeler ile yapılır.

a

Kompresör tabanının altındaki kaide veya kaplama ve kroşet kılavuzlarındaki kırılmalar basınç enjeksiyonu yoluyla onarılabilir. Bu onarım işleri deneyimli personele sahip ve kompresör kaidesinin ve yerleşiminin kötü olup olmadığına karar verebilecek kişilere sahip şirketler yapmalıdır. Kötü kaide/kaplamada ve ayarsızlıkta kompresörün çalışmasına izin verilmesi son derece risklidir. Arıza, hasar ve bozulma normalde; 199

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI



Ana yatakları



Krank milinin kırılmasını



Pistonun çizilmesi



Packing arızalarını



Piston kolunun çizilmesini



Kroşet pabucunun aşınmasını

içermektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Piston Kolunun Boşluğu

Piston kolunun boşluğu, silindirin gövde ile nasıl hizaladığının ayrıca kompresörün içinin ( piston, kol, kroşet ) birbiri ile asıl ve gövde ve silindir kombinasyonu ile nasıl hizalanmış olduğunun bir ölçüsüdür. Bu boşluk tüm parçalar soğuk ve ortam sıcaklığı 15 C0 – 20 C0 arasında iken yapılmalıdır.

Boşluk ölçümlerini yapmadan önce silindir ve destek silindir kapağı ve koruma somunları uygun sırada sıkılmalıdır. Yağ kazıyıcı ve packing yapışmanın önlenmesi için gevşetilmelidir. Boşluk düzeltme süresince ayarlanmalıdır. Yeniden kaplama, önemli parçaların değiştirilmesi, revizyon vb. yapıldığı zaman süreklilik ölçümlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Aşağıdaki prosedür, komparatör kullanarak boşluk değerlerinin elde edilmesi ve yorumlanması için bir kılavuzdur. 

Başlangıç kurulumu: Ek donanımlı bir komparatör hareket etmeyen bir yüzeye veya gövdeye güvenli bir şekilde bağlanır. Kompresörün pistonu, birimin dışta bırakılmasıyla maksimum dış taraf strokuna ayarlanabilir. Komparatörün hareket eden pimi kol boyunca rahat hareket edebileceği herhangi bir yere konumlandırılabilir. Yatay boşluğu ölçmek için pim piston kolunun yatay ekseni üzerinde sabitlenir. Düşey boşluk için düşey eksen çizgisi kullanılır. Hem yatay hem de düşey boşluk son derece önemlidir. Hareket eden pim arzu edilen konuma ayarlandıktan sonra komparatör bastırılır. Bu şekilde iğnenin en azından bir tur atması sağlanır, komparatörün boynu kilitlenir ve komparatörün iğnesi sıfırı gösterecek şekilde döndürülür.



Boşluk değerinin okunması: Ünite 3600 döndürülür. Ünite 1800 ‘yi geçtiğinde komparatör sınıra ulaşacaktır ( piston maksimum dahili strokunda olmalıdır ). Bu değer, artı veya eksi olmasına göre toplam boşluktur. Bu birim bunun ardından kalan 1800 üzerinden alınır ( piston şimdi maksimum dış strokundadır ). Bu şekilde iğnenin sıfır ayarına geri döndüğünden emin olunur. Eğer iğne sıfıra geri dönmez ise sıkılık için komparatörün yerleşimi kontrol edildikten sonra ölçüm tekrarlanır ve tabana güzelce oturduğundan emin olunur.



Düşey boşluk: Bu değer genellikle kompresör pistonunun ve kolunun silindir ve gövde ile ne kadar aynı doğrultuda olduğunu gösterir. Biz piston tarafında eksi soğuk boşluğu görmek isteriz. Bu yüzden kullanım sırasındayken pistonun genleşmesi beklenir.

a

200

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI



Pozitif değer okunması: Bunun anlamı kroşetle ilgili olarak pistonun yüksek olduğudur ve negatif olması pistonun kroşete göre arzu edildiği gibi düşük olduğunu gösterir. Eğer piston yüksek veya arzu edilen sınırdan daha düşük ise ayarlamalar kompresörü üreten firmanın el kitabına göre yapılır.

Şekil 4-10 ‘da izin verilebilir piston kolu boşluğu ( düşey ve yatay ) silindir çalışma toleransının fonksiyonu olarak görülmektedir ( Cooper – Bessemer ). Silindirler, eğer bu sınırların arasına düşerse çalıştırılabilir. Eğer belirli bir zaman sonra boşluk izin verilen değeri aşarsa bu aşınmanın olduğunu ve bakım gerektiğini gösterir.

m o

İzlemede Proksimite Probu Yöntemi

Taşıyıcı band aşınmasını ölçmede en verimli yöntemlerden birisi de piston kolunun konumunu ölçmek için packing gövdesine düşey olarak monte edilmiş proksimite probunun kullanılmasıdır. Probun boşluk voltajı elektronik kol düşme değeri aygıtıyla okunabilir. Bentley Nevada ‘nın altı kanallı kol düşme monitörü gibi monitörler krank milinin her çevrimi başına bir puls sağlayacak proba sahip bir keyfazör kullanmaktadır. Bu puls bir referans olarak kullanılabilir. Böylece kolun konumu anlık olarak görüntülenebilir. Kol düşüş ölçümünün üç büyük avantajı bulunmaktadır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Birincisi, strokta sadece bir noktadan değer alınmasıyla çizik aşınması veya kol kaplamanın etkileri en aza indirilir. İkincisi, strokta en önemli nokta değer alma için seçilebilir. Tipik olarak bu alt ölü noktadan biraz önce veya biraz sonra piston ve kroşet üzerindeki dinamik kuvvetlerin okuma üzerinde minimum etkileri olduğu zaman olabilir.

a

Şekil 4-10 Silindir çalışma toleransının fonksiyonu olarak izin verilebilir piston kolu boşluğu

201

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Üçüncüsü. o anda piston merkezinin konumunu bildiğimizden monitör ekipmanın geometrisi için düzeltme yapabilir ve taşıma bandının o andaki aşınma miktarını gösterebilir. Bentley Nevada nın Model 3300/81 monitörü her bir kanal için ikaz ve tehlikesi olmak üzere iki seviyeli alarma sahiptir. Bu monitör, ekipmanı periyodik olarak durdurmaya ve taşıyıcı bant aşınmasını incelemeye olan ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır. Buna ek olarak bu monitör kestirimci bakım programının bir parçası olarak aşınma eğiliminin durumu hakkında bilgi vermektedir. Diğer kol düşme indikatörlerinde olmayan şekilde aşırı taşıyıcı band aşınmalarında sadece bir alarm verilmektedir. Boşluk Sınır Değerleri Aşarsa Yapılması Gereken İlk Kontroller

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Eğer kılavuz değerler yakın olarak çıkmış ve boşluk uygun sınırlar içerisinde ayarlanmamışsa aşağıdaki kontroller yapılmalıdır: 

İlk önce tüm gövde somunlarının uygun olarak sıkıldığından emin olunmalıdır.



İkinci olarak packing ve kazıyıcı grupların kola yapışmadığı görülmelidir. Eğer uygun boşluk hala elde edilemiyorsa piston ve piston kolu 900 döndürülür. Gövde ve pistonun dış tarafı boşlukların kendi başlarıyla teması önleyecek derecede olması sağlanmalıdır. Kroşet sıkıştırma sonunda yeniden kilitlenir, hem düşey hem de yataydaki boşluklar tekrar alınır ve kaydedilir.

Kabul edilebilir piston kolu boşluğu değeri ve kabul edilemeyen değerlerin düzeltilmesi veya belirlenmesi yöntemleri için her zaman kullanım kitabına başvurulmalıdır. Tablo 4-1 ‘de kroşet pabuçları için ayar pulu ile ilgili veriler bulunmaktadır. Kaide Problemleri ve Onarılması

Bölüm 2 ‘de değinildiği gibi pistonlu kompresörlerde salınım yapan parçaların hareketi değişir. Sonuçta oluşan salınım ve atalet kuvvetleri bu ekipmanların uygun olarak tasarlanmış kaidelere montaj edilmeleri ile sağlanır. Eski pistonların kurulumunda yağ atılmış betonun çok sık olarak yeniden kaplanması gerekmekteydi. Yeni kaplama malzemesi bir epoksi olmalıdır. Yağla doyurulmuş beton yeniden kaplandığında beklenilen sonuçlar iyi beton özellikleri ile karşılaştırılabilir olmalıdır. Çünkü bunların özellikleri gerçek tasarım için bir kriterdir. Deneyimler, yapıştırma için beton yüzeyin hazırlanmasında en iyi yöntemin yüzey talaşının kaldırılmasıyla mekanik çizilme olduğunu göstermiştir. Bu, yüzeyin en azından ½” kaldırılmasıyla yapılabilir. Pistonlu kompresörün kaidesi üzerine kumlama yapılmamalıdır. Yüzeyin hazırlanması için daha önceleri asitle yıkama yapılmaktaydı. Fakat bu yöntem güvenirliliğini ispatlamış değildir.

a

Beton yağı emebilir ve yağ bir kere emildikten sonra hem çeki hem de bası mukavemetlerinde kademeli düşüş meydana gelir. Yeterli zaman verildiğinde betonun bası dayanımı, parmaklar arasında ufalanabilecek noktaya kadar düşürülebilir. İyi ki bozulma süreci yavaştır ve komple bir bozulmanın meydana gelmesi için uzun yıllar gerekmektedir. Toplam bozulma meydana geldiğinde hasarlanmış olan beton yeni beton veya epoksi kaplama ile değiştirilmelidir.

202

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Bu ölçümler yağ bariyeri oluşturmak için epoksi ile betonun sızdırmazlığının sağlanması gibi problemleri önleyecektir. Kaide sızdırmazlığının sağlanması genellikle montaj zamanında yapılır. Yağ yapıya girmiş fakat mukavemetinin toplam kaybı olmamış beton kaideler uygun yeniden kaplama teknikleri ile kurtarılabilir. Yağ veya gres gibi kirleticiler bulunduğunda yüzey hazırlama ve epoksi kalınlığına önem verilmelidir. Tablo 4-1 Piston kolu boşluğunun daha doğru ayarlanması için kroşet pabucunun ayar pulu konulma değerleri

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Epoksi kaplama kalınlığının uygun olması önemlidir. Katı malzemelerde bası yükü sonucu oluşan kuvvetler, yüklemenin olduğu noktada konik şekilli dokuda katı içerisinde yayılması beklenebilir. Sonuç olarak betonun daha zayıf olması, yüklerin betona aktarılmadan önce yeterli miktarda dağıtılabilmesi için epoksi kaplama daha kalın olmalıdır. Diğer teknikler iyileştirici ölçümlerini daha da arttırabilir. Örneğin çeki yükleri, betonun hala iyi olarak kaldığı kaidenin iç bölgelerine çelik konulup güçlendirilmesiyle, aktarılabilir.

a

Şiddetli derecede yağın girdiği kaide, kaidenin iç bölgelerine uygun olarak yerleştirilmiş ve yapıştırılmış güçlendirme çeliği ile birleştirilmiş kalın epoksi kaplama tabakası ile kapatılabilir. Bu teknik, dişçilerin zayıf bir dişi kapattıkları zaman kullanılanla aynıdır. Eğer zayıf bir malzeme var ise bunun mukavemeti bu şekilde arttırılır.

203

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Yeniden Kaplamanın Gerekip Gerekmediğinin Araştırılması Ölçümler ve analiz yeniden kaplamaya ihtiyaç olup olmadığının belirlenmesinde belirleyici olacaktır. Aşağıda bunun için bir sıralama verilmiştir: 1. Kompresör tabanının veya ana yatakların işlenmiş alanlarının hassas lazer profil değerlerinin sürekli performans testlerin alınması ve gelecekte değerler arasında karşılaştırma yapılması için kaydedilmesi 2. Kompresörün krank milinin sıcak kol eğilmesinin alınması, çalışma ve karşılaştırma

m o

3. Kompresör kolunun uygun boşluğunun kontrol edilmesi ve değerlerin kaydedilmesi

4. Uygun kaide saplama malzemesinin ve uygun tork değerlerinin kontrol edilmesi. Kırılan her saplamanın tork değeri gibi değerleri kaydedilmelidir. Kaide saplama malzemesi AISI 4140 ( B7 ) veya muadili olan yükek çekme dayanımlı çelik olmalıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

5. Ana yatakların incelenmesi ve boşluk değerlerinin kaydedilmesi

6. Çalışma süresince kompresör hareketi köşelerden izlenir ve kompresör kaidesinin taslak diyagramı üzerine durum not edilir 7. Kaplama ve beton kaide görsel olarak incelenir ve kompresör kaidesinin taslak diyagramı üzerine durum not edilir. 8. Daha önceki kayıtlar ile yeni değerler ve durumlar arasında karşılaştırma yapılır. Üreticinin önerdiği maksimum izin verilebilir değerler ile krank mili kol eğilmesi karşılaştırılır. Temel düzeltici ölçümler incelenir ve düzeltmelerin yapılması için bir program geliştirilir. Yeniden Kaplamayı Ertelemenin Etkileri

Çalışan ekipman özellikle yeniden kaplanması gerektiği zaman rutin bakımın ertelenmesi genellikle kaide de hasarlar meydana getirecektir. En önemli arıza tipi krank miline paralel düzlemde herhangi bir konumdaki kırılmadır. Bu kırılmalar tasarımın yetersiz olması veya kaide üzerinde aşırı derecede büyük kuvvetler meydana getiren çalışma koşullarının sonucu olabilir. Yeniden kaplama zamanında kaidedeki bu kırılmalar onarılmadıkça kaplamanın ömrü büyük oranda azalacaktır ( genelde normal ömrünün %10 u civarında ). Kompresörün pistonları tarafından yanal dinamik kuvvetler oluşturulur. Teorik olarak eğer bir ekipman mükemmel olarak dengelenmişse kaide üzerinde sadece ölü ağırlık kuvvetleri etkiyecektir. Bu gibi durumlarda ankraj civatalarına ihtiyaç yoktur. Gerçekte ise pistonlu bir ekipmanın mükemmel olarak dengelenmesi imkansızdır.

a

Dengelenmemiş kuvvetlerin iyi tasarlanmış ve bakımı yapılmış bir ekipman üzerinde ortaya çıktığını kabul edersek bakım programı ertelendiğinde neler olabileceğini tahmin etmeye çalışalım. Yağlama yağı kaide omzu üzerinde az miktarda kaçak yapar. Eğer ekipman ve kaplama arasında herhangi bir hareket mevcut ise yağ hareket sonucunda giriş yapar ve ekipman tabanı ile zemin arasında kalan yapışkan hidrolik olarak ayrılır. Ekipman ve kaplama arasındaki hareket miktarı arttıkça kaide üzerine etkiyen kuvvetler doğrultu ve şiddetteki değişimden dolayı eksponansiyel olarak artış gösterir.

204

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Kaide Kırılmalarının Onarılması Yağ karteri için kaidenin üzerinde bulunan çentik gerilim yığılmaları için mükemmel bir konumdur. Yanal dinamik kuvvetler tarafından oluşturulan hareket ekipmanın tabanı ve kaidenin altındaki yanal güçlendirme çeliği arasındaki mesafeyle katlanır. Bu konumda kaidenin kırılma olasılığı çentik derinliği arttıkça artar. Yanal kuvvetler ve yanal güçlendirme çeliği arasındaki mesafe arttıkça momentte artar. Şekil 4-11 ‘de kaidenin bir ucundan diğer ucuna kadar yatay kanalların açılmasıyla bu tip kırılmaların onarımı ile ilgili bir yöntem görülmektedir. Yüksek çekme dayanımlı alaşımlı çelik saplama her bir kanala sokulur ve kanalın alt tarafından sabitlenir.

m o

Alternatif olarak boydan boya uzun bir saplama kullanılabilir. Bunun sonrasında ufak çaplı saplamanın etrafındaki dairesel alana ufak çaplı bir bakır enjeksiyon yerleştirilir. Bunun ardından kanalın ağzı mühürlenir ve somun bloğun iki kısmını bir araya getirecek şekilde sıkılır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-11 Krank miline paralel olarak kırılmış kompresör kaidesinin onarılma yöntemi

Şimdi saplamanın etrafındaki çevresel boşluğa veya sıvı epoksi basılır. Saplamanın etrafındaki dairesel alandaki hava basıncı arttıkça gözenekli betonun içerisine sıkıştırılır. Dairesel alan doldurulduktan sonra basma devam eder ve içeriden dışarıya doğru kırık yer doldurulur. Bu onarım yöntemi sıkıştırmada betonu değiştirir. Fakat bu çekide de kullanılabilir. Bu sıkıştırma durumu, kırılma yeniden gelişmeden olayın üstesinden gelmelidir ve bunun bir sonucu olarak onarılmış kaide genellikle gerçek kaideden daha güçlü olur. Bu teknik genellikle kaidedeki beton kötü kalitede olduğu zaman kullanılır.

a

Ankraj Civatasının Değiştirilmesi

Ankraj civatası hasar gördüğünde komple değiştirilmelidir. Bu Şekil 4-12 ‘de görülen teknikler kullanılarak yapılabilir. Bir ankraj civatasının ekipman kaldırılmadan veya kaplama yapılmadan tamamen değiştirilmesi mümkündür. Bu büyük çaplı düşey kanallar, değiştirilecek ankraj civatasına komşu ve ekipmanın 205

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

tabanına teğet, açılmasıyla mümkündür. Çekirdekler çıkarıldıktan sonra ankraj civatasının etrafındaki betona erişilebilir. Etrafındaki beton uzaklaştırıldıktan sonra ikili parça ve kovanlı ankraj civatası monte edilir. Ankraj civatası değiştirildikten sonra epoksi kaplama orijinal civatanın etrafından çıkarılan beton değiştirilecek şekilde dökülür ve çekirdeğin çıkarılması ile beton uzaklaştırılır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-12 Ankraj civatasının değiştirilmesi

Kompresörün Yatak Bakımı ve Değiştirilmesi

Yatağın vaktinden önce aşınması veya arızalanması genellikle bir dizi faktörün kombinasyonu sonucu oluşur. Mekaniksel aşırı yükleme kir ve yanlış montajda kimi zaman bu faktörlerin içerisinde yer almaktadır. Fakat ayarsızlık, uygun olmayan yağlama ve aşırı ısınma mil, yatak ve ana gövdenin ciddi bir şekilde hasarlanmasının en büyük nedenlerinden değildir. Bu tip hasarın tespit edilmesi zordur ve genellikle bir süre için tespit edilemez. Bir yatağa yağ akışı olsa bile bu normalden önemli miktarda sapma gösterecektir, göstergelerdeki yağ basıncı ve sıcaklık, problem sadece tek bir hat üzerinde sınırlı olsa bile halen normal olarak görülebilir.

a

Yatakların, krank milinin ve diğer bileşenlerin periyodik olarak incelenmesinde üretici firmanın tavsiyeleri önemlidir. Ana yatak veya krank pimi yatağının değiştirilme ihtiyacı olduğunda analist neden değiştirilmesi gerektiğini sormalıdır. Olası nedenler her zaman araştırılmalı ve diğer bileşenlerinde de etkilenip etkilenmediği belirlenmelidir. Değiştirilen yatak etrafındaki alanın dikkatli bir şekilde incelenmesi koruyucu bakımda zorunlu bir adımdır.

206

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Krank milinin düzgünlüğü, kaide altlığının doğrultu ayarı ve biyel kolu yatak deliklerinin delik çapları olası sorunlu bölgelerdir. Genellikle rulman arızasının meydana getirdiği boyutsal değişimlerden kaynaklanan yerel aşırı ısınma, şekil değişikliğine veya ilgili parçalarda kırılmalara neden olur. Yatak arızası meydana geldiği zaman hasar için üretici firmanın kullanım kitaplarına danışılmalı ve tüm bileşenler kontrol edilmelidir. Diğer faktörlerin içeriğine bakılmadan en şiddetli kompresör doğrultu bozuklukları önemli bileşenlerin yapısal hasar meydana getirecek derecede aşırı ısınmasına neden olacaktır.

m o

Yatak Bakımı

Ciddi problemlerin birçoğu hasarlanma zamanına kadar gizli olarak kalabilmektedir. İyi yataklar, yatak altlığı problemini gizleyebilir. Bazı durumlarda bel vermiş bir krank mili sıfır eğilme değeri verir. Kimi zaman normal aşınmanın olmayışı bir problemin var olduğunu gösterebilir. Bu yüzden incelemeler bakım programının düzenli bir parçası olarak yapılmalıdır. Ekipmanın genel koşulu kabul edilebilir olarak görülse bile sıra dışı bir olay görüldüğünde şüphe duyulmalıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Aşınan parçaların aşınması olması beklenir. Yapısal bir arıza meydana geldiğinde kompresörün krank mili kırılır. Son incelemede krank milinin olağan dışı eğilmesi yoktu ve aynı yataklar üzerinde 15 yıldan fazla çalışmaktaydı. Demontaj süresince görüldü ki ana yatakların yatak yüzeyleri iyi durumda görülmesine rağmen bunların sırtları taban plakasına kadar aşınmıştı. Krank mili gibi büyük kompresör bileşenleri kütlelerine rağmen önemli miktarda esnemeye maruzdurlar. Bunlar tüm uzunlukları boyunca veya aşırı hasarın beklendiği yerlerde yataklanmalıdır. Bu durumda aşınmış yataklar destek olamaz. Yatak sırtlarının şekil değiştirmesi ve yenmesi ısı transferini de olumsuz etkiler. Bu yataklar çıkarılmalı, incelenmeli ve 1000 saatten önce değiştirilmelidir. 400 000 $ ‘lık krank milini korumak için yeni yataklara 12 000 $ harcanması akıllıcadır. Bu talihsiz hikaye ders olmalıdır. Kompresör yatakları 5 ila 8 senede bir değiştirilmeli veya en azından kabaca incelenmelidir. Yatakların doğru olarak monte edilmesi çok önemlidir. Yanlış montaj yatak arızanın en yaygın olarak görülen nedenlerinden birisidir. Doğru ezilme için yatakların sıkılması birincil öneme sahiptir, aksi halde yataklar gevşeyebilir ve sabit vurma hareketi veya kötü ısı transferinden dolayı kullanılmaz hale gelebilir. Yatağın ezilmesiyle ilgili daha özel bilgiler için yatağı tedarik edern firma ile irtibata geçilmelidir. Bir yatak arızalandığında hasarın büyüklüğü ve nedeninin belirlenmesinin önemini artık kavramış bulunuyoruz. Hasarlı veya kullanılamaz durumdaki ana yataklar veya kol yatakları krank milinin, ana yatak keplerinin, kaide altlığının deliklerinin ve biyel kolu deliklerinin kontrol edilmesini gösterebilir.

a

Ana Yatağın Ayarlanması için Üst Boşluğun Kontrol Edilmesi

Üstteki yatak sırtlarının ve ana yatak muylularının arasındaki boşluk kaidenin ayarlanmasının başlangıç işaretini verir. Üstteki tüm boşluklar bir diğerinin 0,001 inç ‘i kadar olmalıdır ( Şekil 4-13 ). Üst tarafta sıkı toleransın olması düşük altlığı gösterebilir. Eğer öyleyse krank mili üzerinde oturtulması için üstteki boşluklar kontrol edilir.

207

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Şekil Değiştirme ve Salgı için Krank Milinin Kontrol Edilmesi Şekil değiştirme değerleri krank milinin düz olup olmadığı uygun desteklenip desteklenmediğini ve düzgün doğrultuda çalışıp çalışmadığı ile ilgili biraz bilgi verebilir. Şekil değiştirme normalde bir eğilme göstergesi ile test edilir. Eğilme göstergeleri ardışık krank kolları arasında yayılmış olan değişimleri krank mili dönerken ölçer ( Şekil 4-4 ve 4-6 ). Ana yatak kullanılamaz hale geldiğinde veya herhangi bir zamanda yataklar değiştirildiğinde hem salgı hem de şekil değiştirme kontrolünün yapılması önemlidir. Şekil değiştirme değerlerinin tek başın alınması olay hakkında tam bir fikir vermez. Fakat krank mili düz olduğundan sıfır eğilme garantisi yoktur. Gerçekte düz bir krank mili üzerinde bazı nominal eğilmelerin olması beklenir. Eğer hiç eğilme yok ise bir problem var demektir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-13 Kompresörün ana yatağı

Daha önce bahsedildiği gibi eğilme göstergesinden krank mili 1800 aşağıya döndürüldükten sonra değerler alınmalıdır. Bu eğilmenin görülmesine izin verir. Aksi halde krank mili sadece ana yataklar tarafından düz olarak tutulacak derecede bel vermeye sahip ise eğilme gözden kaçabilir. Muylu boşluğu normalde krankın ağırlığının etkilerini ortadan kaldıran ana yatağı parçalayan hattın seviyesinde krank mili tarafında bir komparatör ile kontrol edilir. Yatak çıkarıldığında ve komparatör, yatak yağ kanalında ana yatak muylusuna karşı konulur ve krank mili döndürülür ve olayın anlaşılması için 900 ‘lik aralıklarla değerler okunur. Eğer krank mili ve taban plakası hem düz hem de uygun olarak hizalanmışsa okunan değerler kullanım kitabındaki özelliklerin 0,001” ‘i civarında olmalıdır. Krank Yatağında Görülen Arızalar

Bu yatakların arızası gerçekte daha yaygındır. Bu meydana geldiğinde yamulma işaretleri ve yıkıcı aşırı ısınmanın işaretleri için her zaman biyel kolu yatak çapı kontrol edilir.

a

Biyel kolu çıkarılır ve yatağın çıkarılmasıyla deliğin yuvarlaklığı kontrol edilir. Kolu yeniden monte etmeden önce yeni yataklar geçici olarak monte edilir ve civatalar tork anahtarı ile sıkılır. Değiştirilen yataklar monte edildiğinde iyi oturmanın ve verimli ısı transferinin sağlanması için uygun yatak ezilmesinin meydana getirilmesinde kepler, torkunda sıkılır. Biyel kolu yatağı değiştirildiği zaman kolun kroşet pim çapı da yuvarlaklık ve boşluklar için incelenmelidir. Eksen çizgisinin biyel kolunun her iki deliğine paralel olduğunun kontrol edilmesi iyi bir alışkanlıktır.

208

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Yatak Grubunun Kontrol Edilmesi Bu kontrol, krank mili yataklarının montaj öncesi ve montaj süresince gözden geçirilmesi gereken en önemli maddeleri içermektedir. 

Yatakların doğru tasarıma sahip olduğundan emin olunmalıdır



Yataklar çapaklardan arınmış olmalı ve temizlenmelidir



Yatak gövdesi, krank mili ve yağ kanalları temizlenmiş olmalıdır



Herhangi kilitleme pimlerinin tatminkar ve çapaklardan arınmış olmasına dikkat edilmelidir. Konumlandırma tırnağı doğru olarak konumlandırılmalıdır



Yatağın pozitif serbest açıklığa sahip olduğundan emin olunmalıdır



Kompresörde bunun konumu yatak üzerine açıkça işaretlenir



Her bir yatak gövdesinin bir ucuna kompresör konumu açıkça işaretlenir



Yatağın sırtı ve gövde deliği arasına yağ konulmamalıdır



Yatak deliği ve krank mili yüzeyleri arasına yağ hafif kaplama olacak şekilde uygulanır



Ekipmanın kullanım kitabında tanımlandığı gibi doğru tork ve gerdirme için doğru sırada civatalar sıkılır



Milin serbestçe dönüp dönmediği kontrol edilmelidir

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Geçmeli Tip Yatakların Yeniden Üretilmesi

Geçmeli tip kompresör yataklarının yeniden üretilmesi veya yeniden babbitt metali ile kaplanması sadece belirli tipler için yapılmalıdır. Kalın babbitt e sahip eski geçmeli yatakları genellikle 0,032” ila 0,064” kalınlığında, bu iş tipinde atölyede yeniden kaplanabilir. Santrifüj döküm ve babbittin spreyle püskürtülmesi bu geçmeli yataklarla dökme için çok uygundur. Kalınlığı düşürülmüş babbittli ( 0,007” ~ 0,015” ) yeni geçmeli yataklar eğer sırt kısmı dökme demir veya çelikten imal edilmiş ise santrifüj döküm ile yeninden kaplanabilir. Bronz sırta sahip yataklar yeniden kaplanmamalıdır. Bunun nedeni geçmeli yatağın çap küçülmesinin hasar görme olasılığıdır.

a

Üçlü metal konstrüksiyonuna sahip geçmeli yataklar yeniden üretilemez veya yeniden kaplanamaz. Yeniden kaplanan herhangi geçmeli yatak ultrason ile kontrol edilmelidir. Bu sayede babbitt ve sırt arasındaki alanın %100 yapıştığından emin olunur.

209

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Kompresör Bileşenlerinin Onarılması ve Yeniden İmal Edilmesi Pistonlu kompresörün revizyonunda ve bakımında önemli bileşenlerin onarılması gerekebilir. Onarım yapıldığında parça entegrasyonunun tehlikeye atılmasını önlemek ve üretici tarafından kompresöre monte edilen orjinalden iyi veya daha kötü olup olmadığının anlaşılması için birkaç şey göz önünde bulundurulmalıdır. Bunun için aşağıdaki sorulara cevap aranmalıdır: 

Onarım mühendis kararı ile mi yapıldı ?



Onarım karesellik, paralellik ve yüzey kalitesi gibi uygun üretim teknikleri ve özenle mi yapıldı ?



Onarım yapılırken kullanılan malzemeler üretici firmanınkine eşdeğer veya daha mı iyi ?

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Silindirin Onarılması ve Bakım

Silindir çapının ve pistonun incelenmesi için düzenli bir program mümkün olduğu kadar kullanım ve servis koşullarıyla belirlenmelidir. Başlangıçta incelemeler sık yapılır ve gözlemlere ait detaylı bir rapor tutulur. Bilgiler sıraya konur ve bir doku tanımlandıktan sonra incelemeler ve servis arasındaki zaman aralığı ayarlanır. Aşınma ve hasar için tüm bileşenler incelenir. İç ve dış çap mikrometreleri silindir çapları, piston çapları ve kol çapları kontrol edildiği zaman kullanılmalıdır. Silindir çapları saat 6 – 12 ve 3 – 9 ‘da ölçülmelidir ( her iki uçtan ve ortada ). Kırılmalar için delik çapı, karşı delik ve vana portları gözle incelenir. Eğer kırılma olduğunda şüpheleniliyor ise girici boya kullanılır. Genel olarak kompresör silindirlerinde görülen problemler şunlardır:

1. Özellikle yatay ekipmanlarda silindir çapları daireselliğini kaybedecek şekilde aşınmıştır ( ön kapaktan arka kapağa doğru aşınma genellikle kum saati şeklindedir ). 2. Silindirler olması gerekenden daha büyük bir çapa kadar aşınır.

3. Su pasajları birikintiler veya su arıtma kimyasalları tarafından bozulmuştur. 4. Hava pasajları kir ve karbon birikintileri tarafından bozulmuştur. 5. Yağlama yağı pasajları tıkanmıştır.

6. Vana sit ve kapak conta yüzeyi karıncalanmış veya erozyona uğramıştır.

a

7. Kapağa doğru olan silindir su portları erozyona uğramıştır. 8. Silindirde kırılmalar bulunmaktadır. Silindirlerin İncelenmesi

Silindirler ya görsel olarak ya da daha büyük hassasiyetle delik çapının ölçülmesi ile incelenir.

210

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Her durdurma da gözle inceleme yapılmalıdır. Bu vana portlarından bakılarak ve sürünme veya çizilmeye ait herhangi bir işaret için inceleme ile tamamlanır. Bunun yanında silindirin yağlama miktarı belirlenmelidir. Silindirin aşırı yağlandığı ve yetersiz yağlanıp yağlanmadığı belirlenir. Bu anda yağlayıcı beslemesi ayarlanabilir. Her revizyonda daha detaylı bir inceleme yapılmalıdır. Bu anda piston ve piston kolları çıkarılır, silindirin kesin ölçüleri alınır ve silindirin genel koşulu belirlenir. İnceleme Tipleri

m o

İki tip inceleme bulunmaktadır:

1. Görsel: Bu inceleme herhangi pürüzlülüğün, sürünmenin veya çizilmenin olup olmadığını belirler.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Ölçümler: Ölçümler aşınmanın olup olmadığının belirlenmesi ve sınırlar içerisinde aşınmanın sürekli olarak çalışmaya izin verip vermediğinin belirlenmesi için alınır. Eğer ölçümler aşınmanın kabul edilebilir sınırların dışında olduğunu gösteriyorsa ölçümler hangi onarım prosedürlerinin yapılacağını belirleyebilir. Silindir Çapı Ölçümleri

Kompresör silindir çapı ölçümleri düşey ve yatay doğrultularda ve silindir boyunca en az üç farklı konumda, segmanın her uç tarafında ve merkezinde alınır ( Şekil 4-14 ). Tüm ölçümler bir mikrometre ile alınır ve uygun inceleme raporlarına kaydedilmelidir. Her kompresör silindiri için bir tane form kullanılmalıdır ve tüm uygun veriler girilmelidir.

Şekil 4-14 Silindir boyunca ölçüm alınan noktalar

a

Silindir Çapının Aşınma Tipleri

Silindir çapı genellikle aşağıdaki şekillerde aşınır:

1. Kompresör silindir çapları genellikle fıçı şeklinde, merkezde kompresör stroklarının uç taraflarına göre daha fazla aşınma olur ( Şekil 4-15 ). 2. Delik çapları illa ki dairesel şekilde aşınmaz. Düşeyde yatay doğrultuya göre daha fazladır veya tam tersidir. 211

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

3. Konik aşınma da bunun bir delili olabilir. Silindir kapağı tarafında krank tarafına göre daha fazla aşınma veya tam tersi şeklindedir.

m o

Şekil 4-15 Fıçı şekilli aşınma dokusu

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Onarım Prosedürleri

Bir kompresör silindiri çalışmasını hatasız olarak sürdüremeyeceği şekilde çizilme, sürünme veya aşındığında yapılabilecek 3 onarım prosedürü bulunmaktadır. Duruma bağlı olarak bunlardan en uygunu seçilir. Honlama

Silindir çapı incelendiğinde sürünme veya çizikler görülüyor ise problem honlama ile düzeltilebilir. Eğer silindirde derin sürünme var ise ilk önce çap işlenir ardından honlama yapılması önerilmektedir. Honlama ile düzeltme uygun olabilir. Fakat fazla zaman almaktadır. Dökme demir silindirlerde eğer silindir yağlanıyor ise uygun yüzey kalitesine büyük taneli J13 taş ile honlama, ince taneli J45 taş ile bitirme ve ardından kaba taneli taşla yatay tarama yapılarak elde edilebilir. Silindir çapının işlenmesi yağlanan kompresörler için 16 RMS ve en azından yağlanmayan silindir veya 2500 psi ‘ın üzerinde çalışan yağlanan silindirler için 8 RMS ile yüzey bitirme yapılmalıdır. Not: Bir kompresör silindiri daireselliğini kaybetmişse veya konik hale gelmiş ise honlama ile düzeltilemez. Bu çap yeniden işlenmelidir. Honlama sadece pürüzsüz daire veya konik delik çapı verecektir. Silindire Yeniden Çap Verilmesi

Daireselliğin, konikliğin veya fıçı şeklinin düzeltilmesi yeniden çap verme ile yapılabilir. Silindir yeniden çap verme ile düzeltildikten sonra tüm alet işaretleri daha önce tanımlandığı gibi honlama ile çıkarılabilir. 

a

Ölçülen maksimum silindir çapı nominal silindir çapının 0,00075” katı olduğu zaman silindirlere yeniden çap verilir. Bu fark herhangi çevre, düzlemdeki ölçümlere veya silindir eksenindeki ölçümlerdeki farka uygulanabilir.

Örnek: Nominal çap – 10,000” Maksimum izin verilebilir silindir çapı = 10. 0,00075 = 0,0075” 212

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Bu yüzden eğer minimum silindir çapı 10,0025” ise herhangi bir noktada ölçülen maksimum 10,010” i aşmamalıdır. Not: Moleküler ağırlığı 17 ‘den az veya piston ringleri boyunca basınç farkı 700 psi ‘ın üzerinde herhangi bir gaz sıkıştırıldığı zaman çarpan 0,0005” x nominal silindir çapı na düşürülür. 

Maksimum dairesellik çapı 1. Metalik ringler: 0,001”/Silindir çapı ile silindir çapından bağımsız olarak maksimum 0,015” tir.

m o

2. Teflon ringler: 0,002”/Silindir çapı ile silindir çapından bağımsız olarak maksimum 0,018” tir. 

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Koniklik

Silindir uzunluğu için maksimum koniklik strok başına 0,0005” tir. 

Kenarlar

Piston ring in hareketinin sonunda 0,007” ila 0,010” aralığında kenara sahip tüm boyutlara yeniden çap verilmelidir. Yeniden Çap Verildiği Zaman Kaldırılması Gereken Malzeme Miktarı Katı Silindir Çapları

Bir kompresör silindirine yeniden çap verilebilmesi genellikle karşı delik tarafından sınırlandırılmıştır. Genellikle karşı delik silindir çapından 1/8” ila 1/4” daha büyüktür. Bir silindir karşı delik çapından daha büyük bir çapa işlenmesi için yeterli dayanıma sahip iken bunun bu şekilde yapılması pratik olmayabilir. Çünkü büyük çaplı yeniden tasarım olmadan kapakların merkezlenmesinin bir yolu yoktur.

a

Şekil 4-16 Silindir çapı ve karşı delik konfigürasyonları 213

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Gömlekli Silindirler Gömlekli silindirlerde gömlekler honlanabilir. Fakat çapta fazla değişikliğe izin verilmemelidir. Bu miktar 0,375” ila 0,750” arasında değişen gömlek kalınlığına bağlıdır. Silindir çapının daireselliğini kaybetmesi veya konik olmaması önemlidir. Desteksiz gömlekler yamulacak ve gömlek çapı ( ID ) daireselliğini kaybedecek ve konik şekil alacaktır. Silindir gerçek gömlek çapı üzerinden 0,060” e çap verilecektir. Açık olarak silindir çapından kaldırılan miktar gömleğin dış çapına eklenmelidir.

m o

Rektifiye Piston Ringleri

Rektifiye piston ringlerine ihtiyaç duymadan önce ne kadar honlama veya yeniden çap verme yapılmalıdır ?

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Bu piston ringi boşluğu göz önüne alınarak belirlenir. Bir silindir honlandığında veya rektifiye edildiğinde daha büyük boyuttaki ringler, ring boşluğu çap artışından dolayı normalin 3 katına çıktığında uygun hale gelir. Bu ring boşluğu silindir çapından kaldırılan malzeme miktarının 3,1416 katına kadar artabilir.

Örnek: Dökme demir ring boşluğu için 0,003 inç i başınadır. Bu yüzden 10 inç lik bir silindirde normal piston ringi boşluğu 0,030 inç tir. 3 x 30 = 0,090” veya 0,090 – 0,030 = 0,060” olduğundan 0,060” lik artış boşluğu 3 kat normal yapar. Bu yüzden 0,060/3,1416 = 0,019” silindir çapı boyutunda büyük boyut ringlerine gerek kalmadan izin verilebilir maksimum artışı göstermektedir. Tablo 4-2 ‘de büyük boyuttaki ringler için rehber olarak kullanılabilecek bilgiler verilmiştir. Her ne kadar yukarıdaki örnek daha açıklayıcı olsa da. Tablo 4-2 Büyük boyuttaki ringler için bilgiler Nominal Silindir Çapı [ inç ]

a

Büyük Çaplı Piston Ringi Kullanılmadan Önce Silindir Çapında İzin Verilen Maksimum Çap Artışı [ inç ]

3.99

0.015

4.000 – 5.999

0.015

6.000 – 7.999

0.020

8.000 – 9.999

0.030

10.000 – 14.999

0.040

15.000 – 17.999

0.050

18.000 – 22.499

0.065

214

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

22.500 – 29.999

0.085

30.000 – 34.999

0.100

35.000 – 42.000

0.120

Kovanların ve Gömleklerin Montajı Bir silindirin daha büyük çapa işlenmesi pratik olarak bir sorun oluşturuyor ise arzu edilen çap orjinali ile aynı kalıyorsa özel bir gömleğin monte edilmesi göz önünde bulundurulabilir. Daha büyük çapa işlemenin aynı kalması için malzeme miktarı kaldırılabilir. Fakat silindir için uygun bir gömlek imal edilebilir. Unutulmamalıdır ki bir gömleğin monte edilmesi silindiri daha mukavim yapmayacaktır ( Şekil 4-17 ).

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Bir gömlek veya kovan santrifüj dökümden, dış çapı silindir çapından biraz daha büyük olan yüksek dayanımlı demirden imal edilebilir. İç çap, silindire monte edilene kadar gerçek boyutuna getirilmemelidir. Silindire monte edildikten sonra gerçek boyutuna getirilebilir ve uygun yüzey kalitesine erişilmesi için honlanabilir. Gömleğin dış çapı ve silindir çapı arasındaki sıkı geçme aşırı olmamalıdır veya gömleğin yamulması ve silindir üzerindeki gerilim malzemenin dayanımını aşmamalıdır. İç çapı 16” e kadar olan gömlekler için iç çapı eksenden eksene sıkı geçme için en fazla 0,002” kullanılır.

a

Şekil 4-17 Bir silindir gömleğinin monte edilmesi

Silindirden gömleği kabul edebileceği kadar malzeme kaldırılsa bile bu seçenek her zaman mümkün değildir. Bazı silindirlerde gömlekler özellikle konfigüre edilmiş silindir kapağı geometrileri tarafından sınırlandırılır. Bu yüzden her durum ayrı olarak ele alınmalı ve değerlendirilmelidir.

215

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Metal Örme Kırılmalar bulunduğunda genellikle kaynak dikişi yapılması tavsiye edilmez. Bunun nedeni dökme demirin kaynağının yapılmasının zor oluşudur. Kimi zaman kaynak yapılmış silindir onarıldıktan sonra da hasarlanabilir. Mümkün olan yerlerde metal örme adı verilen bir prosedür kullanılmalıdır. Bu bir soğuk onarım tekniğidir. Doğru olarak uygulandığı zaman metal dikişi ekipmana ilk günkü dayanım karakteristiğini ve entegrasyonunu kazandırır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-18 Metal örme yapmanın sıralaması

Silindir kırılmaları aralarında aşırı ısınma veya donma gibi farklı nedenlerden kaynaklanabilir. Eğer ekipman kazara soğutma suyu akışı olmadan devreye alınmışsa ekipmanın çalışmasıyla soğutma suyu akışına izin verilmez. Ekipman durdurulur ve su akışı olmadan yavaşça soğumasına izin verilir. Yeteri kadar soğutulduktan sonra su sirkülasyonu ile yeniden devreye alınır. Eğer zamanında devre dışı bırakılırsa en kötüsü genellikle piston ve silindirlerde çizilme meydana gelmesidir. Eğer ardından soğuk su uygulanırsa döküm kırılabilir. Yüksek sıcaklık tahliye anahtarı bu hasarı önleyebilir.

a

Donma söz konusu olduğunda koruyucu ölçümler alınmalıdır. Hiçbir zaman silindirlerde soğutma suyu bırakılmamalıdır, sıfırın altındaki sıcaklıklarının altında çalışan kompresörlerde. Açılan dreyn vanaları tüm suyun tahliye edilmesini garanti etmez. Tahliye hatları tıkanabilir. Burada bazı silindirlerin her silindir kapağı ve silindir için birkaç tane dreyn hattına sahip olabileceği unutulmamalıdır.

216

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Metal Spreyi Düşük basınçlı hava istasyonlarında kullanılan aşınmış veya aşınmış silindir çapları gerçek boyutuna, silindirin metal spreyi ile yenilenerek getirilebilir. Bu silindir çapın işlenmesi ve erozyonla oyma, temizleme ve spreyleme ile hazırlanmış olmalıdır. 3/16” çapa kadar olanlar bu şekilde değiştirilebilir. Valf Oturma Yüzeylerinin İncelenmesi İnceleme zamanında ve silindir çapının ölçüleri alındığında conta oturma alanının durumuna özel önem vererek tüm valf oturma yüzeylerinin derinlemesine incelemesi yapılmalıdır.

m o

Valf oturma yüzeyleri, valf sıkıştırma vidalarının veya valfleri konumunda tutan diğer aygıtların uygun torkta sıkılmaması sonucu hasar görebilir. Eğer sıkıştırma vidası yeteri kadar yüksek bir değerde sıkılmaz ise valf çalışma süresince gevşeyebilir ve oturma yüzeyine vurabilir veya aşırı derecede sıkılırsa oturma yüzeyinde bozulmalar veya kırılmalar meydana gelebilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Valf oturma yüzeyi, vana oturma yüzeyi contasının sızdırmazlık için uygun bir konumda olmadığı zaman meydana gelebilir ve bunun arkasından tel çekme gelebilir. Kırılmış veya sıkışmış conta oturma yüzeyinde oyuklara neden olabilir.

Birçok sözde valf problemi valfin kötü olmasından kaynaklanmaz. Fakat valf oturma yüzeyi contasının kötü olması ve valf sitlerinin oturmayı sağlayamayacak ve kaçak meydana getirecek kadar kötü durumda olması daha fazla neden olmaktadır. Bu durumda kaçak problemi hatta silindirdeki valf siti kırılma noktasında olsa bile sıkıştırma vidası sıkılarak giderilmeye çalışılır. Eğer görsel inceleme herhangi bir valf sitinde olası bir hasarı gösteriyorsa bir girici boya inceleme sitin kırılıp kırılmadığının anlaşılması için kullanılabilir. Valf sitinin hasarlandığı bulunmuşsa oturma yüzeyinin restore edilmesi için sitin hemen yeniden işlenmesi için gereken adımlar atılmalıdır. Bu taşınabilir bir çap işleme ekipmanı kullanılarak yapılabilir. Bu durumda silindirin kompresörden çıkarılmasına da gerek kalmayabilir. Contalar

Kompresör silindir grubu yerine monte edileceği zaman yeni contalar kullanılmalıdır. Özellikle ön ve arka kapaklar, su ceketleri kapakları, boşluk cepleri ve valf kapakları için contaların değiştirilmesi önemlidir. Her zaman için uygun malzemeler kullanılmalıdır. Oda sıcaklığında vulkanize olan yapışkan ( RTV ) veya benzer malzeme bağlantılarının kullanıldığı herhangi bir nokta için kesme contaların yerinde kullanılamaz. Bunun nedeni RTV nin kalınlığının değişken ve ayarsızlığa neden olmasıdır. RTV nin kullanılabileceği tek yer su ceketlerinin kapakları olabilir.

a

Su Ceketleri

Yıllarca çalıştıktan sonra su ceketleri kirlenir ve tıkanır. Bu durum özellikle ceketten geçen suyun kalitesinin iyi olmadığı ve ceketin soğutulma etkisinin kötü olduğu yerlerde meydana gelir. Ceketin iç cidarları kum, kireç veya magnezyumla kaplanabilir. Bu normal ısı transferini ve soğutmayı etkileyebilir.

217

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Bu problemin çözümü sadece silindir ceketlerinin değil aynı zamanda ön ve arka kapaklardaki su soğutma pasajlarının da temizlenmesidir. Bunu verimli şekilde yapabilmenin tek yolu kimyasal temizlemedir. Şekil 4-19 ‘da silindir ve ceketlerin kimyasal olarak temizlenmesi için doğru bağlantı görülmektedir. Kimyasal temizleme her dördüncü veya beşinci revizyonda normal şu koşulları ve daha sık karşılaşılan yetersiz su koşulları için önerilmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 4-19 Silindir su ceketlerinin kimyasal temizliği için bağlantı 218

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Somun ve Civataların Sıkılması Silindirlerde yamulma bileşenlerin hasar görmesi ve dökümün kırılmasını önlemek için tüm cıvata/somunlara uygun sıkma torkunun uygulanması önemlidir. Bu özellikle valf sıkıştırma vidası ve valf kapak civatalarında önemlidir. İnceleme Formları İnceleme zamanında bazı formların elde bulunması önemlidir. Bu şekilde alınan ölçümler hemen kaydedilebilir. Şekil 4-20 ‘de kompresör silindirleri için tipik inceleme formları görülmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-20 İnceleme formu

a

Kompresör Pistonlarının Bakımı

Şekil 4-21 ‘de bu bölümde incelenecek olan normal piston ve yuva boyutları ve alanları görülmektedir.

219

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Boşluklar Daha önce değinildiği gibi her revizyondan sonra eşleşen parçalar arasında uygun toleransların ve boşlukların sağlanması önemlidir. Piston Silindir/Gömlek Arasındaki Mesafe Bu mesafe pistonun tasarımı ve piston ringi konfigürasyonuna göre değişmektedir. 

Taşıyıcı bantsız yağla yağlanan silindirler

m o

Yağla yağlanan bir silindirde piston ve silindir arasındaki veya piston ve gömlek arasındaki boşluk aşağıdaki şekilde belirlenebilir:

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Dökme demir piston: 0,00125”/inç silindir çapı Örnek: Silindir çapı 20” ise

20” x 0,00125” = 0,025” boşluk

Alüminyum piston: 0,003”/inç silindir çapı Örnek: Silindir çapı 20” ise

20” x 0,003 = 0,060” boşluk 

Taşıyıcı bantlı yağsız silindir bkz. Tablo 4-3

a

Şekil 4-21 Tipik piston ve yuva boyutları

Tablo 4-3 ‘te yağsız ve yağlı silindirlere sahip taşıyıcı bantlı bir kompresörde piston ve silindir ( gömlek ) arasındaki boşluk görülmektedir. Tablo 4-3 Piston ve silindir arasındaki boşluk

220

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Silindir çapı

Boşluk

2 ½” – 5”

0,125”

5” – 8”

0,156”

8” – 12”

0,188”

12” – 16”

0,219”

Taşıyıcı Ringin Çapsal Boşluğu

m o

Taşıyıcı ring ve silindir ( gömlek ) çapı arasındaki boşluk:

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Çapsal boşluk = silindir çapı x k + 0,005”

Burada k: Piston malzemesi baz alınarak belirlenmiş genleşme faktörüdür. Dökme demir için k = 0,0015” , Alüminyum piston için k = 0,0025” şeklinde belirlenebilir.

Piston Ringin Fonksiyonu

Piston sızdırmazlık ringlerinin iki temel fonksiyonu bulunmaktadır: 

Pistondan gaz kaçağının önlenmesi



Pistondan silindir cidarına ve oradan da soğutma ceketlerine ısı transferinin sağlanması

Piston ringi yuvasının genişliğinin bu fonksiyonlar üzerinde önemli bir etkisi bulunmaktadır. Uygun çalıştığından emin olunması için ring ve yuva arasında iyi bir temas gerekmektedir. Eğer yuvalar konik hale gelmiş veya kenarları Şekil 4-22 ‘de görüldüğü gibi sürüklenmiş ise kötü sızdırmazlık veya ring in kırılması beklenebilir. Eğer omuzlar veya konik bir durum oluşmuş ise yuvalar torna tezgahında düzeltilmeli ve genişliği daha fazla olan ringler monte edilmelidir. N ile gösterilen kesikli çizgi kendi tam derinliğine kadar yeniden işlenmelidir.

a

Şekil 4-22 Ring yuvasında arzu edilmeyen oluşumlar

221

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Piston Ringinin Yuva Derinliği Yuva derinliği, ringin radyal kalınlığından biraz daha büyük olmalıdır. Bunu kontrol etmenin en kolay yolu ringi yuvasına oturtmak ve Şekil 4-23 ‘te görüldüğü gibi düz bir nesne kullanmaktır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-23 Yuva derinliği ringin radyal kalınlığını aşmalıdır

Her ring yuvada denenmelidir ve döndürülmelidir. Herhangi bir noktada yuvanın dibinde engelleme ile karşılaşılmamalıdır. Ring yapışmadan serbest olarak hareket edebilmelidir. Piston üzerinde taşıyıcı ringler ile birlikte kullanılan ringler Şekil 4-24 ‘te görüldüğü gibi taşıyıcı ringin ötesine geçmediğinden emin olunması için kontrol edilmelidir.

Şekil 4-24 Piston ringi çevresel olarak taşıyıcı bandın altında kalmalıdır

Piston Ringinin Sızdırmazlığı

Piston ringinin uygun olarak sızdırmazlığının sağlanması için ring, piston cidarına ve hatta yuvanın yan tarafına temas etmek zorundadır. Piston ringlerinin serbest çapı silindirden daha büyük olarak imal edilir. Monte edildiklerinde Şekil 4-25 ‘te görüldüğü gibi silindir cidarına karşı dış tarafa doğru basınç uygularlar.

a

İlk basınç plastik veya parçalı ringlerde yaklaşık olarak sıfırdan bazı durumlarda birkaç yüz psi a kadar ( metalik ringler ile ) çıkabilir. Birim basıncı, ring çevresi boyunca değişecektir, ringin çevreselliğine bağlı olarak. A, B ‘den büyük olduğunda pozitif çevresellik ve A, B ‘den küçük olduğunda negatif çevresellik ortaya çıkar. Normalde ringler pozitif çevreselliğe sahiptir.

222

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-25 Serbest boşluk piston ringinin çalışma boşluğunu geçmek zorundadır

Ancak çalışma süresince primer sızdırmazlık kuvveti ring çapının ve yan tarafa karşı gaz basıncının bir sonucudur. Bu ringi silindire karşı ve Şekil 4-26 ‘da görüldüğü gibi düz yuva yüzeyine karşı tutmayı sağlar.

Şekil 4-26 Piston ringi üzerine etkiyen gaz basıncı

Piston Ringi Boşlukları

Farklı metalden imal edilmiş ring yuvası ( yan ) ve son boşlukları arasında önerilen minimum yan boşluklar aşağıda verilmiştir. Her bir ringin minimum uç boşluğunun alınmasına dikkat edilmelidir. Yeterli boşluk olmadığı sürece ring uçları termal genleşmeden dolayı alınların bir araya gelmesine, ring aşınmasına, silindirin çizilmesine ve diğer hasarlara neden olabilir. Tablo 4-4 ‘te görülen uç boşlukları Şekil 4-27 ‘deki alından kesikli veya kademeli bağlantılı ringler içindir.

a

Şekil 4-28 ‘de görülen açılı kesilmiş bağlantılar için uç boşluklarına ait çarpan değerleri verilmiştir. Tablo 4-4 Alından kesilmiş veya kademeli bağlantıya sahip ringler için uç boşlukları Malzeme

Yan boşluklar

Uç Boşluğu

( inç genişlik başına )

( inç silindir çapı başına )

223

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Dökme demir

0.006” ( 0.002” min. )

0.002”

Bronz

0.006” ( 0.002” min )

0.003”

Teflon

0.018”

0.017”

Karbon

0.006” ( 0.002” min. )

0.002”

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-27 Piston ringlerinde alın veya kademeli bağlantılar

Şekil 4-28 Tablo 4-4 ‘te verilen değerler için açılı bağlantı ve boşluk çarpanları

Uç Açıklıkları

Uç açıklığının kontrol edilmesi için en basit yöntem her bir ringi silindirde en ufak ve aşınmamış kısma monte etmek ve bir feeler çakısı ile uç boşluğunu kontrol etmektir. Ufak çaplı silindirlerde ölçüm alınması zor olabilir. Bu durumda bir aparat veya mastar imal edilebilir. Kesin silindir ölçümlerine geri dönüldüğünde bu uç açıklığının ölçülmesini sağlayacaktır. Eğer boşluk yeterli değilse ringin uçları doldurulmalıdır. En iyisi az uç boşluğu yerine çok daha fazla uç boşluğu vermektir. Eğer ring bölmeli ise kesiklerden birisi kapalı tutulmalıdır ve açık bağlantıda bir feeler çakısı kullanılmalıdır. Boşluğu ayarlamak için herhangi sadece bir bağlantıda bir eğeleme yapılma ihtiyacı doğmalıdır. Herhangi bir açılı kesikli ring kontrol edildiği zaman ringin her iki ucu piston veya diğer ringin uçları gibi düz bir yüzeye karşı tutulmalıdır. Kare omuzlu bir mastar veya aparat yine ölçme işleminin basitleştirilmesi için kullanılabilir.

a

Yan Boşluklar

Piston ringlerinin yan boşlukları, piston üzerindeki yuvarlara ringlerin monte edilmesiyle kontrol edilir. Bundan sonra ring yuvasının altındaki herhangi bir noktada bir engel olmadığından emin olunması için ringe tam bir tur attırılır. Ring yuvaları iyi koşulda olmalıdır. Aşınmış veya konik olmamalıdır. Ringler kötü sızdırmazlığa sahip veya kırılmış ise kullanılmamalıdır. Aşınmış ring yuvaları yeniden eski haline getirilmelidir. 224

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Piston Ringi Montajı Piston üzerinde ringleri genişletirken özen gösterilmelidir. Kalıcı deformasyonu ve kırılmayı önlemek için pistonun dış çapından gerekenden daha fazla açılmamalıdır. Şekil 4-29 ‘da görülen ince çelik şeritler aşırı gerilimden veya doldurulmamış yuvalarda tutulmadan kaynaklanan hasarı önlemeye yardımcı olur. Genelde dört şerit yeterlidir. Her ring in ucuna yakın bir tane ve pistonun ters tarafına iki eşit hizada yerleştirilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-29 İnce metal şeritlerin kullanılması

Taşıyıcı Ringler

Taşıyıcı ringler veya bantlar pistonun veya piston kolu grubunun ağırlığını desteklemek için tasarlanmıştır. Bunlar aşağıdakileri de içeren bir dizi konfigürasyondan oluşmaktadır: 

Kesik tipteki taşıyıcı ringler, piston ringlerine gösterilen ilginin aynısı piston üzerine geçirildiğinde de gösterilir. Kesik tipteki taşıyıcı ringler ya alından kesikli ya da açılı kesikli olarak piston ringlerine benzer olarak tedarik edilir. Her iki tip ringin arkasından gaz basıncının tahliye edilmesi için yan tahliye olukları gerektirmektedir. Bu sayede piston ringine benzer etki göstermezler. Taşıyıcı ringler gaz basıncının sızdırmazlığını sağlamazlar.



Katı taşıyıcı ringler veya bantlar tek parça olarak imal edilir ve sıkı geçme ile işlenir. Piston tarafı genleştirildikten sonra piston üzerinde gevşek geçmenin oluşması için kauçuk bir bant gibi tepki gösterecektir. Bu tip basınç tahliye yuvası gerektirmemektedir.

Katı taşıyıcı bantların ömürleri, pistonun her revizyonunda 1200 veya 1800 derece döndürülmesiyle arttırılabilir. Taşıyıcı Ring Boşlukları

Farklı malzemelerden imal edilmiş taşıyıcı ringler için tavsiye edilen minimum yan ve uç boşlukları aşağıda gösterilmektedir.

a

Tablo 4-5 Farklı malzemelerden imal edilmiş taşıyıcı ringler için minimum yan boşluk ve uç açıklıkları Malzeme

Dökme demir

Yan Boşluk

Uç Açıklığı

( İnç genişlik başına )

( İnç silindir çapı başına )

0.001” ( 0.002” min )

0.015”

225

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Bronz

0.001” ( 0.002” min )

0.015”

Teflon

0.012”

0.035”

Karbon

0.001”

0.015”

Tablo 4-5 ‘de görülen boşluklar Şekil 4-27 ‘de görülen alından kesikli veya kademeli bağlantılı ringler içindir. Tabloda Şekil 4-28 ‘de görülen açılı kesikli bağlantıların çarpan değeri verilmektedir.

m o

Teflon taşıyıcı ringler için yan boşluk, montaj için gerilmesi zorunlu olan, montajın sonrasında uygulanır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kompresör Pistonlarının İncelenmesi

Her duruşta veya valf çıkarıldığı zaman da piston gözle incelenmelidir. Valf portlarından dolayı pistonun tümünün incelenmesi mümkün olmaz iken görünür kısımlar pistonda aşınmanın meydana gelip gelmediğinin belirlenmesi için yeterli olabilir. Bu kısmi inceleme piston problemleri ile ilgili bilgi verir ve eğer gerekiyorsa daha fazla düzeltici faaliyetler yapılır. Kompresör revizyona sokulduğunda veya piston ve piston kolu grubunun silindirden çıkarılması gerekli olduğunda detaylı inceleme yapılmalıdır.

Dikkat: Piston kolundan oyuk pistonu çıkarmadan önce pistonun içerisinde basınç olmadığından emin olunmalıdır. Oyuk pistonların tümü kendiliğinden havalandırmalı olmalıdır ve bu amaç için ring yuvasının en altında bir havalandırma kanalı bulunur. Bu havalandırma kanallarının tıkalı olmadığından emin olunmalıdır. Pistonun detaylı olarak incelenmesinde şunlar yer alır: 

Pistonu, ring yuvarları da dahil olmak üzere tamamen karbon, kir gibi nesnelerden temizlemek



Sürünme işaretleri, ring oturma yüzeylerinin kırılması, göbeklerde ve piston somun rondela sitlerinde veya herhangi bir bileşende kırılma olup olmadığının belirlenmesi için tüm kısımlar gözle incelenir.



İki parçalı pistonlar ve tüm piston yüzleri üzerinde kaburganın girici boya testi ile özellikle göbek alanında incelenmesi



Piston dış çapının, piston kolu göbeğinin iç çapının, piston ring yuvalarının ve yüz ve göbeğin dıç çapının komple boyut kontrolünün yapılması



Tüm boyutların ve tahribatsız muayene testlerinin uygun formlarda kaydedilmesi

a

Kompresör Pistonlarının İncelenmesi için Prosedür Kompresör pistonları incelenirken aşağıdaki prosedür takip edilmelidir.

226

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

1. Piston tornada sabitlenmeli veya V pabuçları arasına yerleştirilmelidir. Ardından piston göbeğinin iç çapı kaydedilir. 2. Piston kolu bileziği veya omzuna karşı geçen piston yüzü veya karşı çapı görülür. Bu göbeğin iç çapıyla 0,0005” dik olmak zorundadır. 3. Piston somunun temas ettiği yerde pistonun yüzü veya karşı çapı görülür. Bu ayrıca piston göbeğinin 0,0005” de iç çapının içerisine dik de olmalıdır. Eğer bu miktarda değil ise ekipmanın yüzü veya karşı çapı piston 0,0005” de olana dek işlenecektir. 4. Pistonun hem karşı çapı hem de yüzü ( piston kolu omuzu, bileziği veya piston somunu tarafı ) yaralı veya kaba olmamalıdır. Eğer iyi durumda değilse, kaba veya işaretli ekipman temizlenir.

m o

5. Piston göbeğinin iç çapı ölçülür. Eğer bu çap delik çapının normal çapından daha büyük ise 0,002” ile piston, kola uygun şekilde geçmeyecektir. Piston ve göbeğin tasarımına bağlı olarak daha büyük çapa işleyip bir kovan monte ederek bakım yapılabilir. Eğer tasarım bir kovan monte etmek için yeterli malzemeye sahip değilse piston kolu kuvvetlendirilir ve daha büyük çapa eşdeğer miktarda işlenir. Pistonun iç çapı ve piston kolunun dış çapı arasındaki boşluk 0,001” ila 0,0025” arasındadır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

6. İki parçalı pistonlarda merkez göbeği ve pistonun dış çapı arasında 0,002” fark olması önemlidir. Pistonun yarısı üzerine düz bir nesne konulur ve göbekten düz nesnenin altına kadar feeler çakısı ile ölçüm yapılır ( Şekil 4-30 ). Bu fark 0,002” olmalıdır. Eğer bu miktardan az ise ekipmanın göbeği 0,002” farkı yakalamalıdır.

Şekil 4-30 Pistonda kabul edilebilir boyutların sınanması

a

Piston İnceleme Formları

İnceleme formları, inceleme zamanında tüm ölçümlerin ve uygun verilerin hemen kaydedilebileceği şekilde olmalıdır. Büyük Çaptaki Pistonlar Aşağıdaki durumlar söz konusu olduğunda büyük çaplı pistonlar gerekmektedir: 227

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

1. Piston ve silindir arasındaki boşluk uygun ringlerle desteklenmesi için çok büyük olduğunda 2. Piston kolunda izin verilebilir salgı kroşet pabuçlarının ayarlanmasıyla elde edilebilir 3. Piston kolunun altı ve packing flanşı arasındaki boşluk 0,015” ten az olmalıdır. Tablo 4-6 ‘da büyük çaplı piston gereksiniminden önce izin verilebilir maksimum silindir çapı görülmektedir. Pistonlardaki Arızalar

m o

Şekil 4-31 ‘de kompresör piston kusurları ve arıza konumları görülmektedir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

A. İki parçalı pistonlarda piston eşleşme yüzeyinde sürtme ve aşınma B. Ring yuvasının yan cidarında aşınma

Tablo 4-6 Büyük çaplı piston gereksiniminden önce izin verilebilir maksimum silindir çapı Nominal Delik Çapı [ inç ]

Dökme Demir – ( Silindirde Çalışan ) [ inç ]

Alüminyum – ( Silindirde Çalışan ) [ inç ]

Metal Olmayan Ringler & Taşıyıcılar ile Tüm Piston Malzemeleri [ inç ]

3.99

0.050

0.050

0.015

0.075

0.070

0.015

0.105

0.085

0.035

0.125

0.085

0.040

0.125

0.085

0.050

0.125

0.085

0.050

0.125

0.085

0.065

0.125

0.085

0.085

0.125

0.085

0.125

0.085

4.000 – 5.999 6.000 – 7.999 8.000 – 9.999 10.000 – 14.999 15.000 – 17.999 18.000 – 22.499 22.500 – 29.999 30.000 – 34.999 35.000 – 42.000

a

C. Kırılmış ring yüzeyleri

D. Göbek alanında kopma veya kırılma E. Somun sızdırmazlık yüzeyinin ezilmesi ve yaralanması F. Metalin kalkması veya girişim 228

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-31 Piston arıza tipleri ve konumları

Tek Parçalı Döküm Tasarımında Arıza

Bazı pistonlar tek parçalı döküm olarak tasarlanmıştır ve kronik arızalara maruzdurlar.

İki kademeli hava kompresörünün ilk kademesinde piston arızalarıyla montaj hatalarını hatırlayalım. Kırılan piston parçalarının incelenmesi döküm süresince bir dikkatsizliğin meydana geldiğini göstermektedir. Bu problem tek parçalı tasarım için pistonun değiştirilmesiyle giderilebilir. İnce cidarlı aynı malzemeden ( alüminyum ) kaburgalı konstrüksiyonlu iki parçalı pistonun tasarlanması önerilmekteydi. Bu yeni tasarım göbekler arasında boşluğu birleştirmektedir. Şekil 4-32 ‘de piston sıkıldığı zaman sıkıştırma altında dış çap görülmektedir. Bu bağlantıyı sıkı tutmaktadır. Yeni pistonlar aynı piston ringleri ve piston kolu kullanılarak üretilmiş ve monte edilmiştir. Kırılma probleminin önüne geçilmiştir.

a

Piston Ringlerinin Yenilenmesi

Uç açıklığı çok büyüdüğünde ve gaz kaçağı meydana geldiğinde piston ringleri değiştirilmelidir. Aşağıdaki olaylar meydana geldiğinde uç açıklığı artar: 

Ringler aşındığında



Silindir çapında aşınma meydana geldiğinde 229

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI



Yağlama olmadığında veya silindirin soğutulması yetersiz kaldığında veya silindir çapı pürüzlü hale geldiğinden aşınma meydana gelir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-32 Bir ve iki parçalı piston tasarımı

Büyük Çaptaki Piston Ringleri

Ring boşluğu üç katına çıktığında büyük çaptaki piston ringlerinin kullanılması gerekmektedir. Normalde dökme demir alından kesik piston ringi için ring boşluğu inç silindir çapı başına 0,002” tir. Bu yüzden 10” silindir çapı için piston ringi yeni olduğunda 0,020” boşluk olmalıdır. 0,040” lik artış ring boşluğunu 0,060” e çıkarır. Ring boşluğundaki bu artış 0,013” lik ( 0,04”/3,1416” = 0,013 inç ) silindir çapındaki artıştan kaynaklanmaktadır. Ring boşluğundaki bu artışı ayrıca ringler aşındığında silindir çapı aşınmamış olsa bile değiştirilmesini gerektirir. Tablo 4-7 ‘de büyük çaptaki piston ringi gereksiniminden önce silindir çapındaki maksimum artış görülmektedir. Tablo 4-7 Büyük çaptaki piston ringi gereksinimden önce silindir çapındaki maksimum artış Nominal Delik Çapı [ inç ]

Büyük Çaplı Piton Ringi Gerekmeden Önceki Maksimum Delik Çapı [ inç ]

a

0.015

8.000 – 9.999

0.030

10.000 – 14.999

0.040

3.99

4.000 – 5.999 6.000 – 7.999

0.015 0.020

230

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

15.000 – 17.999

0.050

18.000 – 22.499

0.065

22.500 – 29.999

0.085

30.000 – 34.999

0.100

35.000 – 42.000

0.120

m o

Büyük çaptaki ringler silindir boyutundaki artıştan dolayı ring boşluğundaki artışın üstesinden gelinmesi için önemlidir. Bunun yanında büyük çaptaki ringler, ringleri uygun olarak desteklemek için piston ring yüzeylerinin yetersizliğinin üstesinden gelinmesinde ihtiyaç duyulur ( Şekil 4-33 ). Ring daha büyük silindir çapına oturması için dışarı hareket ettiğinde yan tarafta ring daha az temas eder ve yuva cidarı tarafından daha az desteklenir. Bu yüzden ring kırılmaya daha fazla maruz kalır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Not: Pratik açıdan bakıldığında silindir çapı veya ring aşınmasına bakılmaksızın piston ringleri ve taşıyıcı ringler pistonun çıkarıldığı zamanlarda değiştirilmelidir. Bunlar maliyeti düşük bileşenlerdir ve değiştirilme maliyetleri arıza ve duruş riskine göre daha düşüktür.

Şekil 4-33 Büyük boyuttaki çapta standart ring kullanılmasının etkileri

Kompresör Pistonlarının Güçlendirilmesi

Aşınmış veya çizilmiş kompresör pistonları ile onarım ve güçlendirme için birkaç tip bulunmaktadır. Bunlar: 1. Aşınma yuvalarının düzeltilmesi için piston ring yüzeylerinin yeniden işlenmesi, ardından daha geniş piston ringlerinin monte edilmesi

a

2. Herhangi çizilme veya aşınmanın uzaklaştırılması için pistonun dış çapının döndürülmesi. Dış çapın uygun malzemeden metal spreyi ile doldurulması ve dış çapın gerçek çapa işlenmesi. 3. Uygun taşlama, temizleme ve kaynak işi ile dökme demir pistonlarda kaburga veya göbeklerde kırılmaların onarılması. Piston dış çap üzerine kaynatıldıktan sonra göbek çapı ve karşı çapta kaynağın meydana getirdiği yamulmaların düzeltilmesi için yeniden işlenmelidir. Not: Alüminyum pistonların kaynak ile onarılması tavsiye edilmemektedir. Kompresör pistonları için kullanılan alüminyum alaşımları genellikle kaynak edilemez. 231

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

4. Babbitt püskürtülmüş taşıyıcı bantların yeniden uygulanması. Uygun onarım için aşağıdaki prosedüre başvurulabilir. 5. Aşınan göbek çapına kovan monte edilir ve piston koluna oturması için doğru boyuta yeniden işlenir. 6. Piston üzerine orijinal olmayan taşıyıcı bantların monte edilmesi. Bu şekilde aşınmış ve çizilmiş çapın restore edilmesi için donatılır. Taşıyıcı bantlar için yeniden işleme ve sprey bronz veya alüminyum malzeme kullanılarak monte edilir. Bazı piston tasarımlarında teflon taşıyıcı ringler kullanılabilir. Babbitt Püskürtülmüş Taşıyıcı Bantların Yeniden Uygulanması

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Aşağıdaki prosedürler babbitt spreyli taşıyıcı bantların yeniden uygulanmasında takip edilebilir: Yüzeyin hazırlanması ve spreyleme:

1. Taşıyıcı ring oluklarından tüm eski babbittlerin taban metale kadar temizlenmesi. Bu noktada tüm babbittin kaldırıldığından emin olunması için yuvanın derinliği minimum seviyede tutmaya çalışırken aşırı derecede özen gösterilmelidir. Eğer talaş kaldırma gerekli değil ise çıplak metale kadar taşıyıcı yuvasına kum püskürtülür. 2. Şekil 4-34 ‘te verilen kullanımlara göre taşıyıcı ring yuvasına diş açılır.

3. Temizlenmiş alan yağdan uzak tutulmalı ve kumlama veya dişlerin yeniden açılmasından sonra dört saat içinde Metco nikel alüminit yapıştırıcı ile spreylenmelidir. 4. Temizlendikten sonra piston 80 – 90 C0 ‘ye kadar ön ısıtılır ve tüm spreyleme operasyonu süresince bu sıcaklıklar arasında piston tutulur. 5. Yuvalar 0,002” Metco alüminide yapıştırıcı ile spreyenir, sprey tabancası 450 bir taraftan diğer tarafa değiştirilerek döndürülür. Yapıştırıcı malzemesi düzgün olarak dağıtılır. Yağ, uygulanmadan önce ya da sonra yapıştırıcı malzemesi ile temasa geçmemelidir. 6. Metco sprey babbitt i A bitmiş çap üzerine 1/16” ile 3/32” arasında bir kum üzerine tamamen uygulanır.Sprey tabancası bir taraftan diğer tarafa dişler dolana ve ardından 900 ‘de tamamen birikme olana dek değiştirilerek döndürülür. 7. Pistonun bir yuvası tamamlandıktan sonra 5 ve 6 ncı adımlarla ilerlenir, bir sonraki yuvaya geçmeden önce bir yuva tamamen bitirilmelidir. Bitişik yuvalara spreyleme yapılmaz. Fakat pistonun bir tarafından diğer tarafındaki yuvaya ısının daha düzgün olarak dağıtılmasını sağlamak için değiştirilerek yapılır ( Şekil 4-35 ).

a

Son Talaş Kaldırma

1. Spreylenen yüzey soğutulduktan sonra bandın son boyutundan 0,002” ~ 0,030” daha büyük bir kesme bantları alınır. Şekil 4-34 ‘te görüldüğü gibi uçlara eğim verilir. 2. Pistonun nominal çapı üzerinden 0,025” ( +0,000”/-0,003” ) ‘e spreylenmiş yüzey son kez döndürülür veya taşlanır.

232

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-34 Taşıyıcı bantlar için onarım adımları

Şekil 4-35 Taşıyıcı bantları için yeniden babbitt kaplama sırası

Özel Not: Taşıyıcı alanından tüm yağın uzaklaştırıldığından emin olunması için mümkün olan tüm önlemler alınmalıdır ve talaş kaldırma veya kumlamadan sonra taşıyıcı ring yuvasının oksidasyonunu önlemek için 4 saat içerisinde bant kaplama uygulanmalıdır. Bu adım çok önemlidir. Babbitt yapıştırmanın entegrasyonu doğrudan ana metalin temizliği ile ilgilidir. Piston Kollarına Pistonların Monte Edilmesi

Piston kolu üzerine pistonu monte etmeden önce her iki bileşen de komple incelenmelidir. Standarttan olan herhangi bir sapma düzeltilmelidir. Standart olmayan bir grubun monte edilmesi iyi bilinen tüm emniyetler ile plansız duruş riskini getirecektir. Piston Somunlarının Sıkılması için Prosedür

Aşağıdaki prosedür iki veya tek parçalı dökme demir, alüminyum ve çelik pistonların düz çapla monte edildiklerinde piston somunlarının sıkılması için geliştirilmiştir. Bu prosedür pistona konik olan piston kollu pistonlar için kullanılmalıdır.

a

1. Şekil 4-36 ‘da görülene benzer uygun bir aparatta bileziğin arkasına piston kolu kelepçelenir. Eğer kol kaplanmış ise herhangi bir kaplanmış yüzey üzerine kelepçelememeye özen gösterilmelidir. Çünkü bunun sonucunda yapışkan çatlayacak veya kırılacaktır.

233

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-36 Piston kolunu tutan aparat

2. Piston ve piston kolu bir önceki bölümde incelenen kompresör pistonlarının incelenmesindeki adımlara uygun olarak incelenmelidir. 3. Piston, piston kolu bileziğine blue edilmelidir. %75 ‘lik yatak teması görülmelidir. Eğer görülmüyorsa pistonun yüzeyi ve bilezik en az %75 ‘lik temas oluncaya dek leplenir. Yatak alanıi yatak yüzeyinin çevresinde ve boyunca uniform olmalıdır.

a

4. Piston somunu, pistona blue edilir. Burada yine en azından %75 lik yatak teması gerekmektedir. Eğer öyle değilse erişilene dek leplenir. Uygun bir solvent ile temizlenerek bileşenin tüm artıkları çıkarılır. 5. Kol üzerine piston monte edilir ve piston kolunun dişleri bir anti gevşeme bileşen ile kaplanır. Dişlerde sızma veya gevşeme yapabileceğinden dolayı bakır bazlı bileşen kullanılmamalıdır. Somunun yüzü ince yağ tabakası ile kaplanmalıdır. 

Yanlış eşleşen mekanik parçaların in bir boya tabakası ile gösterilmesi. BLUEING 234

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

6. Kompresörün bakım kitapçığında görüldüğü gibi somun uygun tork değeri ile sıkılır. 7. Eğer uygun tork aleti yok ise aşağıdaki yöntemlerden uygun olanı kullanılabilir: 

Kol üzerine uygun olarak monte edilmiş piston ile metal metale uygun temasın sağlanması için somun 150 ft lb ‘ye sıkılmalıdır.



Piston kolunun ekseninden bir çizgi çizilir ( A ) ve Şekil 4-37A ‘da görüldüğü gibi pistona doğru uzatılır.



Somunun piston koluna göre kaö derece döndürüleceğinin belirlenmesi için Şekil 4-38 ‘deki nomograf kullanılabilir.



Orijinal çizgiden ( A ) piston somununun ne kadar döndürüleceği ölçülür ve B noktasından ve piston kolunu merkezine çizgi çizilir.



Piston somununun üzerine soket monte edilir ve Şekil 4-37B ‘de görüldüğü gibi ilk çizilen ( A ) çizgisinin bitişiğine işaret konulur.



Soketin üzerindeki işaret ikinci çizilen çizgi ile kesişene dek piston somunu sıkılır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

8. Grup, V bloklarında veya merkezler arasına konulur ve piston omzunun kola karşı olduğu yerde veya bileziğin arkasında piston kolunu gösterir. İndikatör değeri 0,001” i aşmamalıdır. Eğer indikatör değeri 0,001” i aşarsa piston karşı çapı veya yüzü piston çapına dik olmaz veya piston kolunun omzu piston çapıyla dik olmaz. Bazı şeyler dik olmadığından dolayı pistonun sıkılması piston kolunun eğilmesine neden olur. Piston kolundan piston çıkarılır ve kompresör pistonlarının incelenmesi başlığı altında daha önceden tanımlanan kontroller tekrarlanır. Bu problem kullanımdan önce düzeltilmelidir.

a

Şekil 4-37 Alternatif tork uygulama yöntemi

235

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-38 Tork uygulama nomografı

Piston Tarafı Boşluğunun Ayarlanması

Piston kolunun söküldüğü veya kroşetleri döndürüldüğü zamanlarda piston tarafı boşluğunun kontrol edilmesi ve uygun miktara gelene kadar her türlü ayarlamanın yapılması gerekmektedir. Eğer piston koldan ayrılmamış ise orijinal boşluk hem kol hem de kroşetin merkezinin zımbalanması ile kolay verilebilir ve kol kroşetten sökülmeden önce Şekil 4-39 ‘da görüldüğü gibi uygun bir işaretleme aracı ile bu işlem yapılır.

a

Not: Çizme aracının uzunluğu kroşet somununun boyutuna bağlı olarak değişim gösterir ve çizme işaretlerinin konumlandırılmasına özen gösterilmelidir. Bu sayede operasyon süresince bunlar çalışma süresince yağ kazıyıcı ringlere giremeyecek ve yağ filmini parçalayamayacaktır. Pistonlar monte edildiklerinde veya uç boşlukları ayarlandığında kroşet tarafına krank tarafından daha fazla boşluk verilmesi arzu edilir. Bunun nedeni çalışma ısısından genleşme meydana gelmesi ve normal biyel kolu yatağının aşınmasının krank tarafı boşluğunu arttırmaya meyilli olmasıdır. Bu nedenden dolayı piston tarafı boşluğunu ayarlarken kroşet tarafındaki boşluk üst boşluğun 2/3 ‘ü ve krank tarafı boşluğun 1/3 ‘ü dür. 236

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-39 Piston kolunun kroşete göre konumunun sınanması için kullanılan elle sürme aracı

Piston tarafı boşluğunun ayarlanması için aşağıdaki prosedür kullanılır:

1. Kompresörün kazara devreye girmesini önlemek için elektrik anahtarı kilitlenmelidir. 2. Silindirlerden gaz basıncı tamamiyle alınmalıdır. 3. Her silindir tarafından bir valf çıkarılır.

4. Piston strokunun sonuna erişinceye dek kompresör döndürülür

5. Feeler çakısı kullanılarak, piston yüzü ve silindir kafası arasındaki mesafe ölçülür ve kaydedilir. Dikkat: Feeler çakısının, ellerin piston ve silindir kapağı arasına girmesini engelleyecek kadar uzun olmasına özen gösterilmelidir. Bunun yanında bu ölçüm asla kompresör çalışırken yapılamamalıdır. 6. Piston ters tarafta strokun sonuna getirilmesi için kompresör yeniden döndürülür.

a

7. Bu miktar feeler çakısı kullanılarak ölçülür

Piston ve silindir kapağı arasındaki boşluğu kontrol etmenin alternatif bir yöntemi de yumuşak kurşun tel kullanılmasıdır. Kurşun tel dümdüz olana dek mil döndürülür ve bunun kalınlığı mikro metre ile ölçülür. 8. Okunan iki değer arasındaki fark boşluk olarak alınır ve piston kolu bu boşluğun verilmesi için kapak tarafında 2/3 ve krank tarafında 1/3 kadar kroşet açılır veya kapatılır. 237

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Not: Eğer piston kolu el ile döndürülemiyorsa somun üzerinde bir kayışlı anahtar veya bir soket kullanılır. Kol üzerinde hiçbir zaman boru anahtarı kullanılmamalıdır. 9. Kroşet somunu ve kilitleme donanımları sıkılır Dikkat: Somun sıkılacağı zaman gövde ve kroşet arasına bir tahta blok yerleştirilmelidir. Bu kroşetin dönmesini, biyel kolu ve yataklara zarar vermesini önleyecektir. Referans noktası için işaretler eklenir. 10. Krank tarafı ve silindir kapağı tarafı boşluk değerlerinin daha sonra referans olmaları için kaydedildiklerinden emin olunmalıdır. Piston Kollarının İncelenmesi ve Rektifiye Edilmesi

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kompresör silindirine piston/piston kolu grubunu monte etmeden veya bir piston kolunu rektifiye etmeden önce bunlar tamamen incelenmeli ve ölçülmelidir. Bu incelemenin önemli parçalarından birisi piston kolunun ve pistonun, silindir çapı ekseninde çalışacak şekilde monte edildiğinden emin olunmasıdır. İnceleme aşağıdaki yöntemler ile yapılır:

1. Aşınma uzunlamasına çizikler, hasarlı veya çekilmiş dişlerin belirtileri için görsel olarak inceleme 2. Uygun inceleme formları üzerine gerçek değerlerin belirlenmesi için tüm çapların ve uzunlukların ölçülmesi ve kaydedilmesi 3. Dişlerde uzunlamasına çizikler veya kırılma işaretleri mevcut olup olmadığının belirlenmesi için magnaflux veya magnaglow ile kola tahribatsız test yapılır. Bu özellikle kaplamalı veya alevle sertleştirilmiş piston kollarının incelenmesi için önemlidir. 4. Merkezler arasına veya V bloklara piston kolunu yerleştirerek ve komparatör kullanarak salgı belirlenir 5. Kolun daha önceden kromla kaplanıp kaplanmadığı veya OEM ‘den başka tedarikçi firma tarafından değiştirilip değiştirilmediği belirlenmelidir. Eğer öyleyse malzeme ve yüzey işlemeye uygunluk belirlenir. Kompresör Piston Kollarının İncelenmesi için Prosedürler

Kompresör piston kollarının incelenmesi için aşağıdaki prosedür takip edilmelidir:

a

1. Piston kolundan piston sökülür

2. Piston merkezlerin ( mevcut merkezlerin iyi durumda olduğundan emin olunmalıdır ) veya V blokların arasına yerleştirilir ( Şekil 4-40 ). 3. Komparatör ile kolun uzunluğu boyunca gezdirilir. Kol 0,001” den fazla boşluğa sahip olmamalıdır.

238

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

4. Emin olunması gereken ölçüm çapı 0,001” civarında olmalıdır ve uzunluğu boyunca 0,001” den fazla koniklik olmamalı veya aşınmış düşük çap bulunmamalıdır. Eğer kolun 0,005” düşük çaptan daha fazla aşınmış olduğu bulunmuş ve hala yuvarlak ve konik değilse bu kullanılabilir. Eğer 0,005” düşük çaptan fazla olduğu bulunmuş veya yuvarlaklığını kaybetmiş veya 0,001” den daha fazla konik ise yuvarlak hale getirmek ve konikliğini gidermek için düşük çapa döndürülmelidir. Malzeme ve yöntem kolun ana malzemesi, basıncı ve sıkıştırılan gaz ile uyumlu olmalıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 4-40 Piston kolunun düzlüğünün sınanması

5. Pistonun oturacağı alanda kol gezdirilir. Bu alan 0,001” kol çapıyla eş merkezli olmalıdır.

6. Bu oturma alanının çapı ölçülür. Eğer 0,002” düşük çaptan fazla ise güçlendirilir ve boyuta getirilir ( normalde bu alanda hiç aşınma meydana gelmez ). 7. Hem kroşet tarafı hem de piston tarafında diş çapı incelenir. Bunlar 0,001” de kol çapıyla eş merkezli olmalıdır. 8. Pistonun kola oturduğu yerde omuz veya bilezik incelenir. Bu 0,001” de kol çapına dik olmak zorundadır. Eğer komparatör omuz veya bilezikten 0,001” den fazla boşluk gösteriyorsa boşluk 0,001” i geçmeyecek şekilde işlenmelidir. 9. Kroşet somunu veya piston somununun kol üzerinde sıkılmasıyla ( somunların uygun yüzünün temasta olduğundan emin olunmalıdır ) oturma yüzleri incelenir. Bunlar 0,001” den daha fazla boşluklu olmamalıdır. Eğer boşluk 0,001” den daha büyük ise yüzler işlenmelidir. Packing alanında kolun yüzeyi aşınmış, çizilmiş veya herhangi bir konuda hasarlanmış ise kol tüm hasarın ortadan kaldırılması için düşük çapa döndürülmelidir ve ardından boyutuna getirilmelidir. Hem malzeme hem de yöntem kolun malzemesi, basınç ve sıkıştırılan gaz ile uyumlu olmalıdır. Eğer ölçülen kol, pistonun oturma alanında veya dişli taraflarda bel verme gösteriyorsa kol hurdaya atılmalıdır. Düzleştirmeye çalışılmamalıdır.

a

Kompresör Piston Kollarının Islah Edilmesi Eğer kol çizilmiş ufak, çentik, aşınmış veya hafif omuz oluşmuşsa, kolun ıslah edilmesi mümkündür. Eğer daha önceki incelemelerde herhangi bir kırılma ve malzemede kusur olduğu görülmüşse kol, hurdaya atılmalıdır. 239

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Not: Piston kolları kaynak edilmemelidir Yeniden Taşlama Piston kolları düşük çapta olabilir ve standart packing ringler kullanılabilir. Genellikle orta basınçlar için piston kolu çapının her inçi başına 0,002” ~ 0,003” e dayanabilir. Fakat çalışma basıncının 1000 psi ‘ın üzerine çıkmasıyla bu toplada nominal piston kolu çapının 0,003” altına sınırlandırılmıştır. Düşük basınçlı hava servislerinde ( 125 psi ), olabildiği kadar 0,20” çıkarılır ve standart packing kullanılabilir. Ancak düşük çapa taşlama ve daha sonra incelenecek olan birkaç yöntemden birisi ile standart nominal boyuta geri döndürülür. Genellikle bir düşük çap kol ile packing ringlerinin kırılması uzun zaman alır ve kırılma periyodu süresince kaçak daha büyük olacaktır.

m o

Metal Püskürtme

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Metal püskürtme 400 psi basınca kadar kullanılan piston kolları üzerinde kabul edilebilir bir ıslah tekniğidir. Uygun temizleme ve yüzey hazırlamadan sonra kol üzerine 413 paslanmaz çeliğin eş değeri olan 420 paslanmaz çelik püskürtülmelidir. Kol, püskürtmeden sonra normal boyutuna getirilmelidir. Bundan sonrada yüzey bitirme işlemi yapılır. Plazma Spreyi

Plazma spreyinin ve uygun kaplamanın yapılması piston kollarının sadece ıslah edilmesini değil aynı zamanda kolun gerçeğinden daha iyi yüzeye sahip olmasını sağlar. Tungsten karbür ise krom oksit tabakaları piston koluna daha uzun aşınma ömrü verir. Spreylemeden sonra düzgünlük için kol kontrol edilmelidir. Plazma spreyi, sıradan metal spreylere göre daha iyi yapışma dayanımına sahiptir ve kullanımda daha az pullanma meydana gelir. Krom Kaplama

Bu teknik piston kollarının, orijinal çaplarına getirilmesi için kullanılmaktadır. Fakat bunun başarısı kaplamanın kalitesine, kaplayıcıya göre değişen, bağlıdır. Bu yöntem iyi bilinen bir tedarikçi firma olmadığı sürece kullanılmamalıdır. Piston kolları için sadece gözenekli kromlu krom kaplama uygun olarak görülmüştür. Kromdaki gözeneklerin derinliği 0,002” – 0,003” derinliğinde ters dağlama ile üretilmekte ve kaplama yaklaşık olarak %40 gözenekliliğe sahiptir. Piston kollarındaki gözeneklilik, kol yüzeyinde yağı tutma yeteneğini arttırmaktadır ve yeterli yağlama sağlar. Not: Piston kolları, otomobil tamponlarında olduğu gibi sert krom ile kaplanmamalıdır.

En iyi sonuç için bitirilmiş kaplamanın radyal kalınlığı 0,010” den fazla olmamalıdır. Kaplamanın daha kalın olması hasarlanmaya daha fazla maruz kalınmasına neden olur ve bundan sakınılmalıdır. Kaplamadan önce kol çapı üzerindeki yüzey kalitesi 32 RMS veya daha iyi olmalıdır ki mümkün olan en pürüzsüz kaplama yapılabilsin. Bir kol kaplanma yapıldığında düşük çaplı alan ile bitişiğindeki alan arasında keskin geçişler olmamalıdır. Burada tedbir alınması gereken iki temel prosedür bulunmaktadır:

a

1. Kolun tümü düşük çapa taşlanır ve bu düşük çaplı alan üzerine kaplama yapılır. Kaplamanın packing seyir alanının düşük çaplı dış çapına kademeli olarak geçmesine izin verilir. Bu durumda uygun pürüzsüzlüğün sağlandığından emin olunması için kaplanan taraflar parlatılır. 2. Düşük çapa yuva taşlanır, ardından bitirilmiş boyuta geri kaplanır. Bu durumda yuvanın dipleri en düşük gerilime sahip olacak şekilde düşürülür. 240

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Genel olarak ikinci yöntem tercih edilmez. Bunun nedeni son taşlamanın gerçek kol çapına mutlak eş merkezli hale getirilmesinin zor olmasıdır. Ancak tavsiye edilen plaka kalınlığından daha büyük alanın kullanılmasının zorunluluğu olduğu durumlarda bu tercih edilebilir. Diğer yöntem ile düşük çapa taşlamadan sonra ve kaplamadan önce kol, taşlamayla ısı kontrolü veya diğer kırılmalar için magnaflux ile dikkatlice incelenmelidir. Bu inceleme son olarak kaplanmış yüzeyler üzerinde de tekrarlanmalıdır. Çevresel kırılmalara veya izlere izin verilmemelidir. Not: Bronz packing ringleri krom kaplı piston kolları ile kullanılmamalıdır. Çünkü bu, kolların çizilmesine neden olur. Eğer kompresörde bronz packing kullanılıyor ise piston kolları kromla kaplanmamalıdır.

m o

Dikkat: Yeniden kaplama ve püskürtmeden daha önce yapılan kaplamalar yüzey üzerinden kaldırılmalıdır. Daha önce alaşım kaplanmış yüzeylere krom kaplama veya püskürtme yapılamamalıdır. Bunun yanında ısıyla kaplanmış alaşım içeren herhangi bir kaplama ile ısıyla kaplanmış alaşımlı kollar yeniden kaplanmamalıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Piston kolları elektro kimyasal olan veya olmayan kaplama ile boyutuna getirildikten sonra taşlanmalıdır. Yağlamalı uygulamalar için 16RMS ve yağlamasız uygulamalar için 8 RMS tercih edilir. Bel vermiş değilse kollar elektro kimyasal olan veya olmayan yöntemle düzleştirilebilir. Kompresör ve Piston Kollarının Üretimi

Piston kolları, malzeme seçimi, işleme hassasiyeti, malzemenin ısıl işlemi, yüzey sertleştirme ve yüzey işleme seçimine gereken önem verildiğinde üretilebilir. Not: Piston kolu akla gelen ilk sorular cevaplanmadan ve piston kollarının farklı boyutları üzerinde danışılmadan üretilmemelidir. Piston kollarının üretimine karar vermeden önce aşağıdaki faktörler göz önünde bulundurulmalıdır: 1. Kompresörün çalışma koşulları belirlenmelidir

2. Malzeme orijinal tasarımını aratmamalıdır. Fakat sadece konsültasyondan sonra. Sorunlar giderilmeden yeni spesifikasyonlar istenmemelidir. Çoğu tasarımlar için nedenler bilinmemektedir ve bazı değişikliklerin yapılması tehlikeli olabilir. 3. Piston kollarına yapılan kaplamalar gerçekte bu kaplamalar olmadan yapılmış olabilir.

a

4. Piston kolları üzerindeki dişler ya taşlama ya da ovalama ile yapılmaktadır. Ovalanmış dişler, dişlerin dibinde yüksek gerilimi önlendiğinden dolayı daha iyidir. Eğer mevcut ise birkaç tane onarım servis tesisi birkaç tane diş ovalama ekipmanına sahiptir. Bu yüzden bu çalışma müteahhide verilir.. Konsültasyon olmadan ve kompresör tasarımının tümünü bilmeden dişleri kesmeye çalışılmamalıdır. Bazı durumlarda diş açma kullanılması mümkünüdür ( tornadan, kalıpta kesme değil ). Fakat öncesinde kapsamlı bir araştırma gerekmektedir. Modern tasarımlar, ovalanmış dişler ile daha yüksek gerilim seviyelerinin kullanılmasını mümkün kılmaktadır ve diş açmanın yetkisiz kullanımı kötü sonuçlar ile kolun erkenden arızalanmasına neden olabilir. 241

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Eğer diş açma verilen bir işe yeteri kadar uygun ise dikkatli üretim yapılması zorunludur. Kesici uç yüzeye uygun olarak öyle bir şekilde ayarlanmalıdır ki hiç çekme veya yırtılma meydana gelmesin. Diş tabanında veya dibinde doğru olarak yuvarlatılmalıdır. Açıkçası adım çapı uygun olmak zorundadır. Piston Kollarında Piston Somunlarının Sıkılması Kol üzerinde pistonun gevşemesini önlemek için piston somununun uygun torkla sıkılması önemlidir. Gevşeme pistonun hasar görmesine neden olabilir veya dişli tarafta piston kolunun malzemenin elastik sınırının ötesinde gerilmeye neden olabilir.

m o

Sıkmaya başlamadan önce piston kolu/piston grubunun yeterli miktarda kaldırılması önemlidir. Şekil 4-36 ‘da kolu kaldırmak için kullanılan bu tip bir V bloklu yerleşim görülmektedir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Eğer piston kolu elektrokimyasal olan veya olmayan yöntemle kaplanmış ise tutulduğu alan kaplanmış olmalıdır. V bloklarının sıkılmasından dolayı oluşan gerilim bu kaplamanın kolayca kırılmasına neden olabilir.

Piston kolunun, piston somunu sıkıldığında veya gevşetildiğinde, dönmesini önlemek için yeterli miktarda V bloğu eklendiğinde piston kolunun bel vermesini önlemek için piston uygun olarak desteklenmelidir.

Dikkat: Silindirde iken hiçbir zaman piston somunu, piston kolu grubu ile sıkılmamalıdır ve kroşete bağlanmamalıdır. Her zaman silindire monte etmeden önce piston somunu sıkılmalıdır. Yine piston kolunu tutmak için boru anahtarının kullanılabileceği hiçbir durum yoktur. Bunun yanında bakır bazlı bileşikler ( Fel-Pro ) gibi dişler üzerinde gevşeme meydana getirdiğinden dolayı kullanılmamalıdır. Piston Somunları için Tork Değerleri

Piston somununun piston koluna uygun olarak sıkılması somunun torkunda sıkılmasıyla sağlanır. Tork anahtarının veya germe yönteminin kullanılması uygulanmış tork prosedürleridir. Tablo 4-8 ‘de farklı piston kolu diş boyutları için tork değerleri verilmektedir. Ön gerilim değerinin belirlenmesi ve sıkma için adımlar bu bölümde daha önce verilmiştir ( bkz. pistonlar kısmı ). Tablo 4-8 Piston somunu için tork değerleri Diş çapı ( 8 TH. D. )

a

Newton Metre

1”

270

1 ¼”

570

1 ½”

1050

1 ¾”

1700

2”

2580

242

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

2 ¼”

3700

2 ½”

5250

2 ¾”

7000

3”

9280

Büyük çaplı piston kollarında tork anahtarlarının kullanılarak uygun tork ve kol ön geriliminin elde edilmesi pratik değildir. Burada kolun genleşmesi ( uzaması ) için kullanılan ısıtıcıların somunlar uygun miktarda kolayca dönmesine izin vermelidir. Soğutmayla kol büzülür, sıkılığı sağlayan uygun ön gerilime ayarlanır.

m o

Somunun kullanıldığı tüm durumlarda bir kopilya ile piston koluna kilitlenir. Piston kolu kilitleme somunları genellikle taçlı stildedir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kroşet Somunları için Tork Değerleri

Kroşet yüzünü sıkmak için somun kullanılan piston kollarında gevşeme veya kolun aşırı derecede gerilmesini önlemek için uygun tork değerine erişilmesi önemlidir. Tablo 4-9 ‘da kroşet tarafında farklı piston kolu diş boyutları için tork değerleri verilmektedir.

Not: Somun sıkıldığında kurulmanın önlenmesi için kroşetin uygun olarak bloke edilmesi çok önemlidir. Bu ön tedbir alınmazsa kroşet pim yatakları hasarlanabileceği gibi biyel kolu yatakları da hasarlanabilir. Diğer Kompresör Bileşenlerinin Onarılması

Uygun yöntemler ve malzemeler kullanıldıkça kompresörün tüm bileşenleri başarıyla imal edilebilir ve onarılabilir. Tablo 4-9 Kroşet somununa ait tork değerleri Dış çapı

Newton Metre

8 THD dışındakiler

a

2 ¼”

2500 – 2650

2 ½”

3500 – 3660

2 7/8”

5500 – 5630

3 5/8”

11520 – 11660

4”

15450 – 15600

4 ¾” – 6 THD

26000 – 26160

5” – 6 THD

40400 – 40538

243

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

5 ¼” – 6 THD

40400 - 40538

Biyel Kollarının Onarılması 

Doğru yatak ezilmesinin yeniden elde edilmesi için büyük baş yeniden işlenir ve delik çapı standart boyutuna geri döndürülür.



Kollar ısıyla düzeltilir. Soğuk düzeltme eğilme miktarıyla sınırlandırılmıştır.



Yeni kroşet pim kovaları monte edilir. Pimler kovanlara oturtulur.



Kolun büyük başı, kroşet tarafına gelecek şekilde işlenerek kol düzeltilir. Bel verme alınmamalıdır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Not: Kaynak ile onarma tavsiye edilmemektedir. Kroşetlerin Onarılması

Diğer kompresör bileşenleri gibi kroşetler uygun malzeme ve prosedürler kullanılırsa başarıyla imal edilebilirler. 

Ayarlanamayan. Yeniden babbitt kaplama ve babbittli kroşetlerde boyutuna döndürme. Bu işe metal püskürtme ile yapılabilir.



Ayarlanamayan, babbitt olmayan: İşleyerek daireselleştirme ile onarılabilir. Babbitt uygulamasının yüzeylere olduğu kabul edilir. Bu iyileştirilen kroşet tipi kaynatılır ve boyutuna döndürülebilir.



Çapı yeniden işleme ve kroşette kroşet pim deliklerine geçirme. Kovanlar için kroşetle aynı malzeme kullanılır veya kroşetin iç tarafındaki flanşla bir bronz kovan kullanılır.



Hasarlı kroşetler kaynak veya talaş kaldırma ile onarılır. Bu her zaman mümkün değildir. Sadece malzeme çelik ise yapılabilir.

Kroşet Pimleri

Genel olarak kroşet pimleri aşınmaz. Fakat gevşemiş veya çizilmiş hale gelebilir. Islah etme birkaç yolla yapılabilir:

a



Eski pim çıkarılır ve uygun yeni pim kovanı imal edilir



Pim taşlanır ve standart boyuta sırtı kromlanarak güçlendirilir

Kroşet Kılavuzunun Onarılması Kroşet kılavuzları kompresör gövdesiyle bütünleşmiş veya gövdeden ayrı olarak ve gövdeye civatalanarak bağlanacak haldedir. Kroşetler için kılavuzlar kızakları oluşturmaktadır. Bunların yüzey kalitesi yüksek olmalıdır ve silindirin eksen çizgisiyle çakışmalıdır. 244

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI



Kroşet kılavuzları yerinde ve servis merkezinde çapı yeniden işlenir. Bu genellikle bir saha işidir. Çünkü bu kaideden kılavuza çıkarmaktansa ekipmanda yerinde çıkarmalı daha az maliyetlidir.



Çıkarılabilir kılavuzlar, kuyruk kolu kroşet kılavuzları gibi standart boyuta elektrokimyasal kaplama ile getirilebilir.



Eğer bir kılavuz yağsızlıktan aşırı ısınmışsa kılavuz kırılmalar için kontrol edilmelidir. Çapı işlemeye başlamadan önce kılavuzun kırılıp kırılmadığı belirlenmelidir.



Kılavuzun kırılmış veya kötü durumdaki kısımları bazen metal dikişi ile onarılabilir. Bu hasarlanmış alana dökme demirden imal edilmiş parçanın konulması ve talaş kaldırılmasına benzerdir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Krank Milinin Onarılması

Dövülmüş krank millerinin onarılması hasarın tipine, milin malzemesine ve boyutuna bağlı olarak birden fazla yapılabilir. Kompresörlerde kullanılan krank millerinin birçoğu dövülmüş karbon çeliktir. Ancak bunlardan bazısı nodüler dökme demirdir. Kaynakla Onarma

Krank muyluları, kaynakla onarılabilir ve ardından standarda taşlayarak getirilebilir. Ancak kaynakla yapılan onarımlar sadece çelik miller için uygundur. Bu teknik kaynakçılıkta gerçekten uzman olmayı gerektirmektedir. Bu millerdeki karbon içeriğinden dolayı yüzeyde kırılma olmadan kaynağın yapılması zordur. Bu kırılmalar mikroskobik olabilir ve genellikle manyetik partikül incelemesi veya metal dağlama testi dışında tespit edilemez. Eğer kırılmalar kaynak sonucu oluşmuşsa ve mil yeniden kullanılmışsa sonunda yorulma ve kopma meydana gelir. Kaynakla Onarım Prosedürü

Krank milleri üzerinde kaynakla onarım yapıldığında uygun kaynak prosedürlerinin izlenmesi önemlidir. Onaylanmış bir prosedür krank miline entegrasyonun sağlanması uzun bir yol olacaktır. 1. Krank milindeki kırılmalar taşlama ile ortadan kaldırılabilir

2. Krank milinde kırılmaların ortadan kaldırıldığından emin olunması için manyetik partikül yöntemi ile krank mili incelenebilir.

a

3. Krank mili 175 C ve 425 C arasındaki bir sıcaklığa ön ısıtılmalıdır. Bu ön ısı minimum ara geçiş sıcaklığı da olabilir. 4. Eğer krank milinin kaynakla onarılması gerekli ise kaynak derinliği 0,250” i geçmemelidir. 5. 538 C ve 650 C arasındaki sıcaklıkta kaynak yapıldıktan hemen sonra gerilim giderme yapılmalıdır. Minimum gerilim giderme zamanı mil çapının inçi başına 1 saattir. 6. Tahribatsız muayene testi yapılmalıdır.

245

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Muylular düşük çapa taşlanabilir ve özel yataklar kullanılır. Bir milin taşlanabilmesi için düşük çap miktarı üzerinde bir sınır bulunmaktadır. Muylunun taşınabilir bir ekipmanla genellikle yerinde taşlanması uygundur. Muylular eş merkezli hale getirilebilir, kaplama için hazırlanabilir ve boyutuna geri getirilmesi için krom kaplanır. Ancak krom kaplama sigorta şirketleri tarafından her zaman kabul edilmemektedir. Krom Kaplama Prosedürü Kompresör krank millerine krom kaplama uygulandığında aşağıdaki prosedürler izlenmelidir.

m o

1. Kaplama yapılacak alanlar önceden taşlanmalıdır, manyetik partikül ve girici boya testi ile tüm taşlama yüzeyleri incelenir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Kromla kaplanacak mil alanı temiz, hafif pürüzlü olmalıdır ve bilezik yüzeylerine hasar verilmemesi için özen gösterilmelidir. 3. Maksimum krom kalınlığı 0,030” ( radyal kalınlık ) olmalıdır.

4. Durumu kötü olmayan muylular bir elektrik zımparası ve seyyar taşlama ile temizlenebilir. Burada fazla özen gösterilmelidir. Çünkü muylunun daireselliği bozulabilir. Bu da daha büyük yatak hasarlarına neden olur. 5. Daha ufak çaplı millerde metal püskürtme tatminkar sonuçlar vermektedir. Fakat bu genellikle büyük çaplı kranklar için önerilmektedir. Sahada veya atölyede krank millerine yapılabilecek diğer onarımlar şunlardır: 1. Düzeltme

2. Ekipmanın kol boyutu muylu çapının altına indirilir.

3. Hasarlı kama yuvalarının büyük çapa işlenmesi ve yeni kamaların imal edilmesi 4. Volan geçmesinin dış çapı ve yüzlerinin ve kovanın işlenmesi

5. Milde ve volanda hasarlı kanalların raybalama ve yeni büyük çap saplamaların monte edilmesi 6. Hasarlı dengeleme ağırlıkları saplama deliklerinin büyük çapa işlenmesi için delik işleme ve diş açma ve yeni adımlı saplamaların üretilmesi.

a

Belgelendirme

Tedarikçi firmalar, onarılmış krank millerinin yapısal ve boyutsal entegrasyona göre orijinal motor veya kompresör üreticisinin gereksinimlerini karşıladığını belgelendirebilmelidir. Alternatif olarak bir tedarikçi firma özel bir milin operasyonel kullanılabilirliğini etkileyebilecek tüm bozuklukları detaylandırılmalıdır. Müşteri tarafından yetkilendirilmiş ve tedarikçi firma tarafından accomplished onarım bitirilmeden önce bozuklukların bu sınıflandırılması müşteri ile değerlendirme fazı süresince üretilmek zorundadır.

246

PİSTONLU KOMPRESÖRLERİN REVİZYONU VE ONARIMI

Kompresör Gövdesinin Onarılması Kompresör gövdesi onarıma ihtiyaç duyduğunda yatak hasarı veya piston kollarından birinin kırılması gibi bu genellikle bir diğer parçanın yapısal hasarına neden olur. Genelde yapılan onarımlar şunlardır: 1. Daha büyük ekipmandaki yatak oturma yüzeylerinin çapının yeniden işlenmesi yerinde yapılabilir. 2. Kırılmış gövdelerin, metal kilitleme ( metal dişli ) ve yeniden işlenmesi

m o

Kompresör Parçalarının Kopyalanması

Daha önceki kısımlar onarım, ıslah etme ve önemli bileşenlerin yeniden imal edilmesi ile ilgiliydi. Bunlar en fazla aşınmaya maruz kalan ve/veya kazalarla hasarlanan parçalardır. Geçtiğimiz yıllarda OEM lerden farklı olarak kompresörler için parça üreten ve tedarik eden birçok firma ortaya çıkmıştır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Bir keresinde virtüel olarak değişen tüm parçalar OEM tarafından tedarik edilir ve kullanıcılar otomatik olarak tüm yeni parçaları onlardan talep ederler.

Bu büyük oranda değişir. Bunun nedeni OEM in zamanında parçaları bitirememesi, özellikle acil durumlarda ve bu parçalar için kimi zaman biçilen fiyatların yüksek olmasıdır. Her kullanım tipinde olduğu gibi çok iyi parça kopyalayıcıları bulunmaktadır. Maalesef bunların bir çoğu kalifiye değildir ve çok kötü parça tedarik etmektedirler. Bu yüzden değişecek parçalar dikkatlice seçilmelidir. Bundan başka sadece kalifiye tedarikçiler seçilmelidir. Not: En düşük fiyat her zaman en iyi pazarlık olmayabilir.

Virtüel olarak her kompresör parçası çoğaltılabilir. Bu parçalar satın alındığında dikkat edilmeli ve aşağıdaki hususlara özen gösterilmelidir: 1. Çoğaltılacak parçanın gerçek boyutları ve toleransları bilinmelidir 2. Malzemelerin özellikleri aynı veya gerçeğinden daha iyi olmalıdır

3. Malzemelerin ısıl işlemi ve sertliği kalitede aynı veya daha iyi olmalıdır

4. Salınım yapan parçaların ağırlıkları, dengelenmemiş kuvvetleri ve sonuç olarak titreşimleri en aza indirmek için gerçeğine çok yakın olmalıdır 5. Eşleşen parçaların bütünlüğünün bozulmaması için hiçbir şey yapılmamalıdır.

a

Bu temel bilgilerden herhangi bir sapma parçaların kalitesinin düşmesine neden olacak ve kompresörün çalışmasını ve güvenirliliğini ters etkileyecektir.

247

BU SAYFA NOT ALABİLMENİZ İÇİN BOŞ BIRAKILMIŞTIR

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

248

5 Bölüm

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Kompresör Problemlerinin Giderilmesi

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Kompresör bakımının kalitesinin iyileştirilmesinde bakım personelinin sorunu çözebilme kapasitesi önemli bir etkendir. Operatörler prosedürlerin yerine getirilmesinde ve temel çalışma bilgilerine sahiplerse işletmedeki her bir kompresör tipiyle ilgili duruş süresini düşürmede yardımcı olabilir.

Giriş

Mekanik durumun çözümlenmesi ve ekipmanın performansı ekipmanın doğasına, bazı şanslı kişilerin analitik düşünce sürecine bağlı olarak bir yetenektir. Fakat birçoğumuz için bunun deneyimle öğrenilmesi ve katı, disiplinli analitik prosedürlerle geliştirilmesi zorunludur. Eski yaklaşım “parçayı değiştir ve problemi düzeltiyorsa görene kadar bekle” mek şeklindeydi. Eğer büyükse, iyi değilse bir şey yapılması gerekecektir. Maalesef bu düşüncenin faturası şu şekilde çıkıyordu: 

Boşuna iş gücü sarfiyatı



Gereksiz yere parçaların ve bileşenlerin değiştirilmesinden dolayı büyük kayıplar



Gereksiz duruş ve ürün kaybı



Aşırı güç sarfiyatı

Analiz Yapanın Rolü

Başarılı bir sorun giderme çalışmasında en önemli bileşeni ekipmanı analiz eden kişi oluşturmaktadır. Çalışma yetersizliğinde etkin analiz insan aklıyla yapılmaktadır. Bu yüzden analizi yapan kişi bütün her şeyi olabilir hale getiren önemli bir elementtir.

a

İyi bir analizci her zaman: 

Gerçeklerle yüzleşir



Tüm gerçekleri toplar ve kullanır



Hemen sonuçlara geçmez 249

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Kompresör Problemleri Pistonlu kompresörler ile ilgili problemler genellikle aşağıdaki üç kategoriden birisine düşmektedir: 

Kapasitenin düşmesi



Gürültü ve titreşim



Çalışmama

m o

Kapasite Düşüklüğü

Kompresör herhangi bir basıncı basamadığı sürece bu terim genellikle basılan miktar ve basılacak miktar arasındaki karşılaştırmayı tanımlamaktadır. Analizi yapan kişi kapasite kaybı kararına nasıl erişildiğini belirleyebilir. Bu işletmelerdeki hava ekipmanları için birincil öneme sahiptir. Beklenilenden daha fazla yeni kullanıcıların sisteme eklenmesi veya kaçakların artması kapasitenin görünür kaybından sorumludur. Analizi yapan kişi şunu sormalıdır: Kapasite kaybı hızlı olarak mı meydana geliyor veya yavaş yavaş daha kötü hale gelen bir problem mi ? Bu sorunun cevabı bileşenin arızalanması veya aşınmanın birikip birikmediğini göstermelidir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kapasite düşüşü için nedenler ve semptomlar aşağıdakileri içermektedir: 1. Kapasitede önemli miktarda düşüş veya basmanın olmayışı 

Emme filtresi tıkanmış veya emiş hattı bloke olmuş olabilir. Bu kompresörü yüksüzlendirir, vakum pompası gibi etki etmesine neden olur ve emme basıncını atmosferik basıncın altında pompalar.



Unloder yapışmış, emme valfini açık olarak açık olarak tutmakta ve gazın sıkıştırılmasına izin vermemektedir.



Valfin sitinde silindir kapağında veya hatta ara soğutucu da contanın hasar görmesi

2. Yeterli basmanın olmaması. Çoğunlukla şikayet hiç basma olmamasına göre yeterli basma olmamasındandır. Yukarıdaki nedenler hala geçerlidir. Fakat buna valf elemanına ait arızalar veya valf siti conta hasarı olasılığı da eklenmelidir. Ayrıca sistem basıncının artmasıyla ekipmanın basma kapasitesinin düşeceği akıldan çıkarılmamalıdır. Kompresör kendi değerini aşan bir sistem basıncına ayarlandığında kompresör sistemine yeterli hava basılamayacaktır. Biraz daha sık olarak tanıtılan kompresör kapasitesi yanlışlıkla basma basıncı, emme basıncına göre yorumlanır.

a

Arızalı valflerin kapasite düşüklüğünün en yaygın nedeni olduğu akıldan çıkarılmamalıdır.

Gürültü ve Titreşim Bir diğer kompresör problemi gürültü ve titreşimdir. 250

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Titreşim Kompresör titreşimlerinin olası nedenleri şunlardır: 

Yetersiz kaide



Kompresöre uygun beton atılmamış



Unloderler düzgün olarak çalışmıyor



Boru hattında aşırı gerilimin olması veya boru hattı tasarımının yanlış yapılması

Gürültü veya Vuruntu

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Çalışma sırasında her zaman kompresör ile ilgili gürültü meydana gelir. Gürültü kaynakları motor, boru hattındaki gaz akışı, valflerin çarpması ve kayışlı kompresörlerde kayış vurmasıdır. Gürültü genellikle mekaniksel veya sürtünme ile ilgili ses olarak tanımlanmaktadır. Ancak kompresör raporlarının çoğunda vuruntu gürültüsü daha yaygındır. Vuruntu sesini kaynağının belirlenmesi genellikle daha zordur. Çünkü ses ekipmanın içerisinde yayılmaktadır. Silindir Vuruntusu

Vuruntunun büüyk bir kısmı kompresör silindirlerinde meydana gelir. Bir silindirdeki vuruntunun en yaygın nedenleri arasında: 

Gevşek pistonlar



Silindir kapağı boşluğunun yetersiz olması



Piston-silindir çapı boşluğunun çok büyük olması



Piston ringlerinin kırılması



Taşıyıcı bantların gevşek olması



Gevşek veya kırılmış valfler



Nemin taşınması ve sıvının jelleşmesi

a

Silindir vuruntusu için problemin analiz edilmesinde aşağıdaki adımlar atılabilir:

1. Eğer ünitenin vuruntusu sadece boşta çalışırken meydana geliyorsa piston tarafındaki boşluk kontrol edilir. 2. Eğer ünitenin vuruntusu yük halinde iken meydana geliyorsa silindirde aşınma olup olmadığı kontrol edilir. 

Piston veya piston ringleri, çapta aşınmış sırta sahip olabilir 251

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ



Piston gevşeklik için kontrol edilir. Emme ve basma valfi çıkarılır ve birimin hareket etmesi engellenir. Pistonun tutulması için tahta kullanılır, hareketi izlenir.



Alt ve üst taraftaki boşluklar kurşun bir telle ölçülür ve değerlerdeki değişimler kaydedilir.

Gövde veya Güç Aktarma Organlarının Vuruntusu Kompresörde güç aktarma organlarında vuruntunun olası nedenleri şunlar olabilir: 1. Volan veya kasnağın gevşek olması

m o

2. Gevşek veya aşınmış yataklar

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

3. Kroşet pimi ve pim yatağı arasındaki boşluğun çok büyük olması 4. Salmastrada mekaniksel packing in gevşemesi

5. Kroşet ve kroşet kılavuzu arasındaki aşırı boşluk

6. Kroşette biyel kolunun piston kolunun ucuna vurması

7. Kayışların ayarsız olması, motor rotorunun gezinmesine ve çarpmaya neden olur

8. Birimin seviyede olmaması, motor rotorunun eksenel olarak gezinmesine ve bazı durumlarda çarpmaya neden olur. Bu problem genellikle kayış ayarının yanlış olması ile ilgilidir. 9. Kompresörün yanlış yöne dönmesi

Kompresörün güç aktarma organında vuruntu daha çok gevşek bir parça veya bir yatağın çok fazla boşluğa sahip olmasından dolayıdır. Tiz Sesli Gürültü

Kompresörlerde tiz sesli gürültünün olası nedenleri şunlardır: 1. Motor ve kompresör yatağının çok sıkı olması 2. Yağsızlık

3. Kayışların kayması

a

4. Contaların veya bağlantıların kaçırması Devreye Girmeme

Ekipman sürekli olarak sigorta attırıyorsa aşağıdaki maddeler kontrol edilmelidir: 1. Sigortalar yetersiz 2. Voltaj çok düşük 252

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

3. Basınç farkı anahtarı çok yakın değere ayarlanmış 4. Kompresör devreye alma için yüksüzlenmiyor 5. Motor yatakları sarmaya başlıyor İstek üzerine devreye alma olduğunda bile motor çalışmıyorsa aşağıdaki noktalar kontrol edilmelidir: 1. Basınç anahtarının kontakları eşleşmiyor 2. Kontaklar aşınmış

m o

3. Motor yatak sarmış

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

4. Termal aşırı yükler yeniden ayarlama gerektiriyor 5. Sigorta atıyor

Tipik Kompresör Problemleri

Tipik problemlerin olası çözümleri için Tablo 5-1 ‘deki sorun giderme tablosu kontrol edilmelidir. Kompresörün el kitabına çalışılmalı ve her zaman başvurulmamalıdır. Bunun yanında basınç göstergelerinin kontrol edilmesi unutulmamalıdır.

Sistemin talebi kapasiteyi aşıyor

Basma basıncı kapasitenin üzerinde

a

Motorun aşırı derecede ısınması

Piston kolu veya packingin aşırı derecede aşınması

Piston ringi, piston, silindirin aşırı derecede aşınması

Çalışma çevriminin aşırı derecede uzun olması

normalin

sıcaklığı

Anormal seviyede karbonlu birikintisi

Nedenler

Hava basma üzerinde

Sorun

Kompresör gürültülü veya vuruntulu çalışması

Tablo 5-1 Sorun giderme tablosu









Unloder set değeri yanlış





Emme borusunda engel var, çok ufak, çok uzun





Emme filtresi tıkalı



253







KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Valfler aşınmış veya kırılmış











Valfler silindirde oturmuyor











Valfler yanlış olarak konumlandırılmış









Contalar kaçırıyor















Unloder veya kontrol arızalı



Sistem aşırı derecede kaçak yapıyor

m o 



S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Piston ringleri aşınmış, yapışmış veya kırılmış











Silindir ( piston ) aşınmış veya çizilmiş











Kayışlar kayma yapıyor







Devir çok yüksek

V kayışı veya diğerleri ayarsız



Makara veya volan gevşek



Mil üzerinde motorun rotoru gevşek



Kaide civataları gevşek



Kaide düzgün değil – ünite sallanıyor



Piston ve kapak arasındaki boşluk çok az



Krank milinin eksenel hareket miktarı çok fazla



Piston veya piston somunu gevşek



a

Yataklar ayarlanmalı veya yenilenmeli



Sıvı taşınıyor



Aşırı miktarda yağ beslemesi



254

 

 

 





KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Yağ seviyesi çok yüksek





Yağlama yetersiz





Yağ viskozitesi uygun değil



Ara soğutucu titreşim yapıyor



Tanktan gürültü geliyor(1)



Ortam sıcaklığı çok yüksek



















m o





S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Havalandırma yetersiz





Fana olan hava akışı engellenmiş





Dönüş yönü yanlış





Yağ seviyesi çok düşük



Çek vana veya basma valfi arızalı



Silindir, kapak, soğutucu kirli





Dinlenme zamanı yetersiz





Su kalitesi çok düşük



Kayışlar çok sıkı



Su giriş sıcaklığı çok yüksek





Su ceketi veya soğutucusu kirli





Valfler kirli





a

Hava basma sıcaklığı çok yüksek



Yağ tipi yanlış







Hava filtresi arızalı







Silindire kir, toz girmesi







255



KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Packing ringleri aşınmış, yapışmış, kırılmış



Kol çizilmiş, karıncalanmış, aşınmış



Motor yetersiz



Elektriksel koşullar yanlış



Voltaj aşırı derecede düşük

m o 

Uyarım yetersiz



S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Aşırı derecede fazla devreye girme Basma hattında engel var



Rezonans dalgalanması ( emiş )

  

a

Kompresör parçaları aşırı ısınmış

Çıkış suyu sıcaklığı normalin üzerinde



Ara soğutucu emniyet valfi aniden açılıyor

Basma basıncı kapasitenin üzerinde

Ara soğutucu basıncı normalin altında



Ara soğutucu basıncı normalin üzerinde



Alıcı emniyet valfi aniden açılıyor

Basma basıncı normalin altında

Sistemin talebi kapasiteyi aşıyor

Nedenler

Alma basıncı normalin üstünde

Basma miktarı kapasiteden az

Sorun















Sistemde aşırı derecede kaçak







Emme borusunun kesiti daralmış, çapı az, uzunluğu fazla









Emiş filtresi tıkalı









256

Valfin aşınması ve kırılması anormal derecede

(1) Üreticiye danışılması

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Valfler aşınmış veya kırılmış





H

H

L



Valfler silindire oturmuyor





H

H

L



Valfler yanlış yere monte edilmiş





H

H

L



Contalar kaçırıyor





H

H

L



Unloder veya kontrol arızalı

















Unloder ayarı yanlış



















m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Piston ringleri aşınmış, kırılmış veya yapışmış





H

H

L



Silindir ( piston ) aşınmış veya çizik





H

H

L



Kol packingi kaçırıyor





Emniyet valfinde kaçak var





Kayışlar kayma yapıyor





Devir kapasiteden düşük





Gösterge arızalı













Emniyet valfi düşük değere ayarlanmış





Emniyet valfi arızalı





Kontrol hava borusunda kaçak var



Ara soğutucu pasajları tıkalı

 



Ara soğutucu kaçırıyor

a





Silindir kapağı, ara soğutucu kirli





Su kalitesi yetersiz









Su giriş sıcaklığı çok yüksek









257

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Su ceketleri veya ara soğtucu kirli







Hava basma basıncı çok yüksek



Ara soğutucu basıncı çok yüksek



Devir çok yüksek



V kayışı veya diğerleri ayarsız



Yataklar ayarlamaya veya yenilemeye ihtiyaç duyuyor



Yağ seviyesi çok yüksek



Yağlama yetersiz



Yağın viskozitesi yanlış



Ortam sıcaklığı çok yüksek



Havalandırma yetersiz



Fana olan hava akışı engellenmiş



Dönüş yönü yanlış



Yağ seviyesi çok düşük



Çek vana veya basma valfinin arızalı olması



Dinlenme zamanı yetersiz



Kayışların gerginliği fazla



Valfler kirli

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta 

a

Sıvı taşınıyor







 

 

Yağ beslemesi fazla



Hava filtresi kusurlu



258

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Silindire kir, toz giriyor



Yanlış montaj



Yay kırılmış



Aşınmış sitte yeni valf



İyi sitte aşınmış valf

m o 

Kol packingi çok sıkı



S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kontrol havası hattı tıkanmış



Rezonans titreşimi ( giriş )







H ( yüksek basınç silindirinde ) L ( düşük basınç silindirinde )

Emiş filtresi tıkalı



Unloderler veya kontrol arızalı



Unloder ayarı yanlış

a

Basma basıncı kapasitenin üzerinde









Piston ringleri aşınmış, kırılmış veya yapışmış





Silindir ( piston ) aşınmış veya çizilmiş





259

Kompresör devreye girmiyor

Karter yağı basıncı düşük

Kompresör yüksüz hale gelmiyor



Çok sık devreye giriyor

Emiş borusunun kesiti daralmış, çok ufak, çok uzun

Karterde su birikmesi

Aşırı yağ basılıyor ( tek etkili kompresör )

Nedenler

Kompresörün aşırı titreşim yapması

Sorun

 

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Gösterge arızalı



Ara soğutucu daha fazla dreyn ediyor



Devir çok yüksek



V kayışı ve diğerleri ayarsız



Makara veya volan gevşek



Mil üzerindeki motor rotoru gevşek





m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kaide çok ufak



Kaplama uygun olarak yapılmamış



Kaide saplamaları gevşek



Seviye kamaları kompresörün altında kalmış



Boru hattı desteği uygun değil



Kaide düz değil – birim sallanıyor



Sıvı taşınması



Yağ seviyesi çok yüksek



Yağ viskozitesi uygun değil





Dönüş yönü yanlış

Yağ seviyesi çok düşük Kayışlar çok sıkı



a

Yağ tipi yanlış





Karter yağ basıncı çok yüksek



Yüksüz çalışma zamanı çok uzun (2)



260



KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Piston ringi boşlukları yalpalanıyor



Piston veya ringin dreyn delikleri tıkanmış



Santrifüj pilot valfi kaçırıyor



Çok az çalışıyor (3)



Deterjanlı yağ kullanılması (4)



Islak ve nemli konum



m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Yağ tahliye vanası arızalı



Yağlama hattında kaçak var



Yağ filtresi veya süzgeç tıkalı



Pompanın emişinde hava kaçağı var



Dişli pompa aşınmış, işlevini yerine getiremiyor



Alıcı çok ufak



Alıcı daha sık dreyn ediyor



Daha kararlı çalışma isteği (3)



Unloder parçaları aşınmış veya kirli



Kontrol hava filtresi, süzgeç tıkalı



Ayarlama hatları tıkanmış



a

Motor çok ufak



Elektriksel koşullar yanlış



Voltaj aşırı derecede düşük



Uyarım yetersiz



261

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Motor aşırı yük rölesi atmış



Sigorta atmış



Kablolama hatalı



Düşük yağ basıncı rölesi açılmış



Sistemde aşırı derecede kaçak var

m o



Yataklar ayarlamaya veya yenilemeye ihtiyaç duyuyor



S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

(2) Otomatik devreye gime-devreden çıkma kontrollü (3) Sabit devir kontrolü kullanılır

(4) Deterjansız yağa dönüş yapılır

Sık Görülen Problemlerin Çözülmesi

Aşağıdaki sık görülen problemlerin çözümlerine ait detaylı bir liste bulunmaktadır. Hiç hava basmıyor

1. Emiş bloke olmuş

2. Emme filtresi tıkanmış 3. Unloder sıkışmış 4. Valf hasarlı

5. Borulama hattında aşırı kaçak

6. Silindir kaçağında valf kafes grubunda veya ara soğutucu da conta yırtılması Basılan hava yetersiz

1. Kompresörün kapasitesini aşan hava isteği 2. Emiş kısmen bloke olmuş

a

3. Emme filtresinin kısmen temizlenmesi gerekiyor 4. Unloder sıkışmış 5. Valf hasarlı 6. Boru hattında kaçak var

262

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

7. Silindir kapağında, valf grubunda veya ara soğutucuda contanın yırtılmış olması 8. Piston ringleri aşınmış veya kırılmış 9. Sistem basıncı çok yüksek 10. Devir çok düşük 11. Kayışlar kayıyor Yetersiz Basınç

m o

1. Hava isteği kompresörün kapasitesini aşıyor

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Emiş kısmen bloke olmuş

3. Emme filtresinin temizlenmesi gerekiyor 4. Unloder köprülenmiş

5. Boru hattında ve bağlantılarda kaçak var

6. Silindir kapağı, valf grubu veya ara soğutucu da conta kaçırıyor 7. Piston ringleri aşınmış veya kırılmış

8. Basınç göstergesi uygun olarak kalibre edilmemiş Ekipman Yüksek Sıcaklıkta Çalışıyor

1. Hava soğutucu kanatları kirli veya su ceketleri tıkanmış ( eğer ekipman su ile soğutuluyor ise ) 2. Yüksek basma basıncına ayarlanmış

3. Valf hasarlı, wire drawing e neden oluyor 4. Kompresör geriye doğru çalışıyor

5. Ara soğutucu tıkanmış veya çalışmıyor

Arzu Edilen Basınca Erişilmesi için Ünitenin Uzun Süre Çalışması Gerekiyor 1. Hava talebi artmış

a

2. Emiş kısmen bloke olmuş

3. Emme filtresinin temizlenmesi gerekiyor 4. Unloder kısmen köprülenmiş 5. Valfler etkisiz

263

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

6. Boru bağlantılarında kaçak var 7. Piston ringleri aşınmış veya kırılmış 8. Kompresör devrine kadar çalışmıyor 9. Kayışlar kayıyor Alıcının Emniyet Vanası Kaçırıyor 1. Unloder çalışmıyor

m o

2. Kontrol havasına ait hatta kaçak var

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

3. Kontrol havasına ait hattın süzgeci tıkalı Unloder Düzgün Olarak Çalışmıyor

1. Kontrol hava hattında kaçak var 2. Kontrol havası hattı çok ufak

3. Kontrol hava hattına ait süzgeç kısmen tıkanmış 4. Unloder yayı uygun olmayan değere sahip

Basınç Anahtarının Ayar Değerinde Ünite Kapanmıyor

1. Basınç anahtarındaki kontaklar erimiş veya devreyi açamıyor 2. Basınç anahtarının yayı kırılmış veya zayıf Ünitenin Sigortası Atıyor 1. Sigorta yetersiz 2. Voltaj düşük

3. Basınç anahtarı farkı çok düşüğe ayarlanmış

4. Basınç farkı tahliye valfi çalışmıyor ( birim bu yüzden yüke karşı devreye giriyor ) 5. Motor yatakları sarmaya başlamış

a

6. Motor bağlantıları gevşemiş Motorun Aşırı Isınması

1. Basınç farkı anahtarı kompresörün aşırı derecede sık devreye girişi ile sonuçlanacak şekilde çevrime girmesine neden olacak şekilde çok düşük değere ayarlanmış 2. Voltaj düşük 264

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

3. Basma basıncı çok yüksek 4. Kompresörün çalışması gerektiğinden daha hızlı çalışıyor 5. Motorun temizlenmeye ihtiyacı var 6. Motor yatakları sarmaya başlamış 7. Kayış ve kaplin ayarı kontrol edilmesi Ünite Devreye Girmiyor

m o

1. Basınç anahtarındaki kontaklar eşleşmiyor

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Kontaklar aşınmış 3. Motor sarmış

4. Termal aşırı yükten dolayı resetleme gerekiyor 5. Sigorta atıyor

Kompresör Yüksüz Olduğunda Ara Soğutucu Emniyet Vanası Kaçırıyor – İkinci Kademe Çalışmıyor 1. Yüksek basınçlı emme veya basma valfi kırılmış

2. Yüksek basınçlı unloder pistonundan sit kaçırıyor 3. Unloder güç yayı kırılmış

4. Unloder güç pistonu sıkışmış

Kompresör Yüke Girdiğinde Ara Soğutucu Emniyet Vanası Kaçırıyor – İkinci Kademe Çalışmıyor 1. Yüksek basınçlı emme veya basma valfi kırılmış 2. Yüksek basınçlı unloder pistonu sıkışmış

Yağlama Sisteminde Sorun Giderme

Aşağıdaki liste kompresör yağlama yağı sisteminde yaygın olarak görülen problemlerin bazısını tanımlamaya yardımcı olabilir.

a

Gövde Yağlama Sistemi Düşük yağ basıncı

1. Düşük yağ seviyesi 2. Kirli süzgeç filtresi 3. Arızalı pompa veya tahliye vanası 265

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

4. Hasarlı kollektördeki tahliye vanası 5. Aşınmış yataklar veya aşırı derecede fazla boşluk 6. Düşük yağ viskozitesi 7. Yüksek yağ sıcaklığı Yüksek Yağ Basıncı 1. Hasarlı kollektördeki tahliye vanası

m o

2. Yağ hattındaki daralmalar

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

3. Yağın sınıfının uygun olmaması 4. Soğuk yağ

5. Yüksek değere ayarlanmış basınç düzenleme valfi Aşırı Derecede Yağ Sarfiyatı

1. Karterdeki yağ seviyesinin çok yüksek olması 2. Yağ çok ince olması

3. Yağ basıncının çok yüksek olması

4. Piston ringlerinin ve silindirin aşınması Cebri Yağlama

Yağlayıcının doğru olarak basılmaması

1. Besleme havaya vent edilemiyor 2. Düşük yağ seviyesi

3. Yağlayıcı rezervuarında ventin tıkanması 4. Silindir hatasında yağ çek valfi 5. Hattın kaçırması

a

6. Pompa strokunun yanlış ayarlanması

7. Hattaki veya bağlantı elemanlarındaki kaçak

Tablo 5-1 ‘dekine benzer sorun giderme adımları sorunların yerinin tam olarak belirlenmesine yardımcı olmaktadır. Tablo 5-2 ve 5-3 birbirinden farklıdır. Fakat tamamlayıcı yaklaşıma sahiptir. Birisi sorunun yerini bulmaya yardımcı olur ve diğeri sorunun tanımlanmasını sağlar. 266

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Ara Soğutucu Basınçlarının Önemi Ara soğutucu basınçlarının düzenli olarak gözlemlenmesi uygun kompresör performansının ve çalışmasının belirlenmesinde önemlidir. Emme Valfi Arızaları Daha önce değinildiği gibi kapasite kaybı daha çok valflerle ilgili bir problemdir. Eğer bir emme valfi kaçırıyor veya valfin emme tarafına emme valfi tarafından salıveriliyorsa aşağıdakiler meydana gelir:

m o

1. Sıkıştırma ( basma ) stroku süresince normal olarak yer değiştirmiş gazın bir kısmı kaçak yapacak veya valfin emme tarafına doğru emme valfi tarafından salıverilecektir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Gerçekte yer değiştiren gaz hacmi azalacaktır.

3. Sıkıştırılan sıcak gaz yanlış doğrultuda valf üzerinden geçtiğinde valf ısınır.

4. Valfin emme tarafındaki gazın giriş sıcaklığı artar. Bu yüzden ekipmanın volumetrik verimi düşer, tasarlandığı emme sıcaklıklarından daha sıcak olur. Tablo 5-2 Sorun giderme tablosu Sorun

Olası Nedenler

Basma sıcaklığının yüksek olması

Tedavisi

1- Emme valflerinin kaçırması veya ir sonraki kademedeki ringlerden olan kaçaklardan dolayı silindirde aşırı oran 2- Ara soğutucu/boru tıkanması

4- Yüksek emme sıcaklığı su

ceketlerinin

6- Yağlama yağının ve/veya yağlama debisinin uygun olmaması

Gövdede vuruntu

a

Valflerin veya ringlerin tamir edilmesi

2-

Ara soğutucu/boru hattının temizlenmesi, yağlama debisinin düşürülmesi

3-

Parçaların tamir edilmesi/yenisi ile değiştirilmesi

4-

Ara soğutucunun temizlenmesi

5-

Ceketlerin temizlenmesi

6-

Doğru yağlama yağının ve debisinin kullanılması

hattının

3- Basma valflerinin veya piston ringlerinin kaçırması

5- Silindirdeki tıkanması

1-

1- Kroşet pimi, pim kepleri veya kroşet pabuçları gevşetilir

1- Gevşek parçaların sıkılması/değiştirilmesi

2- Gevşek/aşınmış ana, krank pimi veya kroşet yatakları

2- Yatakların sıkılması/değiştirilmesi, boşlukların kontrol edilmesi

3- Düşük yağ basıncı

3- Yağ basıncı onarılır

4- Soğuk yağ 5- Yanlış yağ tipi

267

arttırılır, kaçaklar

4- Üniteyi yüklemeden önce yağ ısıtılır, yağ soğutucusuna olan su

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

6- Silindir tarafından gelen vuruntu

tedariği azaltılır 5- Uygun yağ tipi kullanılır 6- Piston somunu sıkılır

Krank milinin yağ salmastrasında kaçak

1- Yağ saptırma plakalarının ve yağ sapanının yanlış olarak monte edilmesi

1- Saptırma plakası ayarlanır 2- Engeller temizlenir

2- Dreyn deliğini tıkanması Piston kolunun yağ kazıyıcısı kaçırıyor

1- Kazıyıcı ringler aşınmış

1- Ringler yenisi ile değiştirilir

2- Kazıyıcılar doğru oalrak monte edilmemiş

2- Montaj

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta 3- Kolun aşınmış/çizilmiş olması

4- Ringlerin kol/yan boşluğa uygun olmayan şekilde geçmesi

Silindirde gürültü

1- Kapak açılır ve piston sıkılır

2- Piston kapak tarafına çarpıyor

2- Uygun uç boşluğu için piston kolu ayarlanır

4- Valf(lerin) kırılması veya kaçırması

5- Piston ringlerinin ve genleştiricilerin aşınması veya kırılması 6- Valfin uygun olmayan şekilde oturması/hasarlanmış sit contası

7- Serbest hava unloder plancırının çatırdaması

a

4- Ringler yenisi ile değiştirilir

1- Piston gevşemiş

3- Kroşetin kilitleme somunu gevşemiş

Packingde aşırı kaçak

3- Kollar yenisi ile değiştirilir

3- Somun sıkılır

4- Parçalar tamir edilir veya yenisi ile değiştirilir 5- Ringler yenisi ile değiştirilir

6- Conta yenisi ile değiştirilir ve uygun olarak monte edilir 7- Aşınmış veya kırılmış unloder yayları yenisi ile değiştirilir

1- Packing ringlerinin aşınmış olması

1- Packing ringleri yenisi ile değiştirilir

2- Uygun olmayan yağlama yağı ve/veya yetersiz yağlama debisi ( mavi ringler )

2- Doğru yağlama yağı tipinin kullanılması ve yağlama debisinin arttırılması

3- Packingde kir

3- Boru hattının/gaz beslemesinin temizlenmesi

4- Basınç artış hızının yüksek olması 5- Packing ringleri doğru olarak monte edilmemiş

4- Basıncın düşürülmesi ve daha yüksek değere kademeli olarak arttırılması

6- Ring tarafı veya uç boşluğunun uygun olmaması

5- Yönergelere göre yeniden monte edilmesi

7- Packing vent sisteminin tıkanmış

6- Doğru boşlukların sağlanması

268

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

olması 8- Piston kolunun çizilmesi 9- Piston kolu salgısının fazla olması

Packingin aşırı ısınması

7- Blokenin kaldırılması ve düşük kotlu noktalara dreyn konulması 8- Kolun yenisi ile değiştirilmesi 9- Salgının düzeltilmesi. yeniden şim konulması

1-

Yağlama arızası

1-

2-

Uygun olmayan yağlama yağı tipi ve/veya yetersiz yağlama debisi 2-

3-

Yetersiz soğutma

Kroşete

Yağlayıcının çek valfini/yağlayıcı pompasının yenisi ile değiştirilmesi Doğru tipteki yağlama yağının kullanılması ve yağlama debisinin arttırılması

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta 3-

Valflerin üzerinde karbon birikmesi

aşırı

derecede

Valflerin kaçırması

a

Soğutucu pasajlarının temizlenmesi/su filtresinin monte edilmesi/ besleme basıncının arttırılması, soğutucunun giriş sıcaklığının düşürülmesi

1-

Aşırı yağlama yağı

1-

Yağ beslemesinin ayarlanması

2-

Uygun olmayan tipteki yağlama yağı ( çok hafif, yüksek karbon içerikli )

2-

Üreticinin tavsiyesine göre uygun yağlama yağının kullanılması

3-

Emiş sisteminden veya bir önceki kademeden yağ taşınması

3-

Yağ separatörlerinin/dreyn sisteminin kullanılması

4-

Kırılmış veya kaçıran valflerin yüksek sıcaklığa neden olması

4-

Parçaların tamir edilmesi/yenisi ile değiştirilmesi

5-

Silindirler arasındaki yüksek basınç oranından dolayı aşırı sıcaklık

5-

Eşanjörlerin, valflerin temizlenmesi ve yüksek basınca neden olan engellerin ortadan kaldırılması

1-

Sit contasının hatalı olması

1-

Contaların yenisi ile değiştirilmesi

2-

Setskur sıkılığının yetersiz olması

2-

Setskurların sıkılması

3-

Valf sitlerinin, kanalların ve pleytlerin aşınmış olması

3-

Valflerin yenisi ile değiştirilmesi/sitlerin leplenmesi

4-

Valflerin uygunsuz şekilde monte edilmesi – kılavuzlarda kanalların yapışması

4-

Her valf kısmının uygun olarak demontajının yapılması

Tablo 5-3 Suyla soğutulan pistonlu kompresörlerde sorun giderme Gözlenen Sıra Dışı Durum

Olası Neden veya Katkı Yapan Faktör

Havanın taşınmasında arıza olması

Emme hatlarında engel bulunması, hava filtresinin kirli olması

269

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Valflerin kırılması Kapasite kontrol sisteminin kusurlu olması, unloderin sıkışması Boru hattında kaçak olması Kapasitenin yetersiz olması

Sistem talebinin kapasiteyi aşması Kirli hava filtresi Unloderin sıkışması veya unloderin düzgün çalışmaması

m o

Piston ringlerinin aşınmış veya kırılmış olması

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta Kapak contasının kaçırması

Hızın çok düşük olması, kapasite kontrolün düzgün yapılamaması Sistem basıncının çok yükseğe ayarlanmış olması

Basıncın yetersiz olması

Unloderin köprülenmesi Valfin gevşemiş olması

Basınç göstergesinin uygun olarak kalibre edilmemiş olması Hava talebinin kapasiteyi aşması

Valflerin kırılmış olması, boru hattında kaçak olması Piston ringlerinin aşınmış veya kırılmış olması

Kompresörün aşırı derece ısınmış olması

Basma basıncının çok yüksek değere ayarlanmış olması Soğutma suyu beslemesinin yetersiz olması

Silindir veya karter yağlamasının uygun olmaması Valflerin kırılması veya gevşemesi

Ara soğutucu basıncının normalin altına düşmesi

Düşük basınç silindirinde unloderin düzgün çalışmaması Düşük basınç silindirinde basma valfinin gevşemiş olması

a

Ara soğutucu basıncı normalin üzerinde

Kapasite kontrolünün düzgün olmaması, unloderin sıkışmış olması Yüksek basınç silindirinde valf şeritlerinin aşınmış olması veya hiç valf şeridinin olmaması Yüksek basınç silindirinde valfin gevşemesi, contanın kaçırması Yüksek basınç silindirinde piston ringlerinin aşınmış olması

270

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Kapasite kontrolün düzgün yapılamaması, unloderin sıkışmış olması Alıcı basıncının çok yüksek olması

Silindir kontrol basıncının yetersiz olması, kaçak meydana gelmesi Unloderin çalışmaması Kapasite kontrolünün yanlış ayarlanması

Basma basıncı çok yüksek ( hava )

Valflerin kırılması, unloderin sıkışması veya düzgün çalışmaması

m o

Silindirin veya karterin düzgün yağlanamaması

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta Soğutma suyu beslemesinin yetersiz olması

Soğutma suyu sıcaklığının çok yüksek olması

Çamurlu silindir ceketlerinin temizlenmesine ihtiyaç duyulması Eşanjörün gerekmesi

veya

soğutma

kulesinin

temizlenmesinin

Su ceketi pompasının işlevini yerine getirmemesi Soğutma suyu beslemesinin yetersiz olması

Kompresörün vuruntu yapması

Valflerin veya unloderin gevşemesi

Unloder kontrol yayının kırılmış olması

Volanın veya kasnağın gevşemiş olması

Ana yatak veya krank pimi yatak boşlukların büyük değerlere ulaşması Piston kolu somunun gevşemesi

Milde motor rotorunun gevşemesi Packingin gevşemesi

Pistonun kapaüa vurması, yetersiz boşluk

Kompresörün titreşim yapması

a

Uygun olmayan kaplama

Devrin yanlış olması, basma basıncının çok yüksek olması Boru hattının düzgün olarak desteklenmemesi

Kapasite kontrolün düzgün olarak yapılamaması, unloderin sıkışmış olması Volanın veya kasnağın sıkışmış olması Milde motor rotorunun gevşemiş olması

271

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Problem karışık hale gelmektedir. Kaçak gittikçe artmaktadır. Şerit kanallar veya pleytler gibi hareketli parçalar çarpıklıktan ve yüksek sıcaklıktan kaynaklanan aralık kaçaklarından dolayı hasar verebilir. Karbon birikimi meydana gelir ve bu problem daha kötü hal alır. Kaçaklar ayrıca hatalı valf sit contaları, erozyona uğramış valf sitleri veya emme valfi unloderinin hatalı çalışması sonucu meydana gelebilir. Neyse ki, valf sıcaklıklarını izlemeyi hızlandıran ve sıcaklıklar normalin üzerine çıktığı zaman düzeltici etkinlik almayı sağlayan düşük maliyetli kızıl ötesi aygıtlar bulunmaktadır. Sıcaklığı ölçen bu aygıtlar hassastır ve kullanımı kolaydır. Her işletmede bu tip bir aygıt bulunabilir. Valf kapağı sıcaklık değerleri alınmalı ve Şekil 5-1 ‘de görülen forma her vardiyada en az bir kere kaydedilmelidir. Yaygın olan ters inanışa göre valfler kendi kendilerine oturmayan sızdıran elemanlar gibi devreye girerler. Bu yüzden valf kullanımına alındığı anda mükemmel olarak çalışmalıdır. Eğer bir valfin performansının düşük olduğundan şüpheleniliyorsa aşağıdakiler yapılmalıdır:

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o



Kompresör yüklü olarak çalışırken sorunlu silindirdeki tüm emme valflerinin valf kapak sıcaklıkları kontrol edilir.



Valfler arasındaki geniş sıcaklık farklılıkları için kontrol edilir. Tipik bir tek kademeli çift etkili suyla soğutulan 100 psi ‘lik basma basıncına sahip ekipmanda emme valfi kapalı sıcaklığı yaklaşık olarak 45 C0 – 50 C0 arasındadır. Kapaktan kapağa 5-8 C0 değişim olması beklenir. Kaçak yapan bir valfte kapak sıcaklığı 60 C0 veya daha fazla olabilir.

Bu prosedür ayrıca 100 psi ‘lık tek kademeli hava kompresöründe 175 C0 -190 C0 arasında oldukça yüksek sıcaklıkta olacak olan basma valflerine de uygulanabilir. Herhangi bir olayda kapak sıcaklıklarını sergileyen bir valf için alışılmıştan 15 C0 daha yüksek olması önerilmektedir. Ara Kademe Basınçları

Ara kademe kompresörleri öyle bir şekilde tasarlanmıştır ki kademe başına önerilen iş miktarı tam olarak eş değerdir. Diğer bir deyişle bir iki kademeli 100 BG ‘lik kompresör kademe başına 50 BG gerektirecektir. Her kademedeki doğru basınç oranı mutlak basıncı kullanan formüllerle belirlenir:

Uygun olmayan ara kademe basınçları kol yükleri, kapasite, titreşim gibi problemlere neden olabilir. Çok kademeli kompresörlerde ara kademe basıncı valf sıcaklık değerleri alınmadan önce kontrol edilmelidir ( Bkz. Sayfa 25 ).

a

Düşük Ara Kademe Basıncı

Çok kademeli kompresörlerde ara soğutucu basıncındaki saplamalar hangi silindirde problemin meydana geldiğini gösterir. Normal ara kademe basıncından daha düşük bir basınç görüldüğünde problem önceki silindirin ( iki kademeli kompresörün birinci kademesinde ) emme valflerindedir. Basınç düşüşü sıfıra geldiğinde arıza önceki silindirin basma valflerindedir.

272

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 5-1 Kompresör inceleme raporu

Yüksek Ara Kademe Basıncı

Normal ara kademe basıncından daha yüksek olduğunda bir sonraki silindirde problem var demektir ( iki kademeli kompresörün ikinci kademesinde ). Kompresör yüklü olduğunda normalden daha yüksek basıncın meydana gelmesi bir sonraki silindirin emme valflerinde sorun olduğunu gösterir. Eğer ara kademe basıncı yüksüz olduğunda daha yüksek ise bir sonraki silindirde basma valflerinde arıza var demektir. Eğer ara kademe basıncı çok yüksek olmuşsa emniyet vanası açılacaktır.

a

Kayışlar

Kayışla tahrik edilen kompresörlerde V kayışları biraz ilgi gerektirmektedir. Şekil 5-2 ‘de V kayışlarında sorun giderilmesi için bilgiler yer almaktadır.

273

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Motor Kontrolleri Motor kontrollerinin sorunlarının giderilmesi, motor kontrol ekipmanının noktadan noktaya mekaniksel ve elektriksel olarak incelenmesini içerir. Tablo 5-4 ‘te motor kontrollerinde sorun giderme için bilgi verilmiştir. Teşhis Testleri Teşhis testleri daha çok kompresör arıza kaynağının tam olarak belirlenmesi için yapılır. Ufak hava kompresörlerinde aşağıdaki gibi yol alınır: Unloderin Köprülenmesi için Test Yapma

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Emiş filtresi çıkarılır. Hava emişi üzerine elimizi koyduğumuzda bir itki meydana geliyorsa unloder köprülenmiş demektir. Filtre Tıkalı ise Test Yapma

Kısa bir süre için filtre çıkarılır ve eğer kompresörün çıkış değeri artıyorsa kaydedilir. Eğer filtre tıkalı ise havayla ve kostikle yıkanır. Filtrelerin temizlenmesi için hiçbir zaman kerosen veya benzin kullanılmamalıdır ki patlama meydana gelmesin. Ara Kademe Basıncı

Ara kademedeki basınç kompresör performansının iyi bir göstergesidir. 100 psig basma basıncında ( atmosferik emme ) ara kademe basıncı normalde 27 psig civarındadır. Eğer ara kademe basıncı düşükse arıza birinci kademedeki valflerde, eğer ara kademe basıncı yüksekse arıza ikinci kademedeki valflerde aranır. Kompresör Vuruntusu

Virtüel olarak tüm kompresörlerde yapısal olarak gaz gürültüsü veya puls bulunmaktadır. Yoğunluk ve ses dokusu emiş borusunun uzunluğuna, boyutuna ve cidar kalınlığına bağlı olarak kompresörün krank milinin devrine göre daha fazla veya daha az telaffuz edilebilir. Hava gürültüsü aşağıdaki çözüm ölçümlerin bir veya birkaçı ile önemli oranda düşürülebilir: 1. Emiş alanlarının çalıştırılması

a

2. Bir susturucu filtrenin kullanılması

3. Emme hattında daha ağır boruların kullanılması

4. Kompresörlerin dalgalanma frekansı ile ayarlamada titreşimlerden sakınılması için emiş hattında boruya kısa uzunluğun eklenmesi veya çıkarılması 5. Deri, kanvas veya rezilyanslı malzeme kesitiyle emiş hattının kesilmesi

274

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

V Kayışı ile Tahrik Edilen Ekipmanlar için Sorun Giderme Kılavuzu Sorun

Olası neden

Tedavi

Kayış ömrünün kısa olması

Tahrik kasnağında durgun yükleme anında veya devreye girerken kayışın yanması

Kayışlar gerilir

Tahrik muhafazaları veya diğer nesnelerin üzerinde kayışın ovalama yapmasından dolayı oluklar veya aşırı kapak aşınması

Boşluğun sağlanması için engellerin ortadan kaldırılması veya tahrik biriminin yeniden ayarlanması

m o

Yüksek sıcaklığa uygun kayışların kullanılması, havalandırmanın sağlanması, kayışların korumaya alınması

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta Ortam sıcaklığının yüksek olması

Kayışların üzerinde yağ veya gres olması

Kayışlar yuvalarında dönüyör

Rulmanların kaçırıp kaçırmadığı kontrol edilir, kayışlar ve kasnaklar temizlenir

Kasnakların aşınmış olması

Kayışlarda kord bölümünün hasarlanmış olması, kayışın yıpranmış veya oluklanmış olması

Kasnakların ve kayışların yenisi ile değiştirilmesi

Titreşim seviyesinin çok yüksek olması

Kayıştan ses gelmesi

Avara kasnağın ayarsız olması Kasnakların aşınmış olması

Kasnağın ayarsız olması Devreye girme yükünün fazla olması, kayışların uygun gerginlikte olmayışı, aşırı yük

a

Temas yarıçapının yetersiz oluşu

Kayışların gerginleştirilmesi, hasarlanmış ise kayışların yenisi ile değiştirilmesi Avaranın yeniden ayarlanması

Kasnakların yenisi ile değiştirilmesi Tahrik biriminin yeniden ayarlanması Tahrik biriminin gerilmesi veya yeniden tasarlanması ve tahrik biriminin değiştirilmesi Merkez mesafesinin arttırılması veya çentikli

275

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

kayışların kullanılması Kayışın kırılması

Normal gerilmenin ötesinde kayışın gerilmesi

Tahrik tarafına yabancı malzeme olması

Tahrik birimine koruma sağlanması

Kurulum süresince kayışın hasarlanması

Kurulum yönergelerine dikkat edilmesi

Şok veya aşırı yük

Aşırı yük nedeninin ortadan kaldırılması veya tahrik tarafının yeniden tasarlanması

Kasnakların aşınmış olması

Kasnakların yenisi ile değiştirilmesi

Tahrik tarafının tasarımının hatalı olması

Tahrik tarafının yeniden tasarlanması ve yenisi ile değiştirilmesi

Gerdirmeden sonra kayışın kayması

Yeniden gerdirme yapılması

Aşırı derecede gerilmiş halde iken tahrik etme

Tahrik tarafına uygun olarak gerginlik verilmesi

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta Montaj süresince kord kısmının hasar görmesi

Aşırı titreşim

Kayış kord kısmının hasarlanması

Kayışların yenisi ile değiştirilmesi

Kayışların gevşemesi

Tahrik tarafının gerdirilmesi

Kayış gerginliğinin uygun olmaması

Kurulum anında kayışların çok uzun olması

a

276

Tahrik biriminin aynı tarafındaki her kayış için tahrik birimine gerginlik verilmesi

Gerdirmenin yetersiz oluşu

Daha kısa kayışların kullanılması

Tahrik biriminin uygun olmayan montajı

Tahrik eden ve edilen ekipman montajının yeniden kontrol edilmesi

Kayışların yanlış boyutta olması

Kurulum anında kayışların çok kısa olması

Kayışların yenisi ile değiştirilmesi ve uygun olarak montajının yapılması

Doğru boyuttaki kayışların kullanılması

Gerdirmenin yetersiz olması

Daha uzun kayışların kullanılması

Tahrik tarafının uygun olmayan şekilde

Daha uzun kayışların

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

montajının yapılmış olması Kayış boyutlarının yanlış olması

kullanılması Tahrik eden ve edilen tarafın yeniden kontrol edilmesi Doğru boyuttaki kayışların kullanılması

Şekil 5-2 V kayışlarında sorun giderme tablosu Tablo 5-4 Motor kontrolleri için sorun giderme kılavuzu Problem

Olası Neden

m o

Çözüm

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Gürültülü mıknatıs ( uğultu şeklinde )

Mıknatıs kutup yüzlerinin ayarsız olması veya eşleşmemesi

Mıknatıs grubunun değiştirilmesi veya yeniden ayarlanması

Kutup yüzünde yabancı malzeme ( kir, lif, pas )

Kutup yüzlerinin temizlenmesi, gerekiyor ise yeniden hizalanması

Sarıma düşük voltaj uygulanması

Sistemin veya sarım voltajının kontrol edilmesi, devreye giriş süresince voltaj değişimlerinin gözlenmesi

Gölgeleme sarımının kırılmış olması

Mıknatıs grubunun yenisi ile değiştirilmesi

Devreye giriş olmaması

Düşük voltaj

Mıknatıs sarımının veya bağlantısının yanlış olması, sarım açılıyor veya kısa devre oluyor Mekanik engel

Kontrol devresinde hatalı temas

Sistem ve sarım voltajının kontrol edilmesi, devreye giriş süresince voltaj değişimlerinin incelenmesi Kabloların ve sarım yönlerinin kontrol edilmesi Ohm metre ile kontrol etme, şüphe duyuluyorsa yenisi ile değiştirme Gücün kesilmesi ve mıknatısın serbest hareketinin kontrol edilmesi Uygun çalışma olup olmadığının anlaşılması için kontrol devresindeki anahtarların kontrol edilmesi

Devreden çıkışın veya yavaş çıkışın olmaması

a

Kutup yüzeylerinde veya mıknatıs kızaklarında yapışkan madde bulunması, sarımdan voltajın alınamaması

Aşınmış veya paslı parçaların engel oluşturması, hava boşluğu olmadığından dolayı mıknatıs yolunda artık manyetikliğin kalması, mekanik kilitleme ( ters çalışan starterler ) Kontakların kaynamış olması

277

Uçucu olmayan solventle temizleme, akışkanın yaşlanması Kontaklarda kısa devre olması ( kesin nedeni sarım devresinin kontrol edilmesi ile bulunur ) Aşınmış parçaların temizlenmesi veya yenisi ile değiştirilmesi Aşınmış mıknatıs parçaların veya aksesuarların yenisi ile değiştirilmesi

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Serbest merkezleme için kilitlerin kontrol edilmesi, hafif yağlama gerektirebilir Kaynaktaki gücün uzaklaştırılması, olası kaynama için kontakların kontrol edilmesi

Bir hava kompresörünün karakteristik hava gürültüsüne aşina olduktan sonra alışılmışın dışındaki herhangi bir vuruntu mekanik güç aktarma organlarının bunun kaynağına sahip olduğu kabul edilebilir.

m o

Valf Analizi

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Eğer bir emme valfi tamamen kapanmıyor ve sızdırmazlık sağlayamıyorsa aşağıdaki sonuçlar ortaya çıkar: 

Sıkıştırma stroku süresince normal olarak yer değiştiren gazın bir kısmı valfin emme tarafına doğru kaçak veya geçiş yapar. Gerçekte yer değiştiren gazın tasarım hacmi azalacaktır. Sıcak gaz sıkıştırıldıkça yanlış doğrultuda valften geçer, valf ısınır. Valfin emme tarafındaki gazın emiş sıcaklığı artar. Bu yüzden ekipmanın volumetrik verimi düşer.



Problem karmaşık hale gelir. Kaçak daha kötü hal alır, şeritler, pleytler gibi hareketli parçalarda yüksek sıcaklıktan dolayı şekil değişikliği meydana gelebilir. Yeterli miktarda ısı üretilmişse valfte karbon birikimi olacaktır ve problem daha kötü hal alır.

Kaçak ayrıca valf siti conta yüzeylerinin erozyona uğramasına veya havalı yüksüzlendirme aygıtının sıkışmasına neden olabilir. Ultrason ve Titreşim Dokularının Kullanılarak Pistonlu Kompresörün Durumunun Görülmesi Bir orifisten herhangi bir gaz ( hava, oksijen, azot vb ) kaçak yaptığında bu, algılanabilir yüksek frekans bileşenleri ile türbülanslı akış oluşturur. Ultrasonik yakalama aygıtıyla test alanının taranması sonucu kulaklıkla bir ses duyulabilir veya balistik metre üzerinde not edilir. Enstrüman kaçağa yakın oldukça ses daha gürültülü olur ve ölçüm aletinde daha yüksek değer okunur. Ortam gürültüsü sorun oluşturduğunda kauçuk bir odaklanma probu enstrümanın algılama alanını daraltmak ve çelişki oluşturacak ultrasonlardan korumak için kullanılabilir. Şekil 5-3 ‘te Ultraprobe adı altında pazarlanan bir prob görülmektedir. Bu düşük maliyetli detektör kaçakla ilgili geniş bir arıza aralığını ve akışkan ekipmanıyla ilgili diğer anormallikleri belirleyebilir.

a

Kompresör silindirlerinin performans ve durum analizi kullanıcıya önemli maddi getiriler sağlar. Analiz: 

Güç sarfiyatını %10 veya daha fazla düşürür



Kompresörün çıkış değerlerini arttırır

278

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ



Bakım maliyetlerini düşürür

Basınç-Hacim Dokuları Beta 250 Motor/Kompresör Analizörü gibi enstrümanların üzerinde görüntülenen basınç hacim dokularının incelenmesi verim düşüklüğüne neden olan silindir problemlerinin tanımlanmasını sağlar.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 5-3 Ultrasonik aygıtla tespit etme

Bunlar; 

Kaçak yapan ringler, emme valfleri veya basma valfleri



Çok katı olan emme veya basma valfleri



Valf çatırdamasını

içermektedir.

Şekil 5-4 ‘te PV eğrileri üzerinde arıza örnekleri gösterilmektedir.

Beta 250 üç basınç kanalına sahiptir. Bunlar silindir gücünü, emme ve basma güç kayıplarını gerçek zamanlı hesaplar ve gösterir. Aşırı emme veya basma valfi kayıpları valfin durumunun kötü olduğunun açık bir göstergesidir.

a

Krank Açısı Dokusuna Göre Titreşim

Titreşim ve ultrasonik dokuların silindirin PV dokusuyla birlikte kullanılması valflerin, ringlerin ve packingin durumunun teşhis edilmesine yardımcı olacaktır. Valfler açıldığında ve kapandığında bir ivme ölçer tarafından algılanabilecek titreşimler üretilir. Şekil 5-5 ‘te krank açısına göre kompresör basıncı görülmektedir. Titreşim ve ultrasonik dokularda görülmektedir. Bunlar valf zamanlamasını ve normal valf etkinliğini göstermektedir. 279

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

İvmeölçer manyetik bir kelepçe ile valf kapağına tutturulmuştur ve kapaktan kapağa arızaların tespit edilmesi için hareket ettirilir. Valfteki yayın gerilimi çok az ise sonuçta valf daha geç kapanacaktır. Eğer yay güçlü ise valf erkenden kapanacaktır. Bu Şekil 5-6 ‘da görüldüğü gibi titreşim eğrisi ile tespit edilebilir. Eğer valf kaçırıyorsa valfin kapalı olduğunun tahmin edildiği zaman süresince bir titreşim oluşturacaktır. Şekil 5-7 ve 5-8 ‘de bu olaylar görülmektedir. Az bir deneyimle kırılmış ringler ve kol problemleri gibi arızalarda tespit edilebilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil 5-4 p-V görüntüleriyle tanımlanmış kompresör silindirine ait tipik örnekler

280

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 5-5 Titreşim ve ultrasonik izlerin üst üste bindirilmiş basınç-zaman eğrisi ( basınç açısı )

Şekil 5-6 Basma valfindeki yay çok güçlü. Titreşim ve ultrasonik eğride tekrarlı kapanmalar görülmekte

a

Krank Açısı Dokusuna Göre Ultrasonik Doku

Ultrason frekans aralığı insan kulağının algılama sınırlarının üzerindeki duyulamayan titreşimdir. Ultrasonun titreşim aralığı 35 000 ~ 45 000 çevrim/saniye ‘dir. Bu frekans aralığında kaçak yapan gazlar, belirli aşınma tipleri ve tıkırtı tipli titreşimler kolaylıkla algılanabilir. Düşük frekanslı titreşim yakalamaya benzer olarak ( 100 – 10 000 cps ) ultrasonik takiple valf arızaları, kaçak, aşınma, kaçaklar ve uygun olmayan valf hareketi bulunabilir.

281

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 5-7 Emme valfinin kaçırdığını gösteren titreşim ve ultrasonik eğri

Şekil 5-8 Basma valfinin kaçırdığını gösteren titreşim ve ultrasonik eğri

a

Hem titreşim hem de ultrasonik transdüktörlerin birlikte kullanılması zorunludur. Hiçbir teşhis aygıtı tek başına tüm kompresör arızalarını yakalayamaz. Daha düşük frekans vuruntuları sadece ivme ölçer ile görülebilir. Kaçak gazların tıslaması ultrason kullanılarak daha iyi görülebilir. Titreşimin ölçülmesiyle valf problemleri ultrasonik probun bir valf kapağından diğer valf kapağına hareket ettirilmesiyle teşhis edilebilir. Ring ‘in kaçırması en iyi silindirin ortasındaki yağlama portuna yakın bir yerden görülebilir. Çift etkili silindirlerde packing problemleri ve mesafe parçası arasında packing gövdesinin olduğu yerde görülebilir ( bkz. Şekil 5-5 ‘den Şekil 5-8 ‘e kadar ). 282

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Servis Teknisyenlerinin Raporlarından Alınan Örnek Uygulamalar Servis teknisyenleri, daha önceki semptomların daha detaylı veya dikkatli incelenmesiyle önlenebilecek örnek problemler derlemişlerdir. Aşağıda alışıldık bazı problemler verilmiştir. Semptom: Kompresör yüksüz hale gelmiyor, emniyet vanası kaçırana kadar basıyor. Piston kolu packing inde aşırı kaçak mevcut. Bulgular: Unloder pistonunun silindirde paslanmış olduğu görüldü. Nedeni ise aşırı yoğuşma. Su ceketinin sıcaklığı 10 C0 iken çıkışta 40 C0 ‘ye artmaktadır. Unloder boru hattı kirden ve nemden arındırılmıştır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Semptom ve Problem: Kompresör aşırı vuruntudan dolayı durmuştur. Temizlenmiş krank pimi yatağının yeni konulduğu tespit edildi. Bulgular: Hasarlı parçalar kontrol edildi ve krank piminin 0,007” dairesellikten saptığı görüldü.

Semptom: İki kademeli kompresörde vuruntu meydana geliyor. Yapılan ön inceleme görünür bir neden olmadığını gösteriyor. Bulgular: Her iki kademenin silindir kapakları çıkartıldı. Kroşet ve kol boşlukları kontrol edildi. Yüksek basınç silindirinin piston kolu somununun kopilyasının kilitli olduğu, dönmesine izin verdiği, pistonu gevşettiği ve vuruntuya neden olduğu bulundu. Semptom ve Problem: Yatay, yağlamasız kompresör yüksüz hale gelmiyor. Diyafram unloderi diyaframın çalışmamasından dolayı çatırdıyor. Bulgular: Diyafram sapının hareketi, doğru yüksüzlendirme için yetersiz.

Semptom: Tek kademeli, düşey tipli kompresör silindiri aşırı derecede aşınmış. Piston çentikli ve ekipman kullanılamaz halde. Bulgular: Tüm valf pasajları kuru olarak bulunduğundan bu ayrıca yağlayıcının da kuru olduğunu gösterir, piston arızasına neden olur. Semptom: Kompresörün piston kolu aşınmış. Packing aşınmış ve silindirde nemden dolayı karıncalanma meydana gelmiş. Bulgular: Piston kolu packing inin koklaştığı görüldü, kolun yağlanması hatalı.

Semptom: Ara soğutucunun hava tarafından su kaçağı meydana gelmiş. Kaplinler dreynlerin alınması için köprülenmiş.

a

Bulgular: Bir dizi tüp su kalitesinin uygun olmamasından dolayı su tarafından itibaren korozyona uğramış. Semptom: Yeni bakımdan çıkmış yatay iki kademeli kompresörde emme valfinden gürültü geliyor. Problem: Emme valfinin altındaki conta, sit üzerinde gevşeklik verilmesi için çıkarılmış.

283

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

Soru: Ara kademe basıncı kaçırıyor veya kırılmış kompresör valfini gösteriyorsa tüm valfler çıkarılmadan hangisinin arızalı olduğu nasıl söylenebilir ? Cevap: Kaçak yapan valfler kapak sıcaklıkları ölçülerek hangisinin sıcaklığı diğerinden daha yüksekse veya valfin çalışma sesinde biraz farklılık varsa veya bu semptomların ikisini bir gösteriyorsa tespit edilebilir. Soru: Basma basıncı kompresörün mekanik durumunu gösterebilir mi ? Cevap: Aynı hava basıncı ve soğutma suyu sıcaklığı altında çalışmayla sabit basma hava sıcaklığı elde edilebilir. Eğer daha sonra diğer koşullar sabit kalırken kaçak olduğu belirgin olarak görülüyorsa genellikle orta bir basınca sıcak geri basma yapar. İşletmenin günlük kaydında ara kademe basınçları ve sıcaklıkları düzenli olarak girilmelidir. Çünkü bu operatörün piston ringlerini ve valflerini incelemesi gerektiğinde operatörü kesinlikle uyarır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Soru: Basma havası sıcaklığını yavaşça arttıran ve silindirin önceden biraz daha sıcak hale gelmesine ne neden olmaktadır ? ( Piston ringleri ve valfleri birinci sınıf koşulunda ve su ceketinin sıcaklığı normal olduğunda ) Cevap: Yıllarca çalıştıktan sonra eğer su ceketinin kalitesi özellikle iyi değilse ceketin soğutma etkisi önemli miktarda düşebilir.Ceketin iç cidarları ağır kireç veya magnezyum birikintileri ile kaplanmış olabilir. Bunlar normal ısı transferini kötüleştirmektedir. Burada cevap şüphesiz ceketin temizlenmesidir. Kullanım Koşullarının Değişmesi

Emme veya basma basıncındaki bir değişim problemlere neden olabilir. Bu basınçların gözlemlenmesi herhangi bir sorun giderme çalışmasının parçası olabilir. Bir işletmenin operatörü satın alınan 12x9 tek kademeli yatay bir kompresörü tavsiye etmiş ve bunu 100 psi basınç için kullanmıştır. Operatör ekipmanın uygun olduğu çalışma koşullarıyla ilgili istekte bulunmuştur. Yapılan inceleme üzerine bahsi geçen kompresörün maksimum 40 psi ‘lık hava basıncı için tasarlanmış ve imal edilmiştir. Bu operatör buna göre ekipmanın tasarlandığı yükün iki katına maruz kaldığını ve bu koşullar altında sürekli olarak çalışmanın problem meydana getireceğini belirtmiştir. Diğer birçok kullanıcı gibi bu kişi ekipman üzerindeki hava silindirinin 100 psi için yeteri kadar güçlü olduğuna inanmaktadır ve bu yüzden bu basınçta kompresörün çalışmasında hiçbir tehlike yoktur. Bu kabul bizi şu noktaya getirmektedir: Bir kompresör üzerinde izin verilebilen maksimum yük hava veya gaz silindirinin dayanımından çok gövdenin ve güç aktarma organlarının dayanımıyla ilgilidir.

a

Yukarıda bahsedilen durumda 12x9 hava silindiri 100 psi basınç için yeteri kadar güçlü olacak şekilde meydana gelmiştir. Genel bir kural olarak hava silindirleri biraz daha geniş bir güvenlik sınırında olacak şekilde tasarlanmıştır ve geniş bir basınç aralığında kullanılmaktadır. Kompresör değerleri tipik olarak gövde ve çalışan parçalar üzerindeki yükle sınırlandırılmıştır. Gövde konstrüksiyonunda gücü ekipmanı tahrik eden kasnaktan hava silindirine güç aktarılırken ağır gerilim altındaki bu üç nokta ana yataklar, krank pimi ve kroşet pimidir. Bu parçalar maksimum yükten daha az yükün altına girdiklerinde fark edilir derecede aşınma veya hasarlanma riski olmadan çalışırlar. Fakat kapasitelerinin üzerindeki çalışma gerilimlerine maruz kaldıklarında aşırı yük sadece önemli miktarda 284

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

vuruntuya neden olmaz bunun yanında aşırı ısınma da meydana gelir. Aşırı yükle çalışmanın sonucunda ciddi hasarlar oluşabilir. Hava Kompresör Sisteminin Değerlendirilmesi 100 psig ‘lik alıcıya dört farklı pistonlu kompresörün beslediği bir sisteme sahip işletmeyi örnek alalım. 100 psig ‘de pistonlu kompresörler: 1-100 BG

m o

1- 60 BG

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

1- 50 BG

1- 40 BG_________

250 BG Toplam, yaklaşık olarak 5 CFM/HP veya 1250 CFM ‘de

Bir gün basınç oluşturulamadığından 100 BG ‘lik kompresörün durduğu yerde bir durum ortaya çıktı. 40 BG ‘lik ekipman yüksek gürültüden dolayı çalışmıyordu. Bir servis ilgilisi durumu araştırmak için görevlendirildi. Aşağıdakiler onun not defterinden alınmıştır. B- Basınçlı sisteme açılan basma valfi ile 100 BG ‘lik birim kontrol edildi ( kompresör kapalı ). Karterin basınçlı olması ( tek etkili kompresör ) basma valflerinin kötü olduğunu gösterir ve muhtemelen piston ringleri kırılmış ve aşınmıştır. C- 100 psig basma basıncı sağlanırken sistemin çalıştırılması ve bloke edilmesiyle ve atmosfere vent edilerek 60 BG ‘lik kompresör kontrol edildi. Tam yükte amper değerleri kontrol edildi, tasarlanan değerin %98 ‘iydi. Bu yüzden bu kompresör 300 CFM ‘lik tam kapasiteye yakındı. D- B ile aynı olan 50 BG ‘lik kompresör kontrol edildi. Bu birim ayrıca tam yük veya 250 CFM kapasitesindedir. E- 40 BG ‘lik kompresör maksimum çalışma basıncında çalıştırılarak kontrol edildi ( 100 psig ). Ünite packing baskısında aşırı derecede kaçırıyor ve doğru olarak ayarlanamıyor. Ünite ayrıca yüksek vuruntuya sahipti. Ünitede aşırı derecede kaçak olduğunda 100 psig basıncı oluşturamamaktadır. Silindir ve güç aktarma organları kapsamlı onarım gerektirmektedir. Toplam 1250 CFM ‘lik kapasitenin sistem sadece 550 CFM ‘sini üretmektedir.

a

Belirlenen Kapasite Gereksinimi

Öğle yemeğinde tüm işletme hiç sıkıştırılmamış hava gereksinimi olmadan durdurulmuştur. Hem 60 BG hem de 50 BG ‘lik kompresörler sistemi 100 psig ‘ye basınçlandırmak için kullanılmaktadır. Fakat sadece 60 psig ‘lik bir maksimum basınca ulaşılabilmiştir. İşletmede kısa bir tur atıldığında her hava kullanıcısının yakınında hava kaçağı olduğu görülecektir. Bunun sonucu olarak işletmede kaçakların

285

KOMPRESÖR PROBLEMLERİNİN GİDERİLMESİ

giderilmesi için 100 BG ‘den fazla güç gerekecektir ( Eğer 100 psig duruş süresince sağlanıyorsa. Kaçakların üstesinden gelinmesi için 110 BG gerekmektedir ). İşletmenin çalıştırılması süresince 100 psig ‘lik sıkıştırma sağlanması için en azından 160 BG gerekmektedir. Ancak kaçaklar olmadan sadece 40 BG veya yaklaşık olarak 200 CFM gerekmektedir. Bu atık enerjinin maliyetini hesaplamak kolaydır. 0,08 $/kW-saat maliyetle 110 BG güç kullanıldığında ve kompresörün yılda 8000 saat çalıştığı kabul edildiğinde yıllık maliyet:

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

olarak elde edilir.

Bu yüzden kompresör sisteminin kaçaklar için kontrolü sezgiseldir.. İyi bir ölçüm için burada diğer kısa servis raporu bulunmaktadır:

Yer altı hava hattı açağı zeminden yüzeye doğru meydana gelmektedir. Sistemin basıncı 100 psig ‘dir. Bu servis ilgilisi hatta ¼” çapında kaçak yapan bir delik bulmuştur. ¼” çapındaki delikten 100 psig ‘de 104 CFM hava geçmektedir. Bu 100 psig ‘de 21,5 BG ‘de denk gelmektedir. Yukarıdaki denklemden yararlanılarak maliyet;

olarak elde edilir.

Sonuç şunu göstermektedir: Hava kaçakları son derece maliyetlidir ve bakımın düzgünlüğü ekonomiye bağlıdır.

a

286

6 Bölüm

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Pistonlu Kompresörler için Koruyucu Bakım

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Sıfır bakım veya sonsuz ömürle mükemmel güvenirlilik için ekipmanın üretilmesi ve tasarlanması hem imkansız hem de ekonomik değildir. Gerçekte endüstride hakim olan iki bakım düşüncesi bulunmaktadır: 

Ekipman arızalanana veya acil bir durum ortaya çıkana kadar hiçbir şey yapma. Bu durumda kompresör mümkün olduğu kadar hızlı ve ucuz olarak onarılıp kullanıma geri döndürülür. Bu şekilde yapıldığında bir sonraki arıza çok yakındır.



Ekipmanı mükemmel durumda onarmak. Bu yüzden hem ekipmanın güvenirliliği hem de kullanılabilirlik süresi optimize edilir. Koruyucu bakım için duruş olayları planlanmıştır ve beklenilmeyen arıza olasılığı en aza indirilmiştir.

İlk yaklaşım kimi zaman arizi bakım olarak da adlandırılır, ekonomik ve risk yönetimi açısından nadiren ön plana çıkar. Güvenlik riski tek başına göz önüne alındığında bu yaklaşımın potansiyel olarak tehlikesi bulunmaktadır. İkinci yaklaşım dikkatlice uygulanan koruyucu akım ( izleme ve eğitim bazlı ) programıyla beraber kullanıldığı zaman daha faydalı olacaktır. Her ne kadar bu tip bir kapsamlı program öngörü ve organizasyon gerektirse de bunun uzun dönemdeki faydası gösterilebilir. İyi tasarlanmış bir kompresör bakım programı iyileştirilmiş güvenlik ve güvenirlilik, verim, çalışma zamanı, etrafın temizliği ve çevreye/yönetmeliklere uyumu da içeren birkaç önemli faydayı beraberinde getirecektir. Son ürünün maliyeti bu program sayesinde oldukça düşecektir. Arttırılmış ürün, işletmenin karına önemli miktarda katkı sağlarken, iyi tasarlanmış bir bakım programının düşük maliyeti önemsiz kalacaktır.

a

Her çalışma için güvenirlilik hayati bir faktördür. Güvenirliliğin derecesi koruyucu bakım programının verimliliği ile doğru orantılıdır.

Giriş

Koruyucu bakım periyodik incelemeyi ve beklenilmeyen arızaların, üretim duruşlarının veya hasarlı ekipman, bileşen ve kontrol fonksiyonlarının iyileştirilmesini kapsar. Koruyucu bakım arıza oluşmadan ve kayıplara neden olmadan önce arızaları hızlı tespit etme ve ekipman anormalliklerinin 287

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

düzeltilmesidir. Etkin ve uygulanan bir koruyucu bakım programı olmadan işletmenin verimliliği ve güvenilir çalışması daha fazla düşer. İşletmeler kompresör arızalarını en aza indirmek zorundadır. Proses işletmelerinin veya organizasyonların birçoğunda bakım fonksiyonu hak ettiği ilgiyi görmemektedir. Genel kanı bakımın üretime bir katkısı olmadığı yönündedir ve bu yüzden en iyi bakım en düşük maliyetli bakımdır. Bu yanlış kanıyla geleneksel proses ve endüstriyel işletmeler etkisiz koruyucu, önleyici, rutin bakım, bakım bölümleri tarafından uygun olarak geliştirilmemiş, uygun olarak eğitilmemiş bakım personeli ve optimize edilmemiş koruyucu bakım sonucu tehlike altındadır. Aşırı Ön görünün az olması ekipman arızalarıyla sonuçlanabilir.

m o

Bakım bir sigorta poliçesi veya bir güvenlik battaniyesi değildir. Başarı için bir gereksinimdir. Etkili koruyucu bakım olmadan ekipman çalışması süresince arızalanacaktır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kompresör Bakımı

Beş bakım seviyesi bulunmaktadır. Bunlar:

1. Reaktif veya arızi bakım: Bu bakım tipi ekipman arızalandıktan sonra ekipman onarılmasını içerir, diğer bir deyişle ekipman arıza yapana kadar çalıştırılır. Bu plansız, arzu edilmeyen, maliyeti yüksek ve diğer bakım tiplerinin uygulanabilme imkanı varsa genellikle tercih edilmeyen bir programdır. 2. Rutin bakım: Bu bakım yağlamayı ve proaktif onarımı içerir. Yağlama düzenli bir programa göre yapılmalıdır. Proaktif bakım daha yüksek seviyedeki bakım üzerine dayanan bir ekipman onarımıdır. Bu daha yüksek seviye, eğer onarım yapılamayacaksa, arıza oluşup oluşmayacağını belirler. 3. Önleyici bakım: Bu ekipmanın ayarlanmasını ve kalibrasyonunu içerir. Önleyici bakım ekipmanın ya kalitesini ya da performansını arttırır. Önleyici bakım için ihtiyaç, koruyucu veya kestirimci bakım gözlemlerinden ortaya çıkar. 4. Koruyucu bakım: Bu programlanmış periyodik incelemeyi içerir. Koruyucu bakım sürekli bir prosestir. Gelecektekteki hem bakım problemlerinin hem de arızi bakım için olan ihtiyacı en aza indirmek amacındadır. 5. Kestirimci bakım: Bu bakım ekipmanın çalışmasını algılayarak olası problemleri tahmin eder. Bu bakım tipi çalışmaları izler, arzu edilmeyen eğilimleri teşhis eder ve olası problemlerin kaynağını belirler. En basit formda ekipmanın çalışma sesinde bir değişiklik oluyorsa operatör bir problem olduğunu tahmin edebilir. Bunun ardından ya önleyici ya da rutin bakım yapılır. Benzer olarak bir kestirimci bakım açısından gelişmiş sistem ekipmanın titreşimlerini algılayabilir. Titreşim verilerinin alınıp bunların normal çalışma koşulları ile karşılaştırılmasıyla uzman, sistemin olası probleminin nedenini ve yerini tahmin eder.

a

Geleneksel olarak endüstri daha önce arızi bakım üzerine odaklanmıştı ve maalesef işletmenin birçoğunda durum hala böyledir. Ancak arızaların en aza indirilmesi için bakım programları Seviye 2 ‘den 5 ‘e kadar olan alanların üzerine odaklanmalıdır.

288

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Acil Onarımlar En Aza İndirilmeli İşletme sistemleri maksimum performans seviyesinde yapılmalıdır. Bu amaca ulaşılması için bakım programı düzenli inceleme, temizleme, ayarlama, ekipman ve sistemin onarımını içermelidir. Diğer taraftan gereksiz yere bakım ve onarım yapılmasından da sakınılmalıdır. Arızalar ekipmanın düzgün çalışmaması veya temel koruyucu işlevlerin yapılamamasından kaynaklanmaktadır. Ekipmanın periyodik olarak bakıma alınması lüks olmaktadır. Aynı zamanda acil olarak yapılan onarımlar daha önceden planlanmış programa göre yapılan onarımlara göre işçilik ve parça bakımından üç kat daha maliyetlidir. Bunun hesaplanmasında üretim prosesisinin duruşu veya zaman ve işçilik kaybının da dahil edilmesi işleri zor hale getirmektedir.

m o

Kötü planlanmış bakımın sonuçları kötü olacağından tüm performansı etkileyecek şekildeki sürekli duruşlar, işçinin moralini bozacak, ürün kalitesini ve birim maliyetini etkileyecek negatif etkilere sahiptir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Koruyucu Bakımın Verimliliği

Koruyucu bakım doğru olarak kullanıldığında bakımda %25 tasarruf sağladığı görülmüştür. Fakat bunun fazlası sonra faydadan çok zarar getirecektir. Koruyucu bakımda harcanan her üç dolardan birinin boşuna harcandığı hesaplanmıştır. Büyük bir bakım raporu rektifiye için gönderilen hidrolik pompaların %60 ‘ının hiçbir sorununun olmadığını göstermektedir. Bu ekipman koşulunun ve ihtiyaçlarına ters olarak hazırlanmış bir programda bakım yapılmasının dezavantajını gösteren önemli bir örnektir. Ancak, koruyucu bakım programı geliştirilip doğru olarak yönetildiğinde mümkün olabilecek en verimli bakım planı ortaya çıkar. Başarının ispatı birkaç yoldan gösterilebilir: 

İşletmenin çalışır halde kalma süresinin artması



Ekipman güvenirliliğinin daha fazla olması



Sistem performansının daha iyi olması veya çalışma ve bakım maliyetlerinin düşürülmesi



Güvenliğin artmış olması

Bir işletme teknisyeninin bakım açısından yapması gereken ilk şey ekipmanın ve sistemin işlevsel arızalarını mümkün olduğu kadar hızlı ve güvenilir olarak gidermektir. Daha uzun bir süre boyunca görevlinin ilk ilgi odağı belirtilen hatlar boyunca iyileşmenin olacağını gösterecek şekilde gelecekteki bakım aktivitelerini sistematik olarak planlamaktır. Bunun ekonomik olarak yerine getirilebilmesi için tahmin edilemeyen arızalarda önleyici bakımın planlanmış koruyucu bakım programıyla dengelenmesidir. Şekil 6-1 ‘de kompresörün önleyici ve koruyucu bakımı arasında bir denge gerektiren bakım giderlerinin optimizasyonunu göstermektedir.

a

Başarılı uzun süreli bir bakım programı için başlangıç noktası bakımla ilgili görevlerde doğrudan yer alan personelden mevcut bakım programının etkenliğine göre geri dönüşüm elde etmektir. Bu tip bilgi bazı önemli sorulara cevap oluşturabilir: 1. Etkenlik nedir ve ne değildir ? 289

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 6-1 Bakım maliyetine katkı sağlayan faktörler

2. Zamana bağlı ( periyodik ) görevler ve koşula bağlı bakımlar hangileridir ?

3. İşletmede başarıyla kullanılan izleme ve teşhis ( kestirimci bakım ) teknikleri nedir ? 4. Ekipman arızasının temel nedeni nedir ?

5. İşletmenin güvenlik güvenirliliğini önemli derecede etkilemeden hangi ekipman arıza yapabilir ? 6. Ekipmanın gerçek güvenirliliğinin iyileştirilmesi için modifikasyon veya yeniden tasarımı gerektiren daha fazla ilgi ve özen gerektiren bileşenler mevcut mu ? Mevcut prosedürlerin iyi çalıştığı alanlarda göz önüne alınmaması gereken değişimler önem kazanmıştır. Diğer bir deyişle bilinen problem alanları üzerinde odaklanmak en iyisidir. Bilginin üzerine odaklamak ve işletme sistemlerinin bakımına göre etkinliklerin sürekliliğinin sağlamadığından emin olunması için her işletme sistemi için bazı tesislerde bilgili bir personel bulundurulur. Bakımla ilgili tüm bilgiler, tasarım ve operasyonel etkinlikler de dahil olmak üzere bu personelin yargısı altında bu sistemler için bakım prosedürlerini rafine eden bir sistem veya ekipman uzmanından geçer.

a

Bakımın İyileştirilmesi

Ekipmanın çalışma zamanı ve kalite çıkışı ile ilgili problemleri birçok fonksiyonel alan içermektedir. İnsanların birçoğu, işletmenin yöneticisinden mühendisine ve operatörüne kadar ekipmanın performansını doğrudan veya dolaylı yoldan etkileyen kararlar vermekte ve etkinlikler yapmaktadır. Üretim, mühendislik, satınalma ve bakım personeli hatta dış tedarikçiler ve atölyeler iş girişimlerinin kendi kısımlarını yönetmek için kendi dahili sistemlerini, proseslerini, poliçelerini, prosedürlerini ve pratik bilgilerini kullanmaktadır. Bu organizasyonel sistemler biri diğeri ile etkileşim haldedir, biri

290

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

diğerine bağlıdır ve farklı yollardan biri diğerine bağımlıdır. Bu bağımlılık ekipmanın güvenirliliği üzerinde kötü sonuçlara sahip olabilir. Programın Amaçları Etkili bir bakım programı aşağıdaki amaçları sağlamak zorundadır: 

Plansız bakım duruşları meydana gelmez



Ekipmanın durumu her zaman bilinir



Koruyucu bakım düzenli ve verimli olarak yapılır



Bakım ihtiyaçları bilinir ve planlanır



Bakım departmanı en yüksek kalifiye sınıfındaki uzman bakım görevlerini yapar.



Teknisyen yeteneklidir ve karar verme süreçlerinde etkin olarak yer alır



Uygun aygıt ve bilgi her zaman elde edilebilir



Parça değiştirme gereksinimi tamamen bilinir ve bileşenler stoktadır.



Bakım ve üretim personeli ekipmanın üretilmesi için partner olarak çalışır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Program Geliştirilmesi

Koruyucu bakım programları, ekipmanın tasarlanmış olduğu sistemin kurulum ortamında mevcut olan koşulları bağdaşmak zorundadır. Koruyucu bakım programları stratejik fırsatlardaki bileşenlerin incelenmesi için program sağlar. Aşağıdaki maddeleri içeren veriden komple bir program geliştirilebilir: 1. Kompresörün çalıştığı proses

2. Ekipmanın yakın çevresindeki koşullar

3. Genel coğrafya konumundaki atmosfer 4. Kullanıcının çalıştırma programı

a

Yukarıdaki gereksinimler, prosese göre ayarlanabilen belirli bir ekipman için koruyucu bakım programını göstermektedir. Koruyucu Bakımın Verimliliği Önemli her bileşen veya grup için bir kompresör bakım programı geliştirilmelidir. Eğer program takip edilirse kompresörün toplam güvenirliliğini sağlar ve ekipmanın programsız duruşunu ortadan kaldırır.

291

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Bu program aşağıdaki terimlere dayanır. Tamamiyle değişse programın verimsiz olmasına neden olacak ve arzu edilen durum olan programsız duruşun olmadığı sonucuna erişilemeyecektir. 1. Büyük bileşenler veya gruplar sanki yeni gibi durumdadır. Bu tüm yeni parçaların veya bileşenlerin satın alınması ve kurulması anlamında değildir. Fakat mevcut parçalar veya gruplar yeniden toplanmalı ve sanki yeni gibi özellikleri güncellenmiş halde restore edilmelidir. 2. Kompresör bakımında ve bileşenlerin ıslah edilmesinde bilgilerin güncellenmesi ve yetenek için eğitim programları geliştirilir ve kompresörden sorunlu bakım personeli bu eğitimlere gönderilir.

m o

3. Önemli bileşenlerin incelenmesi ve güçlendirilmesi için prosedürler geliştirilir.

4. Bileşenlerin durumu ve arızaların meydana gelişi ve konumları ile ilgili uygun ve yeterli kayıtlar tutulur. Bunlar problemlerin çözümüne mantıksal yaklaşıma izin vermek için ve hangi bileşenlerin ıslah edilmesinin gerektiği veya bir sonraki planlı duruşta değişmesi gerektiğinin belirlenmesine izin verilmesi için gereklidir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

5. Kompresörün uygun olarak kullanılması ve gerekli bakımın yapılması için bakım personeline uygun ve yeterli aygıt verilmelidir. 6. Bakım personelinin onayı gereken yedek parçaların ve uygun olarak ıslah edilmiş parçaların yatırımına para harcamaktır. Bu sorunlu parçaların yeniden kullanılmasını ve kalifiye olmayan personel tarafından ıslahı önler. Koruyucu Bakım için Planlama

Pistonlu kompresörler için koruyucu bakım; 

Kompresörün restore edilmesi ve özelliklerinin iyileştirilmesi



Kompresör üzerindeki bilgi ve deneyimi arttırılacak olan işletme ve bakım personeli



Etkili bakım planlaması ve programlama tekniklerinin uygulanması



Kalifiye satıcı, tedarikçi ve kontraktörlerin tanımlanması üzerine odaklanmaktadır

Koruyucu bakım arızaya, ürün duruşlarına veya fonksiyonda kötü kayıba neden olabilecek koşulların tespit edilmesi için periyodik incelemeyi içermektedir. Bu arızaların veya arızaların erkenden tespit edilerek maliyet bakımından olası duruşları tersine çevirmek veya ortadan kaldırmak, kontrol etmek için önleyici bakımın önemli bir işlevini takip etmektedir. Bu koruyucu bakımın ve kestirimci bakımın tur bindirdiği ve birbirlerini tamamladığı yerdedir. Bu, koruyucu ölçümlerin planlandığı veya başlatıldığının belirlenmesi için kestirimci teknikleri kullanan sınıfının en iyi şirketlerini göstermesi açısından son derece önemlidir.

a

Koruyucu bakım hızlı tespit etme ve ekipmanın anormalliklerini arıza veya kayba neden olmadan önce görmeyi içermektedir. Burada iki tane çok önemli konu bulunmaktadır: 1. Periyodik inceleme

292

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

2. İncelemenin sonuçlarının baz alındığı planlı restorasyon Hasarlanmanın önlenmesi için yapılan günlük rutin bakım genellikle programın bir parçası olarak göz önüne alınmaktadır. Ekipmanın İyileştirilmesi Duruş veya diğer kayıplar temel ekipman koşulları sağlanmadığı ve günlük olarak hasarlanma olasılığı kontrol edilmediği sürece ortadan kaldırılamaz. Operatörler temizleme, yağlama, civataların sıkılması ve rutin incelemenin nasıl yapılacağının öğrenilmesinde rol oynamaktadırlar.

m o

Etkili bir program geliştirilmeden önce kompresörde aşağıdaki durumların belirlenmesi için inceleme yapılmalıdır:

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

1. Mevcut durum

2. Sanki yeni veya standart duruma getirmek için neyin gerektiği 3. Gerekli yeni bileşen parçaları

4. Güçlendirme ve ıslah için hangi bileşenlerin gerektiği

Kompresörün tipik geçimişi göz önüne alınmalıdır. Yeni olduğunda ve montajdan sonra en sonunda düzeltilmiş olan devreye alma problemleriyle yapılır ve operasyon güvenilirdir ve bakıma gereksinim duymaz. Bu birkaç yıl için ilerletilebilir. Fakat eğer bakım yapılmamışsa veya bakımın hakkı verilmemişse kompresör plansız, programsız duruşlardan dolayı üretim kaybının kaynağı haline gelecektir. Kompresörün hiç programsız duruş yapmamasının sağlanması ve etkin, faydalı koruyucu bakım programı için kompresör sanki yeni gibi haline getirilmek zorundadır. İlk adım komple ve detaylı bir incelemedir. Bu inceleme en çok sorun oluşturan ve/veya en fazla aşınma oranına sahip, örn: valfler, packing, piston/rider ringler, piston kolları, pistonlar ve silindirler, bileşenlerden başlamalıdır. Kompresör incelendiğinde tüm bileşenlere ait parçaların boyutlarının ölçülmesi ve kaydedilmesi önemlidir. Şekil 6-2, 6-3, 6-4 ‘te görülen inceleme formlarına benzer özel inceleme formları faydalıdır ve her incelemede kullanılmalıdır. Bu tip inceleme formları bileşen koşullarının iyi bir şekilde bilgilendirilmesini sağlar. Bunlar kaydetmeyi daha kolay hale getirir ve kompresörün geçmişinin sabit bir parçasını oluşturur. İnceleme Verisinin Oluşturulması

İnceleme verisinin kaydedilmesi birkaç amaca hizmet etmektedir:

a

1. Tüm aşınan parçaların kesin koşullarının ortaya konulması

2. Değiştirilmesi gerekiyorsa parçaların aşınma hızının ortaya konulması, hasarlanacak ve ayrıca yenisi ile değiştirilmensin gerekeceği ilgili parçaların belirli bir dereceye kadar hasar meydana gelmez. Hangi parçaların ıslah edilmesi gerektiği ve hangi parçaların sanki yeni gibi duruma getirilmesi gerektiğinin belirlenmesi

293

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

3. Yanlış yağlama koşullarının hızlı yatak aşınması veya bileşende aşınmaya neden olan aşırı ayarsızlıklar gibi ömrü aşırı derecede kısaltan nedenlerin tespit edilmesinde kanıt bulunması için 4. İnceleme aralıkları, rutinler ve tekniklerin belirlenmesi için verilerin elde edilmesinde Not: Koruyucu bakımın amaçlarından biriside gereksiz bakım ve gereksiz maliyetlerden sakınmaktır. İnceleme verilerinin oluşturulması bu amaca erişilmesinde yardımcı olur.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 6-2 Silindir inceleme formu

Bakım Maliyetleri

Belki de bakım gruplarının en sık karşılaştığı problem artan maliyetler ve azalan kaynaklardır. Bütçe sorunlarıyla sabit olarak yüzleşme ve maliyetleri düşürme üzerinde baskı var iken bakım yöneticileri halen işletmedeki servis seviyesini arttırmayı beklemektedirler. Bakım genellikle bütçe kesintilerinin kurbanıdır. Çünkü bütçede yanlışta olsa bakımın arka plana atılabileceğine inanılmaktadır. Bu yüzden bakıma ayrılan paranın akıllıca ve verimli olarak kullanılması önemlidir. İnceleme kayıtları ve veriler açıkça kompresörün güvenirliliğinin optimize edilmesi için neler yapılabileceğini göstermekte ve mantıksal duruş aralıklarını belirleyebilmektedir.

a

Özet Olarak İyi Bakım Aşağıdaki maddeler iyi bir bakımda nelerin olması gerektiğini özetlemektedir. 

Tasarım doğru olmalıdır 294

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM



Doğru malzemeler kullanılmalıdır



Montaj hatasız olarak yapılmalıdır



Kompresöre uygun bakım yapılmalıdır

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 6-3 Piston inceleme formu

Yedek Parçalar

Koruyucu bakım programındaki bir faktör ve kompresörün güçlendirilmesi sürekli güvenirliliğinin çok önemli bir parçası her kompresör için yeterli parça yatırımının olmasıdır. Bakım, etkin parça tedariğine ihtiyaç duymaktadır. Parçalar olmadan ekipman çalıştırılmaya devam edilemez. Kompresör üreticisinin kısa bir zaman zarfında kritik parçaları istek üzerine hemen imal edemeyeceği bilinmelidir. Kompresörde uygun onarım ve bakım yapılabilmesi için her kullanıcının elinde gerekli parçalar olmalıdır.

a

İnceleme verileri ve kayıtları bir sonraki onarım ve aşınan bileşenlerin yenisi ile değiştirilmesi için uygun planlamanın yapılmasına izin verir. Eğer uygun parçalar duruş zamanında temin edilemiyorsa riskli onarım kararları genellikle aşınmış veya hasar görmüş parçaların veya standart olmayan ve tolerans dışı parçaların kullanımı için yapılır. Aşınmış veya standart olmayan parçaların kullanımı vaktinden önce arızalanmaya ve kompresörün plansız duruşuna neden olur. Planlı çalışma periyoduna devam edilmesi için bunların temin edilmesi hakkında herhangi bir sorun var ise bu parçaların kullanımı yanlış olacaktır. Ayrıca contalar ve O-ringler gibi görsel inceleme yöntemlerine izin vermeyen parçaların 295

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

yeniden kullanılması da yanlış olacaktır. Bunlar, her montaj işlemi yapıldığında yenileri ile değiştirilmelidir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 6-4 Piston kolu inceleme formu

Doğru Kompresör Parçaları

Doğru kompresör parçalarının temin edilmesi ve kullanılmasının önemi yadsınamaz. Kompresör kullanıcıları geleneksel olarak en düşük fiyatı veren satıcıdan malzemeyi satın alırlar. Fakat bu yaklaşım gerçek ömür çevrim maliyeti göz önünde alındığında sonuç hayal kırıklığı olmaktadır. Düşük kalitedeki parçaların satın alınması sadece maliyeti arttırır, parçanın ıskartaya çıkmasına, plansız duruşlara neden olur ve çalışanın memnuniyetini düşürür. Çünkü işçiler kalitesiz parçalar ile çalışmak zorunda kalır. Kompresör üreticisinin zaman bazında parçaları makul bir fiyatta temin edememesinden dolayı kritik parçaların tedarik edilmesinde kullanıcılar alternatif kaynakların bulunmasına çalışır. Maalesef, ürünleri modern proses işletmelerinin güvenlik ve güvenirlilik ihtiyaçlarını karşılayamayan bir sürü satış sonrası tedarikçi firma bulunmaktadır. Bunların parçaları genellikle uygun malzemelerden imal edilmiş, fakat işlevini yerine getirmesi için uygun olarak mühendisliği yapılmamış veya uygun standartlara göre ( toleranslar, yüzey kalitesi vb. gibi ) imal edilmezler.

a

Atölyelerin birçoğunda temel tezgahlar bulunmaktadır. Fakat kompresörler hakkında teknik bilgi eksikliği bulunmaktadır. Her ne kadar bunlar daha düşük fiyatta satılmasına rağmen bunların parçaları arıza meydana geldiğinde daha maliyetli olmaktadır.

296

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Genellikle atölyede aşınan bu eski parça alınır ve tersine mühendislik ile çizimi yapılır. Bu tersine mühendisliğin atölyenin üstesinden gelemeyeceği iki zorluğu bulunmaktadır. Optimum toleranslarda bu herhangi bir bilgi sağlamaz ve parçayı kopyalayan kişiye parçanın ilk yerinde nasıl üretildiği hakkında bilgi vermez. Bu çelişki başarı ve arıza arasındaki farkı anlatabilir. Kompresör Parçalarının İncelenmesi Kaynağa bakılmaksızın tüm kompresör yedekleri veya yenisi ile değiştirilen parçalar dikkatlice incelenmelidir. Kalifiye tedarikçilerin parçalarının da dahil olduğu tüm parçaların %8 ila %10 ‘unun malzeme veya boyutsal gereksinimleri karşılamadığı veya kaplamalarında kırılma gibi kusurların olduğu görülmüştür. Bu durum en düşük maliyet ve kalifiye olmayan tedarikçiler söz konusu olduğunda %85 ila %90 ‘a kadar çıkabilmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Bu yüzden gelen kompresör parçaları ve malzemeleri için bir inceleme programının yapılması zorunludur. Bu inceleme istek üzerine hemen yapılabilir ve inceleme olmadan hiçbir malzeme raflara konulmaz. Müteahhidin Seçimi

Kompresörün üzerinde çalışması için bir müteahhidin veya valf, packing, piston, piston kol gibi hassas parçaların ıslahı veya yenisi ile değiştirilen parçaların üretilmesi için tedarikçi/onarım atölyesi seçtiğimizi varsayalım. Bu durumda maliyet dışındaki faktörlerde göz önüne alınmalıdır. Bu faktörler: 1. Yönetimin veya işletme sahibinin bilgi seviyesi ve teknik kapasitesi göz önüne alınmalıdır. İşletmenin sahipleri teknik uzmanlığa ve bilgi seviyesine sahip mi veya bunlar kompresörün ve bileşenlerinin onarımında hiçbir zaman bulunmamış potansiyel yöneticiler mi ? 2. Müteahhidin yönetimindeki önemli bir kişinin kaybı mevcut satıcı-müteahhit ilişkisini zedeler mi ? Yönetimin bilgi derinliği şu andaki iş pratiğinin sürekliliğini ve felsefesini garanti altına alır. 3. Müteahhit bu özel işle ne kadardır faaliyet gösteriyor ?

4. İşletmenin sahipleri sorun oluştuğunda servis sağlayacaklar için müşterilerin adreslerini ve isimlerini sağlayabiliyor mu ? 5. Müteahhit finansal olarak güçlü mü ? Dunn ve Bradstreet gibi ise değer biçen bir organizasyonla ve müteahhidin malzeme tedarikçisi ile kontrol edilir. Tesisler

a

Aşağıdaki sorulara verilen cevaplar müteahhidin tesisini değerlendirmede yardımcı olacaktır.

1. Müteahhit verilen işin yapılması için yeterli ve modern bir tesise sahip mi ? Ekipmanın ve tesisin yeterliliği ve durumu yapılan işin kalitesini ve verimini kısmen belirleyecektir. 2. Müteahhit bileşeni imal etmek için gerekli işlemleri yapabilecek ekipmana sahip mi ? Bu işlemler girici boya testi ile inceleme ve benzer NDT testi, performans testi, metal püskürtme, diş yuvarlama ve silindirik taşlama için imkanları içermektedir.

297

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Eğer müteahhit atölyesinde işi yapabilecek kapasiteye sahip değilse ve bir yardımcı firma kullanıyorsa yardımcı firmanın kalifikasyonu ve yapabilecekleri değerlendirilmelidir. Siparişin tamamlanması ve kalitesi için tek başına sorumlu olduğundan bu müteahhit için sorumluluktur. 3. Müteahhit aldığı işi düzenli olarak yapıyor mu veya yapmak istediklerini veya düşündüklerini mi yapıyor ? Aynı iş sırasının yapılması için bir istemci listesine sahip mi ? 4. Atölyenin önemli personelleri teknik kalifikasyona ve deneyime sahip mi ? Bunlar sadece ekipman operatörlerimi veya emniyet altında parçaların etkin olarak üretilmesinde mi çalışıyorlar ?

m o

Basit bileşenlerin üretilmesi ve ıslah edilmesi için sıradan atölyeler tercih edilebilir. Atölyenin nasıl ekipmanla donatıldığı önemli değildir, düz işlemenin haricindeki her şey için bu göz önüne alınmamalıdır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Prosedürler ve Spesifikasyonlar

Aşağıdaki sorular müteahhidin prosedürlerini değerlendirme de kullanılabilir.

1. Müteahhidin basılı kalite kontrol kitabı bulunmakta mıdır ? Bunun prosedürleri ve atölye çalışanları tarafından adanan iş prosesleri veya sadece göstermelik bir kitap mıdır ? 2. Müteahhidin talepte bulunulan parçalar için kompresör bileşenlerinin ıslah edilmesi ve üretilmesinde yazılı spesifikasyonlar ve prosedürlere sahip mi ? Eğer müteahhit spesifikasyonları varsa istenilmeden talebin bir parçası haline getiriliyor mu ? Spesifikasyonlar işi yapan atölye çalışanlarına veriliyor mu ? Kalifiye bir müteahhit prosedürleri, spesifikasyonları ve kalite kontrol kitapçıkları olacaktır ve bunları sormadan gösterecektir. Bir iş hiçbir koşul altında spesifikasyonsuz yapılmamalıdır. 3. Müteahhit diğer müşteriler için yapılan işlere ait raporlara sahip mi ? Bu müteahhit iş bittiğinde ıslah edilen bileşenlerde onarım veya inceleme raporu gibi yazılı bir raporu sağlaması için mecbur tutulmamalıdır. Rapor kopyaları diğer müşterilere istenildiğinde gösterilmelidir. Son bir inceleme raporu alınmadıkça genellikle ödeme yapılmaması tavsiye edilir. 4. Müteahhit kompresörün piston kolları gibi kritik parçaların üretiminde kullanılacak malzemelerdeki test raporlarını tedarik edebilir mi ? Bu rapor olmadan hiçbir kritik parça kabul edilmemelidir. Bu öngörü satın alma emrinin bir parçası olmalıdır. Müteahhit seçimi satış gücü ile anlaşmayı gerektirebilir. Burada iki önemli sorun bulunmaktadır:

a

1. Müteahhidin satıcısı genellikle bir çalışan mı veya yüzde ile çalışan bir ajan mı ? Bir çalışan genellikle şirkette bir ajandan daha fazla kazanmaktadır. 2. Satış yapan kişinin deneyimi ve teknik bilgisi nedir ? Gerçekten biraz kapasitesi bulunan bir atölye de çalışmış mıdır ? Satış personeli doğası gereği iyimserdir ve kendi şirketlerinin veya atölyelerinin her şeyi yapabileceğini zannederler. Bunlar genellikle herhangi bir eksikliklerini söylemezler ve bir fırsat olarak gördükleri şeyi 298

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

kaçırmaktan hoşlanmazlar. Uygun bilgi ve deneyim olan bir satış personeli uzmanlık alanı dışındaki her şeyde müteahhide danışmalıdır. Müteahhidin Değerlendirilmesi Müteahhidin kapasitesinin gözden geçirilmesi için müteahhidin tesisi mutlaka ziyaret edilmelidir. Daha önceden bahsedilen çalışmalar bir kontrol listesi olarak hizmet edecek ve değerlendirmede yardımcı olacaktır. Yönetimin davranışına, iş gücü, ekipman ve tesislere ek olarak atölyede ve ofislerde etrafın temizliğinin gözlemlenmesi önemlidir.

m o

Bunun yanında müteahhidin doküman rutinlerinin, iş prosedürlerinin, spesifikasyonun, çizimlerin, atölye ekipmanı ve test prosedürleri de gözden geçirilmelidir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Personelin Eğitimi

İşletme ve bakım personeli kompresörlerde en yüksek verime ve güvenirliliğe ulaşılması için süregelen eğitim programına dahil edilir. Genellikle sadece bu operatörlerin ve bakım personelinin sözde veya iş başında eğitimleri yapılmaktadır. İş üzerinde eğitim öğretilenler doğru olduğu sürece mükemmeldir. Maalesef uygun olmayan bakım tekniklerinin ve geleneklerinin üzerinden görev başındaki personel tarafından geçilmektedir. Söylemeye gerek duyulmadan bu problemlere ve güvenirliliğin kaybolmasına neden olur. İşte bu yüzden eğitim verilecek personelin uygun ve güncel teknikler ile donatılması önemlidir. Bu eğitim tüm personeli ve el üstündeki bakım çalışanları gibi denetçileri içermelidir.

Bir eğitim planı açıkça herhangi bir koruyucu bakım programının önemli bir parçasıdır. Bu detaylı plan uzun süreli ekipman güvenirliliği için gereken eğitimin sağlanmasında ve/veya iyileştirilmesi için gereksinimleri tanımlamalıdır. Efektif eğitim işletmenin spesifik kompresörü üzerinde teknik eğitim malzemelerinin geliştirilmesini gerektirmektedir. Uygun sınıfın ve iş başında eğitimin eklenmesiyle çalışanların kompresörün çalıştırılması ve bakımı konularıyla ilgili bilgi ve yeteneklerini uygulamalarına izin verilir.

Bakım Kontraktörleri

İşletmelerin birçoğu kompresörlerinin bakımında bakım kontraktörlerini kullanmaktadır. Her girişimde olduğu gibi bunun da avantajları ve zorlukları bulunmaktadır. Anlaşmalı bir servis işletmenin sadece reaktif bakımın yerine planlanmış bakım yapmasını mümkün kılar. Bu genellikle anlaşmalı bir servisin kullanılması için en önemli nedendir. Anlaşmalı bakım servisinin kullanılması için diğer nedenlerde bulunmaktadır. Kimi işletmeler hiç kimsenin problemlerini anlayamadıklarını savunmaktadır. Deneyimler kontraktörlerin kullanımının ilkelerden uzaklaşmaya neden olduğunu göstermektedir. Bu kimi zaman hiç kimsenin kompresör bakımından sorumlu olmadığı noktada sorumluluktan kaçmasına imkan tanır. Bir bakım kontraktörünün kiralanmasının işletmenin kompresör bakımında riske atılacağı anlamına gelmediği unutulmamalıdır.

a

299

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Bakım Kontraktörlerinin Seçimi Anlaşmalı servis işi düşük miktarda yatırım gerektirdiğinden dolayı genellikle kompresörlerin uygun olarak bakımın yapılması için ne bilgi ne de teknolojiye sahip olan iş tedarikçilerini arada bir cezp etmektedir. Bu nedenden dolayı her kontraktörün yapabilecekleri iyice incelenmelidir. Bir kontraktörle etkin olarak çalışabilmek için müşterinin firmaya işi uygun ve tam zamanında yapabileceğine dair güvencesi olmalıdır. Bir müteahhidin seçimi için önemli görülen noktalar kompresörün bakım kontraktörünün seçiminde de uygulanabilir. Aşağıdaki maddeler dikkate alınmalıdır:

m o

1. Şirket ne tür bir servis sağlıyor ? Bu tam servis çalışması mı ?

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Maliyeti ne olacak ve işletmeye nasıl fatura edilecek ? Fiyat kontraktörün dikkate alınmasında belirleyici tek faktör olmamalıdır. 3. Şirket ne kadar zamandan beri bu işin içinde ? Mali durumu nedir ? Taahhütlerini tamamiyle yerine getirebilecek varlıklara sahip mi ? Yeterli sigorta ve sorumluluk kapsamı var mı ?

4. Yapılan işin hızı nedir ? Kararlı bir iş gücü genellikle daha iyi eğitilmiş, daha güvenli, bilinçli ve daha kolay beraber çalışmadır. 5. Muhtemel kontraktör müşterinin tesislerini gezmek için ısrar ediyor mu ? Bir şirket tek başına bir uyarı gibi görülen özelliklerde işi kabul etmeye hevesli mi ? 6. Bu kontraktör kaliteye kendini nasıl adamış ? Ne tip eğitimler sağlıyor ?

7. Çalışanları nasıl kiralanıyor ve kalifiye durumları nasıl ? Bunlar sürekli çalışanlar mı veya her iş için geçici olarak mı kiralanıyorlar ? 8. Kontraktör süpervizörlerinin veya lider kişilerin bilgi seviyesi, yetenek seviyesi ve deneyimi nedir ? Kompresörün bakımında lider olan kişinin bir bilgi seviyesinin yüksek olması önemli ve gereklidir. 9. Şirket sahiplerinin veya yöneticilerinin bilgi seviyesi nedir ?

10. Kontraktör yapılan tüm işler için komple bir rapor ve kayıt sunabiliyor mu ? Gözden geçirme için numune var mı ? Kullanıma Geçme

a

Bir bakım kontraktönün seçilmesi ve kiralanması işletmenin artık bakım işleri için bir şey yapmayacağı anlamına gelmez. Bir kere seçim yapıldıktan sonra dışarıdaki servisleri işletmenin günlük rutin programına dahil edecek adımlar atılmalıdır. Bu işletme, işin yapılabilmesi için ne gerektiğini belirtmeli, giriş teklifi ve karar verilmesi hakkında rehberlik sağlamalıdır. Müşterilerin tümü ile kontraktörün işletimi ve yönetiminin öneri karışımı başlangıçta iyi olup olmadığının değerlendirilmesi için aldığı zaman önemlidir. Servis, işletmenin tesislerinde yapıldığından dolayı kontraktör işletmenin güvenliğini ve emniyet düzenlemelerini takip etmelidir. Yönetsel etkileşim günlük olarak meydana gelmelidir. 300

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Başlangıçta kontraktörün varlığında işlerini kaybetme olasılığı olan personel arasında kaygı olması beklenir. Bu başlangıçta kontraktör kiralanmadan önce olsa bile bilinmelidir. Doğru kontraktörün özenle değerlendirilmesi ve seçimi, bu sürecin hızlı şekilde meydana gelmesine yardım edecektir. Deneyimli bir bakım kontraktörü anlaşmadan yararlanılması için her iki tarafı memnun eden işletme ile çalışacaktır. Özet Bir koruyucu bakım programı güvenirliliğin iyileştirilmesinde kapsamlı bir programdır ve yönetimin anlayışı ve desteği ile tüm personel tarafından arıza önlenir. İyi bir bakım planında şunlar yer almalıdır:

m o

1. Kompresörün güvenirliliği ve verimin iyileştirilmesi ve korunması

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

2. Planlanmış bir bakım programının sunulması

3. Hem operatörlerin hem de bakım uzmanlarının bakım yeteneklerinin iyileştirilmesi için eğitim içermeli. 4. Kompresörün durumu üzeride uygun ve yeterli kayıtların güncellenmesini ve geliştirilmesini sağlamak 5. Kompresörün bakımının yapılması için uygun ve doğru araçların kullanılması

6. Her kompresör tipi için uygun yedek parçalarınve uygun olarak ıslah edilmiş bileşenlerin temin edilebilirliğinin saptanması Büyük kompresör bakımlarında sonuçta tüm problemleri tek başına çözebilecek olan tek bir teknik yoktur. Yersiz önem genellikle koruyucu bakımın kestirimci konuları üzerine yerleşmesine neden olur. Hepsi kendi yerlerine sahiptir; bunlar birbirlerini tamamlar. En iyi elde edilebilir bakım yönetimi pratiği koruyucu bakım yapılacağı zaman hassas olarak tanımlanmaya çalışılan kestirimci tekniklerin uygulanmasıdır. Kestirimci Bakım

Kestirimci bakım olarak bilinen bakım metodolojisi ve koşul bazlı bakım sıradan periyodik bakım ve onarım için son derecede güvenilir vekil olarak ilgi çekmektedir. Koruyucu bakım verim olarak düşük olduğunda kestirimci bakım iyileşme sağlamaktadır. Bu yöntem yaklaşan ekipman arızasını semptomların tanımlanması için gerçek zamanlı veya titreşim, kızılötesi ve aşınmış partikül izleyici gibi taşınabilir enstrümanların kullanımını içermektedir. Kestirimci bakım, yapısal bir hasara neden olmadan önce az miktardaki hasarların tespit edilmesi için kullanılan bir erken uyarı tekniğidir.

a

Mekanik sistemlerin tasarımında, işletilmesinde ve bakımında kantitatif aşınma verileri değişen roller oynamaktadır. Plansız ekipman duruşları üretim veya servis kayıplarından dolayı çok pahalı olabilir. Bileşenlerin gerçek zamanlı olarak izlenmesi yenisi ile değiştirilecek parçaların gerçekten ihtiyaç duyulmadan önce tanımlama avantajına sahiptir.

301

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Kestirimci bakım parçaları aşınmadan koruyamaz. Fakat problemin düzeltilmesi için planlı duruş süresinde serbestliğe izin verecektir. Arızanın gelişmesine izin vermektense kestirimci bakımın yapılması için en akıllıca yoldur. Kestirimci Bakım – Periyodik İnceleme Bakımı Kestirimci bakım birkaç temel gerçekten ortaya çıkmıştır: 

Belirli hayati parçalar daha uzun ömürlüdür ve sıklıkla ekipmandan çıkarılmazlarda daha iyi çalışırlar. Fakat komple yıkım olana dek çalışma sadece aptallık değil aynı zamanda emniyetsizlik ve müsrifliktir.



Tüm arızaların %99 ‘u işaretler, koşullar veya arıza göstergeleri ortaya çıkar.



Periyodik inceleme bakımı iyi parçaları rahatsız edebilir.



Montaj hataları ekipmanlar açıldığı zaman meydana gelebilir.



Çalışarak geçme ve yüzey kalitesi bazen dahili bileşenlerin incelenmesini tehlikeye sokar.



Ekipmanın açıldığı zamanlarda kir girişi olabilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Kestirimci Bakım Programının Oluşturulması

Kestirimci bakım çalışan ekipmanın koşulunun ve performansının sürekli olarak izlenmesidir. İyi bir kestirimci bakım programının; 1. Organize edilmiş program

2. Ekipman ( enstrüman/analizör/monitör/detektör ) 3. Sorumluluğa ihtiyacı vardır.

Her madde diğer ikisi olmadan bir işe yaramamaktadır. Program

Pistonlu kompresörler izlenmesine rağmen bu izleme döner ekipmanlardaki gibi izleme gibi basit ve kesin değildir, izlenebilir ve izlenmesi gereken bazı şeyler bulunmaktadır. Programdaki ilk adım neyin izlenebileceğine karar vermektir. Etkili bir kestirimci bakım programı aşağıdakileri içermelidir:

a

1. Günlük işletme raporları ve girişler. Bunlar işletme parametrelerinin, basınçlarının, sıcaklığı, debinin vb. izlenmesi için kullanılmaktadır. Bunlar genellikle es geçilmiştir ve işletmenin görevinin bir parçası olarak kaydedilir. Fakat bir program geliştirilene dek geçiştirilemez. Sürekli izleme gelişen problemlerin eğilimini gösterir.

302

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

2. Bakım kayıtları ve aşınma enstrümanları. Bunlar daha önceden kapsanan genel bakım programının bir parçası olarak ele alınır. Bu kayıtlar programın tüm parçalarının en önemlisidir. İnceleme kayıtları eğilimlerin belirlenmesine ve olası bileşen arızasının tahmin edilmesine izin verir. Bu kayıtlar ani duruş ve aşınan ve hasarlanan bileşenlerin yenisiyle değiştirilmesi için yapılan planlamanın temeli olarak işlev görür. 3. Valf kapak sıcaklıklarının kızılötesi termografi ile gözlenmesi ( bkz. Bölüm 5 ). Bu herhangi bir bakım programının en önemli parçasıdır ve büyük bir arıza meydana gelmeden önce gereken önemin verilebileceği valf problemlerinin tahmin edilmesinde kullanılır. Bu her bakım planının bir parçası olmalıdır.

m o

4. Yağlama yağının izlenmesi. Bu prosedür yatak gibi bileşenlerin hasar ilerlemesinin belirlenmesine yardımcı olur. Bu, kompresörün yağlama yağından her ay örnek alınması ve yağ katkı maddeleri ve kirleticileri gibi yağ elementlerinde bulunan kimyasal elementlerin miktarlarının görülmesini sağlayan spektrografik analiz yapılmasından oluşmaktadır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Başarılı yağ numunelerindeki izleme elementlerinin miktarının karşılaştırılması ekipmandaki tüm ıslanan aşınma dokularını gösterebilir ve olası arıza için uyarabilir.

Yağ analizinin tam faydası örnekler alınarak ve her kompresör için veri eğiliminden yararlanılarak erişilebilir. Her bir kompresördeki temel veriler laboratuarın tekil veri tabanı oluşturmasına izin verir. Ardından raporlar özel kompresör için güncel testlerden alınan değerleri, ortalamayı ve önceki testlerden elde edilen değerleri içerir. Bir elementin içeriğindeki tepe kompresörün içerisindeki koşullardaki ani değişimi gösterir. İşletme ve laboratuar ortamları ile yapılan karşılaştırma değişimdeki önemin değerlendirilmesini sağlar. Yağ analizi temel kararın verilmesinde bir varlık bilgi sağlayabilir. Ancak önemli geri ödeme eğilim halinde olabilecek olan verimin örneklenmesinde tutarlı bir program olmadan nadiren mümkündür. Yağ örneklemesi ve analiz mevcut koruyucu bakım programlarına ek destek sağlayabilirken bu diğer tüm tekniklerin ihraç edilmesi üzerine bağlı olmayabilir. Diğer bir deyişle kompresörlerin çalıştırılmasında yatak arızalarının meydana geldiği anlar belgelendirilir, bazı nedenler için yağlama yağının örneklemesiyle alınmaz. 5. Titreşimin izlenmesi. Bu izleme özellikle pistonlu kompresörün boyutlarından daha ufak olan sürtünmesiz yatakların kullanıldığı kompresörlerde kullanışlıdır. Çünkü pistonlu kompresörler daha düşük devre sahiptir ve düşük frekanslı titreşim meydana getirmektedirler. Ama maalesef sıradan titreşim hızı izleme veya frekans analizinden daha fazlasını gerektirmektedir. Ancak izleme paketleri deneyimli uzman firmalardan temin edilebilir. 6. Conta kaçaklarının akustik emisyon veya ultrason ile tespit edilmesi

a

7. Osiloskop analizörleri. Bu aygıtlar kompresör silindirinde neler olduğunu anlamak ve etkin basınç, hacim, zaman indikatör diyagramı ve teorik indikatör diyagramını karşılaştırarak bileşenler doğru çalışmıyorsa analizin belirlenmesinde kullanılır. Bölüm 5 ‘de bunun analizi bulunmaktadır. Piston ringi kaçakları, silindirin ortasına konulan bir ultrasonik mikrofonla tespit edilebilir. Piston ringlerinin veya rider ringlerin aşınması burada gösterilecektir. Piston kolu üzerinde gevşemiş olan bir piston yeniden genleşmenin sonunda ve sıkıştırma zamanının sonunda görülecektir. 303

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Pistonlu kompresör bakım programlarının kestirimci ve koruyucu bakım elemanlarını içereceği açıktır. Bu, kompresör için bakım planlarının belirlenmesinde yağlama yağı analizine ve titreşimin izlenmesine bağlı olarak tamamen zor olabilir. Her iki program tipinden efektif pratik bilgilerin alınması ve bunların genel koruyucu programına entegre edilmesi zorunludur. Entegre Edilmiş Durum İzleme Sistemi Şekil 6-5 ‘te entegre edilmiş bir durum izleme sistemi görülmektedir. Birbiri ile ilişkili birkaç parametreyi takip eden modüllerin olduğu sistem bir bilgisayara veriyi iki şekilde transfer edebilir:

m o



Dijital olarak, proses bilgisayarına doğrudan bağlantıyla veya



Statik ve/veya dinamik verilerin görülebilmesini mümkün kılan veri yönetim modüllerine başlangıçta doğrudan bağlanarak

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Valf Sıcaklığının İncelenmesi

Modern 32 kanallı bir monitör üretimin ve verimin arttırılmasını sağlar. Bu monitör valf sıcaklığındaki farkın ölçülmesini kullanarak valfin durumundaki değişimleri tespit eder. Bu önceden belirlenmiş bakım planlarına göre gerçek ekipman durumu baz alınarak ani durdurma kararlarının verilmesine izin verir. Ekipman bakım maliyetlerinin düşürülmesi bu sistemin bir faydasıdır. Sıcaklık eğilimleri duruş süresini en aza indirecek bakım programı ve problemlerin daha hızlı teşhis edilmesine yardımcı olması için bilgi sağlamada kullanılabilir. Program aralıklarında tüm parçaların değiştirilmesi yerine parçalar ihtiyaç duyuldukça değiştirilir. 32 kanallı sıcaklı monitörü pistonlu kompresörlerde valf emme ve basma sıcaklıklarının ölçülmesi için tasarlanmıştır. Kötü bir valf tipik olarak kendi grubundaki diğer valflere göre birkaç derece daha dik olabilir. Her bir kanaldan herhangi bir aşırı, düşük veya fark sıcaklık kombinasyonu için iki alarm seviyesi programlanabilir. Eğer sıcaklık farkı alarmı seçilmişse gruptaki kanalların ortalaması ile karşılaştırıldığında ayar noktasından daha büyük sıcaklıklar için bir alarm meydana gelecektir.Gerçek sıcaklıklar ve jumper programlı grubun ortalama sıcaklığının alınması da mümkündür. Trandüktör ara yüzü modüllerinden monitöre olan bir tekil kablo tasarı kablo çekme ve işçililk masraflarının en aza indirilmesi için kullanılabilir.

a

Gövde Titreşiminin İncelenmesi

Gövde titreşiminin incelenmesinin faydaları yapısal hasarların önüne geçmek ve ekipmana verilecek hasar miktarını en aza indirmesidir. Bu gövde hareketindeki ufak değişimlerin algılanmasıyla yapılabilir. Modern 32 kanallı pistonlu kompresör izleme sistemleri ve bunlarla ilgili sismik transdüktörler ile Bentley-Nevada gibi şirketler kullanıcıya sıradan ve genellikle güvenilmez olan g-anahtarı tipli detektöre göre birçok avantaj sunarlar. En büyük ekipman durumu izleme sistemlerinin üreticilerinden biri olan Bentley-Nevada ilginç bir olaya şahit olmuştur. 304

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

2000 BG gücünde uzaktan kumanda edilen 712 d/d ‘lik elektrik motoru ile tahrik edilen dört silindirli bir pistonlu kompresör ivme ölçer ve xy proksimite propları ile donatılmıştır ( Şekil 6-6 ).

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 6-5 Pistonlu kompresörler için modern soğutma sistemi

Ekipman sabit devirde çalıştığından dolayı bir veya daha fazla silindirin valflerinin açık tutulmasıyla çıkış değerini efektif olarak düşürebilen unloder vasıtasıyla yük değişmektedir. Proksimite probları, motor yataklarında xy konfigürasyonunda birbirleri arasında 900 olacak şekilde monte edilirler. İki silindir yatağının arasındaki kompresör krank muhafazasının ortasında bir ivme ölçer yatay olarak monte edilmiştir.

a

Normal çalışma süresince kompresörün ivme genliği 3,5 ila 4,0 g arasında sabit kalmıştır. Bu problem ortaya çıktığında ivmelenme seviyesi 6 g ‘nin ( uzaktaki kontrol odasından etkinleştirilen alarma neden olur ) üzerine çıkmıştır.

305

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 6-6 Ekipmanın konfigürasyon diyagramı

Şirketin titreşim uzmanları problemin kapsamını belirlemek ve analizine yardımcı olunması için çağrılmıştır. Bunlar yüke bağlı olarak çabucak 5,5 g civarından 7,8 g ‘ye kadar değişen ivmelenme seviyesini belirlemişlerdir. Bu artış alışıldık bir durum değildi. Bir osiloskop çift ivme ölçer monitörünün tamponlu transdüktör çıkışına bağlanır. Zaman bazlı dalga formunun gözlenmesiyle işletme personeli ivme ölçerlerle neyin gözlemlendiğine dair kesin bir fikir sahibi olmuştur. Şekil 6-7 ‘den 6-9 ‘a kadar %50, %75 ve %100 yükteki ivme genlikleri görülmektedir. Burada ivme seviyelerinin değiştiğine dikkat edilmelidir. Şekil 6-7 ve 6-8 her pistonun strokunun sonunda tek çevrimde bir ek süreksiz vuruşun meydana geldiğini göstermektedir. Bu yüklerde kesikli vuruş çevrimden çevrime tutarlı değildir. %100 yükte ( Şekil 6-9 ) ivme yaklaşık olarak 7,8 g ‘lik maksimum değere ulaştığında vuruş çevrim boyunca yarı yolda meydana gelen süreksiz vuruş boyunca çok daha baskın hale gelecektir. Bu dokuların hepsi kompresördeki muhtemelen piston ve krank mili arasındaki bir problemin karakteristiğidir. Kompresör bunun üzerine durdurulmuş ve olası problemin kaynağının belirlenmesi için iç tarafı incelenmiştir.

a

Şekil 6-7 %50 yük. İvme seviyesi 6,2 g 306

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 6-8 %75 yük. İvme seviyesi 5,8 g

Şekil 6-9 %100 yük. İvme seviyesi 7,8 g

Bu inceleme piston kollarının bir tanesinde kilitli somunun gevşediğini göstermektedir. Bu kilitli somunlar pistonu piston koluna kilitler. Somun uygun torkta sıkılır. Somun gevşediğinden piston kolu üzerinde pistonun hareket etmesine izin verir. Bu osiloskopta görülen vuruşun kaynağıdır. Fakat burada hasar meydana gelmemiştir. Somun yeniden sıkılmış, diğer mekanik kontroller yapılmış ve kompresör kullanılır hale getirilmiştir.

a

Şekil 6-10 ‘da ekipman %100 yükte onarıldıktan sonra zaman bazlı dalga formları görülmektedir. Burada vurma veya gevşeme olduğunu göstermeyen tamamen farklı bir doku görüntülenmektedir. Ayrıca ivme 3,5 g ‘den 4,0 g ‘ye normal seviyesine dönmüştür. İvme ölçerin gevşekliği nasıl tespit ettiği enterasandır. Eğer bir hareket halinde zaman bazlı dalga formlarına bakılırsa yüksek frekanslı gürültünün büyük miktarı fark edilebilir. Ancak anormal darbe olduğu zamanlarda bu etki açıktır.

307

PİSTONLU KOMPRESÖRLER İÇİN KORUYUCU BAKIM

Şekil 6.10 ‘u Şekil 6-7, 6-8 ve 6-9 ile karşılaştıralım. Anormal genlik milin 2 turunda bir artış göstermektedir. Bu durum pistonun hareket yönünü her değiştirdiğinde bir problemin olduğunu göstermektedir. Bu özel tanımlamamıza ve açıkçası kullanışlı monitörü geri döndüğümüzde hem ikaz hem de tehlike alarmlarını sağlayabiliriz. Bu monitör ayrıca hatalı sinyallerden kaynaklanacak yanlış duruşların olma olasılığının düşürülmesi için OK devrelerine sahiptir. Ekipman koşulunda hafif değişimler olduğunda bile haber verebilecek o andaki titreşim seviyelerinin sürekli belirlenmesi sağlanır. Bir dinamik veri yöneticisi tarafından sağlanan bilgisayar ara yüzü veya proses bilgisayarlarına seri arayüz ile değerlerin eğilimi ve ekipmanın problem teşhisi ortaya konur. Ekipman analizi için taşınabilir analiz ekipmanı monitörün ön paneli üzerindeki tamponlu çıkış terminallerine bağlanabilir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 6-10 Ekipman onarıldıktan sonra. %100 yük. İvme seviyesi 3,5 g

Piston Kolu Konumunun İzlenmesi

Bu monitör kullanıcının taşıyıcı bantların pistonun silindire temas etmesinden önce duruşu gerektirecek kadar aşındığında tespit edilebilir. Piston kolu konumunun gözetlenmesi için silindirin hemen yanına düşey olarak bir proksimite probu yerleştirilir. Bu yeni monitör iki çalışma modu sağlamaktadır. Ortalama ve anlık piston kolu konumu. Anlık konum ölçümü kol düşüş probunun örneklemesi için krank milinin her dönüşü başına bir referans sinyali üreten bir keyfazör transdüktörü kullanır. Bu hassasiyeti iyileştirir ve kolun yüzeyindeki krom kaplama veya çiziklerden kaynaklanan sorunları en az indirir.

a

308

7 Bölüm

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

İşletme ve Bakımda Güvenlik Temel Güvenlik Kuralları

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Kompresörlerin işletilmesi ve bakımı süresince güvenlikten hiç bir zaman ödün verilmemelidir. Büyük kazaların önlenmesi için tüm temel kurallar sıkı sıkıya gözlenmelidir. 1.

Kompresörün işletilmesi ve bakımından önce işletme ve bakım personeli kompresör üreticisinin prosedürlerine olduğu gibi işletmenin prosedürlerine de tamamiyla aşina olmalıdır.

2.

İşletme ve bakım personeli kompresör kontrolü ve ekipmanı devreye almaya aşina olmalıdır.

3.

Devreye almadan önce tüm koruyucu kapaklar yerine konulmalı ve hareketli parçalardan arındırılmalıdır.

4. Kompresör tüm kontrolleri ve güvenlik aygıtları düzgün çalışıncaya dek gözetimsiz bırakılmamalıdır. 5. Her zaman için tüm güvenlik kurallarına uyulmalıdır.

Tablo 7–1 ‘de sıradan bir kompresöre ait güvenlik donanımları listelenmiştir.

Kilitleme / Etiketleme Programı

Herhangi bir bakım çalışmasından once kazara devreye girişi önlemek için kompresörün kilitlenmiş olması önemlidir. Tablo 7-1 Sıradan bir kompresördeki güvenlik aygıtları İsim

a

Tahliye Vanaları Aşırı Hız

Yağlama Arızasında Ani Duruş

İşlevi

Kompresörde basma tarafından tahliye tarafına aşırı basınçta. Kompresör ve emniyet valfi arasında hiçbir zaman kapatma valfleri kullanılmamalıdır. Kompresör önceden belirlenmiş emniyet devrini geçtiğinde tahrik birimi devreden çıkar. Bu aygıt basınçlı olarak yağlanan büyük kompresörler için yağ basıncı herhangi bir

309

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

nedenle yetersiz olduğunda üniteyi durdurarak yatakları korur. Su Ceketi Valfi

Eğer su basıncı düşerse kompresörü durdurur. Bu ya basınç ya da sıcaklığa göre çalışır.

Aşırı Basınçta Ani Duruş

Basma basıncı önceden ayarlanmış olan değerin üzerine çıktığında kompresör durur.

Aşırı Sıcaklıkta Ani Duruş

Ünitenin otomatik olarak durdurulmasıyla yüksek basma sıcaklığına karşı koruma sağlar.

Ana Yatak Koruması

Eğer yatak sıcaklığı çok yüksek değerlere çıkarsa termal ani durdurma elemanı kompresörü durdurur.

Çok Kademeli Sıcaklık Koruması

Her kademe için termometrelerdeki değerlerin kaydedilmesi her kademenin çıkış sıcaklığının sürekli olarak okunmasını sağlar.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Kilitleme / Etiketleme Prosedürleri

Kilitleme/etiketleme durumları için kullanılan prosedürler aşağıdaki etkinlikleri içermelidir: 1. Adım : Çalışanlar enerji kaynağına ve zararına aşina olmalı

2. Adım : Yetkili bir personel enerjiyi kesmeli ve ekipmanı emniyete almalı 3. Adım : Etkilenen çalışanlar uyarılır 4. Adım : Ekipman kapatılır

5. Adım : Makinayı ve ekipmanı etkileyecek olan ana enerji kaynağı kapatılır. Fakat bu sadece anahtarın elektriksel olarak kapatılması değildir ( hava sistemi ). 6. Adım : Yetkili personel depolanan enerjinin mevcut olma olasılığını kontrol ve değerlendirir. 7. Adım : Gelen tüm enerji kaynaklarını, etkide tüm kontrol ölçütlerini sağlayarak kilitleme veya etiketleme ile gerektiğinde emniyete alınır. 8. Adım : Ekipmandaki artık enerji serbest bırakılır

9. Adım : Önceki adımlar kontrol edilir, ekipmanın çalışmayacağından emin olunduktan sonra çalışmaya başlanır

a

10. Adım : Bakım ile devam edilir

Kilitleme veya etiketleme ile ekipmanın yeniden başlatıldığında aşağıdaki adımlar gerekir:

1. Adım : Gerekli olmayan tüm araçların, malzemelerin veya parçaların derhal alandan veya ekipmandan uzaklaştırılması 2. Adım : Tüm koruma ve emniyet ekipmanlarının monte edildiğinden emin olunması 3. Adım : Çalışanların makine veya ekipmandan tamamiyle uzaklaştırılması 310

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

4. Adım : Tüm kilitleme veya etiketleme aygıtlarının kaldırılması 5. Adım : Ana gücün verilmesi, anahtarların açılması ve hava sisteminin açılması 6. Adım : Ekipmanın devreye alınacağının anons edilmesi 7. Adım : Ekipmanın devreye alınması Kompresörler uygun olarak tasarlanmaz, monte edilmez, çalıştırılmaz ve bakımı yapılmaz ise tehlikeli olabilir. Sonuçta duruş süresine ve emniyet kazalarına neden olacak sık olarak görülen problemlerin periyodik olarak gözden geçirilmesi işletme ve bakım personeli için faydalı olacaktır.

m o

Basınçsızlandırma

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Ani duruşun sonrasında basınçsızlandırma gerekmektedir. Gazların bulundukları yerlerde süpürme gerekebilir. Boru hattının sistemden ayrılabileceği yerlerde izolasyon en iyi sigortadır. Blok vanalar güvenlik prosedürlerinin yerinde uygulanması için kullanılabilir. Vana çıkarılmaya başlanmadan önce kompresör silindirinde sıfır basıncın olduğundan kesinlikle emin olunmalıdır. 6 “ lik bir emme vanasındaki 100 psi basınç 2800# dan fazla kuvvet uygular. Vana mili ile birlikte vana sitinin sıkışmış olduğunu ve kapağın çıkarıldığını varsayalım. Eğer bir personel el ile valfi açmaya çalışırsa ve bu aniden porttan kaçak yaparsa ne olur ? Hiçbir zaman dolum hattını gören kapalı bir vanaya güvenilmemeli ve hiçbir zaman için basınç göstergesinin sıfırı gösterdiğine inanılmamalıdır. Kompresör silindirleri ve geyt vana arasına bir emniyet vanası konulmuştur. Bu vana hattan sökülmelidir. Böylece geyt blok vanadan olan sıkışmış gaz kaçağı atmosfere salınabilir. Pistonla İlgili Emniyet Tebdirleri

Pistonlar iç taraflarında olabilecek herhangi bir gaz birikmesinin tahliye edilmesi için havalandırılmalıdır. Gaz piston kolu boşluğuna gitmeye zorlanabilir. Havalandırma piston ringi yuvasının alt tarafındaki 1/16 “ lik vent delikleri ile sağlanabilir. DİKKAT!! İçi boş olan tüm pistonlar çalışma süresince basınçlı hale gelebilir. Tüm basıncın piston ve kol monte edilmeden önce tahliye edildiğinden emin olunmalıdır, piston somunu yavaşça gevşetilmeli, tamamen sökülmemelidir. Volan ‘ın Sabitlenmesi

Kompresör silindirinin içerisine ellerini ve kollarını sokmak zorunda olan personelin yaralanmasını önlemek amacıyla motor veya kompresör açıldığında volan yerinde sabitlenmelidir. Personelin veya ekipmanın çalışırken volana temas etmesini önlemek için volanın üzerinde muhafaza olmalıdır.

a

Suyun Dreyn Edilmesi Silindir tarafında çalışıldığı zaman kompresör silindir ceketindeki su dreyn edilmelidir. Onarım çalışması için kompresörün ani duruşu süresince motorun radyatöründen su dreyn edilirse onarım tamamlanır tamamlanmaz radyatör doldurulmalıdır. Eğer bu yapılmazsa radyatörün içerisindeki birikintiler kurur. Bunun ardından motor tekrar kullanıma alındığında birikintiler sistemde devir daim 311

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

eder. Su pompasının önündeki bir filtre bu malzemeleri yakalayabilir. Dışarıdan su pompası bu işi yapabilecek gibi görünür. Fakat bunun filtresi neredeyse tıkanmıştır. Sonuç olarak düşük sirkülasyon hızı meydana gelir ve bu da motor veya kompresörün ısınmasına neden olur. Gaz Kaçağının Önlenmesi Onarım süresince kompresöre olacak gaz kaçağının önlenmesi gerekmektedir. Kompresörün içerisinde sıkışmış olarak kalan gaz ekipman açıldığında ortama sızabilir. Makinanın kompresör kısmı açıldığında mevcut boru hattı üzerindeki flanşlar ve bir kör flanş arasına orijinal kör veya saplı kör yerleştirilmelidir. Bu pozitif kapatmaların birçok montajda kolaylıkla yapılabildiği söylenebilir. Çift blok ve purjör kombinasyonu eğer ufak çaplı tüpten daha fazla tahliye hattı mevcut ise ( örneğin atmosfere vent hattı ) tatminkardır. Hatırlanırsa çok yüksek basınçlar blok vanası tarafından tutulmaktadır. Eğer bir vanada geyt veya plag etrafında kaçak varsa ufak bir vent hattı, hattı tamamen boşaltılamayabilir. Bu kompresörün bulunduğu ortama ikinci blok vanasından gaz kaçağıyla sonuçlanır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Saplamaların Çıkarılması ve Tork

Eğer değiştirilecek saplama ve somunlar farklı sertliğe ve çelik kompozisyonuna sahip ise bir diğer problem meydana gelir. Kompresör üreticileri somun ve saplama özelliklerini belirlemişlerdir. Bunlar ayrıca tüm somun-saplama bağlantıları üzerinde torku eşit olarak dağıtacak tork değerlerini de belirlemişlerdir. Saplamaların üzerinde yeterli gerilimin ortaya çıkarılması için kullanılan çakma anahtarlar dökme demirin kırılmasına neden olabilir. Demontaj/Montaj

Demontaj ay anahtarı, boru anahtarları, boru uzatma veya aşınmış/uygun olmayan boyuttaki aletler gibi aletlerle yapılmamalıdır. Kompresörlerin birçoğu montaj ve demontaj için özel aletler gerektirmektedir. Montaj süresince tüm boşluklar iki defa kontrol edilmeli ve kaydedilmelidir. Tüm saplamalar ve somunlar sıkılık için yeniden kontrol edilmelidir. Silindirin ve güç aktarma organlarının iç alanlarında herhangi bir bağlantı elemanı, alet, üstübü veya başka yabancı malzeme olmamalıdır. Yağ sistemleri yıkanmalı ve temizliği kontrol edilmelidir. Yağ karteri veya karterin temizlenmesi lifsiz bezler ve vakumlu temizleme ile yapılmalıdır. Devreye alma için kompresörün hazırlanması ve temiz yağın konulmasıyla ünitenin serbest olarak döndüğünü kontrol için elle döndürülmelidir. Manuel ( veya uzaktan ) silindir yağlayıcısı çalıştırılarak silindir ve packinglerin yağı gönderilir. Büyük kompresörler gövdede yağ sirkülasyonu gerektirmektedir. Dönüşün kontrol edilmesi için ünite elektriksel olarak tahrik edilir. Tam devirden daha düşük devirde devreye alınır ve aniden durdurulur. Koşullar kontrol edilir. Üretici firmanın devreye alma prosedürlerine göre devreye alınır ve çalıştırılır. Tüm koşulların beklenildiği şekilde olup olmadığı kontrol edilir.

a

312

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

İnceleme ve Temizleme İnceleme ve temizleme genellikle normalde olması beklenilmeyen problemleri ortaya çıkarır. İnceleme ve bakım prosedürleri süresince her ölçüm enstrümanının ( feeler çakısı, mikrometre, verniyeli kumpas vb ) kalibre edilmiş olmasına ve iyi koşulda olduğundan emin olunmalıdır. DİKKAT!! Kompresörün silindirinde temizlik için hiçbir zaman kerosen veya benzin kullanılmamalıdır. Bunlar patlamaya neden olabileceğinden dolayı çok tehlikelidirler. Ekipman Çevresinin Temizliği

m o

Kompresörlerin birçoğunun etrafında damlamış yağ sık karşılaşılan bir problemdir. Kompresörün motor bloğu etrafındaki zemin üzerinde ve kompresörde çalışma platformu üzerinde yürüme ( veya kayma )ye neden olabilir. Yağlayıcılardan taşma ve taşınabilir yağlama yağı fıçı pompalarına bağlanan hortumlardan olan drenaj biraz yağ kaçağı meydana getirir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Yağlayıcılar

Tüm yağlayıcı silindirlerin dolu olduğundan ve yağı pompaladığından emin olunması için yağlayıcı kontrol edilmelidir. Yağlama yağı sistemlerinin birçoğu yağ basıncı debinin düşmesinden dolayı yüksek hale geldiğinde tahliye eden patlama disklerine sahiptir. Sistem basıncının düşürülmesi akışın durmasına ve ani duruşa neden olur. Titreşim

Kompresörün çalışmasını etkileyen tüm kuvvetler gözetlenmelidir. Ekipmandaki kuvvetler birçok doğrultuda olabilir. Bunlar hasar veren titreşime ek olarak ekipman parçalarının aşırı derecede şekil değiştirmesine neden olurlar. Bu neden için kompresör ve kaidesi arasına kaplama eklenir. Yağ titreşim ve diğer gerilim yükü sıklıklar kaplamanın kullanılamaz hale gelmesine veya kırılmasına neden olur. Epoksi kaplama popülerdir. Kaplamanın iyi durumda olduğundan emin olunmalıdır. Kaide saplamaları yerinde somunla sıkılmalıdır. Alarm ve Ani Duruş

Eğer fiziksel çalışma koşulları değişmişse monitörler bir kompresörün ani duruşunu gösterebilir. Titreşim anahtarları bir monitör tipidir. Diğerleri yüksek yağlama yağı sıcaklığı, düşük yağlama yağı seviyesi, düşük yağ basıncı, yüksek kompresör basma sıcaklığı, düşük ilk kademe emme basıncı, düşük veya yüksek basma basıncı, aşırı hız, yüksek motor sıcaklığı ve kompresörün birinci kademesinin önündeki gaz scruberindeki yüksek sıvı seviyesidir.

a

Kompresörler alarm ve/veya ani durdurma aygıtlarına sahip olmalıdır. Ani durdurma aygıları tercih edilir, bunlar kompresörü korur. Ancak bu ani duruşlar zor durumların oluşmasına neden olur. Adamlı kurulumlarda mümkün olduğunda bir alarm kompresörün ani duruşunu önceden haber vermelidir. Operatörler ekipmanı, alarm meydana geldiğinde spesifik tedavi etkinliğinin yapılmasıyla çalışır halde tutabilir.

313

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

Soğutma Problemleri Soğutma problemleri için izleme yapılır. Kompresör silindirleri genellikle suyla beraber veya antifrizle soğutulmaktadır. Kademeler arasındaki ara soğutucu için su kullanılır. Su soğutma kulesinden, Finli fan soğutuculardan veya kompresör motor bloğunun bir tarafındaki radyatörlerden tedarik edilir. Soğutma suyunun durumunun ve kalitesinin kötü olması kötü ısı transferine, ufak portların tıkanmasına, korozyona ve silindirin çalışma sıcaklıklarının artmasına neden olur. Soğutma kuleleri kapalı bir sistem olmadıklarından dolayı böcekleri, çöpleri ve kule malzemelerini toplayarak ekipmanın içerisinde sirküle etmesine ve ısı transferi problemlerinin ortaya çıkmasına neden olabilir.

m o

Emniyetli Bakım Prosedürlerinin Yeniden Şekillendirilmesi Herhangi bir inceleme yapmadan önce, bakım veya demontaj, aşağıdaki tedbirler alınmalıdır:

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

1. Ekipman devre dışı bırakılır

2. Motorun güç hattındaki anahtar manuel olarak açılarak motora olan elektrik beslemesi kesilir ve açılan anahtar etiketlenerek kazara kapanması önlenir 3. Dönmenin önlenmesi için kasnak veya krank mili kilitlenir

4. Silindir tarafına bakım yapıldığında silindir ceketlerinden su dreyn edilir

5. Kompresör ve hava alıcısı ve art soğutucu arasına vana ve kompresör arasındaki boru hattına bir emniyet vanası koyulmadığı sürece bir kapama vanası konulmamalıdır. 6. Hava veya gaz basıncının tüm sistemin ilk tahliyesi olmadan herhangi bir parçası kullanılmaya çalışılmamalıdır Bakımla İlgili İpuçları

1. Yağ kazıyıcı ringler veya piston kolu packing ringleriyle piston kolu hiçbir zaman çekilmemelidir. 2. Piston kolu packing kapları arasındaki herhangi bir mafsalın açılması için keski veya diğer keskin enstrüman hiçbir zaman için kullanılmamalıdır. 3. Temizleme ajanı olarak hiçbir zaman kerosen, benzin veya diğer kirletici emniyetli çözücüler kullanılmamalıdır. 4. Her şeyin serbest olduğundan emin olunması için komple bir tur attırılmalıdır. Bundan sonra kompresör devreye alınmalıdır.

a

5. Yeni veya alışılmadık gürültü veya vuruntunun araştırılması için ani duruş hiçbir zaman iptal edilmemelidir. 6. Tahrik birimi tamamen işlemez hale gelene ve kroşetlerin dönmeyi tamamen engellemesine dek eller silindirin içerisine veya güç aktarma organlarına sokulmamalıdır. 7. Piston kolunun herhangi bir parçası üzerinde hiçbir zaman bir boru anahtarı kullanılmamalıdır. 314

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

Valf Montajı Kompresör vanasının montajı emniyet açısından kritiktir. Çünkü kompresörlerin birçoğu tüm valf portlarında emme veya basma valfleri aynıdır. Bu durumda valfler yanlış portlara monte edilebilir. Birbirlerinin Yerine Kullanılamayan Valfler Genel olarak emme ve basma valfleri aynıdır ve valfler birbirlerinin yerlerine kullanılabilir. Eğer özen gösterilmez ise bir emme valfi yanlış akış doğrultusunda basma portuna konulabilir. Bunun sonucunda silindir içi basınç tehlikeli bir seviyeye kadar çıkabilir. Bu olasılığın önlenmesi için birbirinin yerine kullanılamayan valfler tasarlanmıştır. Valfin kutuplaşması ve benzer yöntemlerde bunun için geliştirilmiştir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Tam Pim Kutuplaşması

Tam pim kutuplaşmasında sit ve muhafaza konumlayıcı pimler ile çevre üzerine oturur. Muhafaza üzerindeki pimler aralarında 1800 açı olacak şekilde konumlandırılırken sit üzerindekilerin arasında 900 açı bulunmaktadır. Valf portları pimlerin sökülebilmesi için yarıklıdır. Basma portunda bu yarıklar 900 ‘de bir emme portunda 1800 ‘de bir bulunmaktadır. Bu yüzden sadece emme valfleri emme portuna, basma valfleri basma portuna yerleştirilebilir. Yarım Pim Kutuplaşması

Yarım kutuplaştırılmış valfler tam kutuplaştırılmışlara benzerdir. Yalnız bunlarda sadece bir tane konumlayıcı pim bulunmaktadır. Bu da muhfazanın çevresi üzerindedir. Emme valfi portlarına bu pimi kabul etmesi için yarık açılmıştır. Basma valfi portları yarıklı olmadığından dolayı yarım kutuplaştırılmış emme valfleri sadece emme portlarına oturacaktır. Çapsal Kutuplaştırma

Çapsal kutuplaştırma, emme portlarında basma valflerinin kazara monte edilmesini önler. Bu durumun tersi de doğrudur. Farklı eş merkezli çaplar, muhafaza ve sit üzerine işlenmiş, valf yanlış porta yerleştirildiğinde valfin port boşluklarıyla girişim yapar. Emme portlarında uygun olarak oturtulmuş valfler emme valfleri gibi çalışacaktır ve basma portuna oturtulmuş valfler basma valfi gibi çalışacaktır ( Şekil 7-1 ). Valf Kapağının Civatalanması

a

Kompresör valf kapağı, somunun tam diş ile civataya bağlanıp bağlanmadığından emin olunması için kontrol edilmelidir. Tam diş teması, kompresör valf kaçağı riskinin önlenmesi için gereklidir. Burada uzak bir olasılık olarak daha uzun bir saplama kullanılmış olması bulunmaktadır. Bu sanki tam diş teması yokmuş intibası uyandırabilir. Fakat bu durum hoş değildir. Boyutlarının ne olduğunun görülmesi için diğer somunlara bakılmalıdır. Saplamalar dişleri aşınmış korozyona uğramış veya parçalanmış olduklarında yenisi ile değiştirilmelidir. Çünkü saplama somun bağlantısının bağlama kapasitesi düşecektir. Yeni saplamanın tüm somun dişlerini kavradığından emin olunmalıdır. 315

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 7-1 Birbirinin yerine kullanılamayan valfler

Yangınlar ve Patlamalar

Art Soğutucu ve Kompresör Yangınları

Kompresör düzgün olarak çalışıyorsa ve silindir ceketleri ve soğutucular özellikle su tarafında temiz olduğunda analiz edilmesi her zaman zordur.

a

Bilinmesi Gerekenler

Karşılaşılan birkaç yangın sonucunda yapılan araştırmaya göre yangın nedenlerinin şunlar olduğu görülmüştür: 1. Kirli, kesiti daralmış su ceketleri 2. Basma hattında düşük noktalarda yağ birikmesi 3. Kompresör valfi arızasından dolayı aşırı ısınma 316

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

4. Soğutma suyu arızasından dolayı aşırı ısınma Ancak tüm yangın olaylarının nedeninin bir tane olma olasılığı neredeyse imkansızdır. Yangının Başlaması Kompresörün basma sistemindeki bir yangının veya patlamanın kesin nedeni nadir olarak bilinir. Ancak aşırı miktardaki birikintiden ve yüksek basma basınçlarından pratikte her zaman için şüphelenilir.

m o

Yangın ve patlama tehlikesinin kompresörlerde en aza indirilmesi için çok yüksek parlama noktasına sahip yağ kullanılabilir. Ancak bu tercih artık kullanılmamaktadır. Doğru seçilen bir kompresör yağının parlama noktası 200 C0 civarındadır. Fakat parlama noktası testi atmosferik basınçta ve yanması için alevle ateşlenmek zorunda olan ihmal edilebilir derecede az buhar oluşumuyla yapılmaktadır.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Basma vanası yüzeylerinde sıvı filmlerinin olması, bunlar kompresördeki en sıcak parçalardır, normalde sadece ihmal edilebilir derecedeki yağın buharlaştığını göstermektedir. Parlama noktasından çok daha yüksek olan sıcaklıklara daha fazla yağ buharı oluşmadan önce erişilmelidir ve halen yağın kendiliğinden alev alması için daha yüksek sıcaklıklar gerekmektedir ( Yağın kendiliğinden alev alma sıcaklıkları yaklaşık olarak 400 C0 ‘dir. Bu değer atmosferik basınçta daha fazla ve daha yüksek basınçlarda daha azdır). Bu daha yüksek sıcaklıklar sadece faktörlerin bir kombinasyonundan oluşmaktadır. Örneğin kırılan bir valften dolayı olan kaçak ve birikintilerin basma hattı kesitini aşırı derecede daraltması sonucu oluşan basınç kombinasyonu çok yüksek sıcaklıklara neden olacaktır. Ancak yangınların veya patlamaların, yağlama yağının kendiliğinden alevlenmesine erişilmemesi için yüksek sıcaklık gereksinimine rağmen meydana geldiğine inanılmaktadır. Analizler, kompresör birikinti kütlesinin genellikle bir çoğu yanıcı olan farklı yabancı kirleticilerden meydana geldiğini göstermiştir. Bunlar kömür, flor veya atık kağıt ve ufak katılar halindeki diğer maddelerdir. Bu kirleticiler birbirine yağ ve yağı oksitleyen diğer ürünler ile birbirine yapışmaktadır. Ayrıca havadan gelen oksijende de bulunmaktadır. Kompresörün yağlama yağının altındaki kendiliğinden yanma sıcaklıklarında fakat hiçbir zaman anormal derecede yüksek olmayan, yanabilir kirleticilerin oksidasyonunun bir birikinti tabakası veya kütlesinde ortaya çıkabileceği ve mevcut ısı oluşumunu birikintinin bir kısmının parlamasına neden olabilir. Ancak az, parlamış birikintinin bir kısmı ciddi kompresör yangınlarına veya patlamalarına neden olabilecek ilk adım için yeterlidir. Bazı koşullar altında önemli miktardaki birikinti kütlesi biraz önce bahsedilen parlama sıcaklığına erişebilir ve bu şekilde oluşan ısı basma hattının cidarlarını veya basma hattının diğer kısımlarını öyle bir şekilde zayıflatabilir ki patlamaya neden olabilecek bir yırtılma meydana gelebilir.

a

Bazı durumlarda yangınlar veya patlamalar kompresörün basma alanından uzakta meydana gelebilir ( bir ara soğutucu veya alıcıda ). Bu yangınlar veya patlamalar muhtemelen kompresörün basma alanında daha önce tanımlandığı şekilde meydana gelebilir. Yangın bir kere başladıktan sonra basma hattı boyunca yayılabilir veya parlamış birikintinin bir kısmı yanabilir karışımın mevcut olduğu bir noktaya gaz akımıyla taşınabilir. Bu bağlantıda art soğutucuların soğutma etkisinden dolayı yangının başlaması ve yayılmasının önlenmesi için önemli miktarda katkı sağlayacaktır.

317

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

Yangınlar veya patlamalar bazen kompresörlerin kerosen veya diğer uçucu temizleyiciler ile temizlenmesinden kısa bir süre sonra meydana gelebilir. Bunlar gibi yanabilir ürünler kompresör temizliğinde kullanılmamalıdır. Bunun yerine güçlü bir sabun çözeltisi veya diğer patlayıcı olmayan temizleyiciler kullanılabilir. Yangınları ve patlamaları önlemek için alınan tedbirler anormal derecede yüksek çalışma sıcaklıklarını önlemek için alınabilir. Buna ek olarak hava ekipmanlarında temiz emme havasının sağlanması için yeterli filtreler kullanılmalıdır. Sıkıştırılmış havanın tutuşabilir gaz partiküllerini içermesi mümkündür. Bunlar ufak bir alanda toplanabilir ve yangın tehlikesi meydana getirebilir. Yağdan gelen duman veya buharlar bazen aynı riske neden olabilir. Emniyet Aygıtlarının Göz Önüne Alınması

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

m o

Ekstra güvenlik için bir yüksek hava basma sıcaklığı alarmı ve ani durdurma anahtarı gerekebilir. Bunlar düşük su basıncı ani duruş anahtarına ektir. İzlenen Parametreler

Aşağıdaki parametreler izlenmelidir: 1. Yağ spesifikasyonları

2. Hava basma borularındaki dreynler 3. Su sisteminin tıkanması

4. Boru hattında karbon oluşumu 5. Kompresör valfinin durumu

Bu yangınların ve patlamaların ciddiyetine bir örnek olarak is emen kompresör olayı örnek olarak verilebilir. Bu 2000 BG gücündeki 500 psi basma basıncına sahip üç kademeli bir ekipmandır. Kompresörün basma tarafı ve art soğutucu arasındaki basma hattında bir patlama yaşanmıştır. Patlama sonucu 4” çapındaki boru hattı yırtılmıştır. Diğer bir durumda bir otomobil fabrikasındaki 2000 BG ‘lik bir hava kompresörü yüksek basınç silindirinin hava basma tarafında patlama olmuştur. Patlama ve ardından gelen vuruntu dalgaları binanın bir kısmını, park alanında büyük bir kısmı parçalanmış ve iki teknisyenin hayatına mal olmuştur.

a

Yangın ve Patlamadan Korunma – Hava Kompresörleri

Hava kompresörlerinden kaynaklanan yangınlar veya patlamalar iki genel kategori altında sınıflandırılabilir: 1. Kompresör yağlama yağının hava akımıyla olduğu durumlar 2. Kapalı çevrim çalışmayı içeren durumlar

318

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

Hava Akımıyla Temasta Bulunan Yağlama Yağı Hava kompresörü sistemlerinde görülen yangınların veya patlamaların büyük bir çoğunluğu pistonlu ekipmanlardan kaynaklanmaktadır. Hava kompresörleri için yakıt silindir yağlama yağının kendisidir veya yağlama yağının oksidasyonu ile oluşan karbonlu ürünlerdir. Hava kompresör sistemlerinde karbonlu birikintilerin oluşması kullanılan yağlama yağını tipi ve miktarına ve yağın biriktiği metal yüzeyinin sıcaklığına bağlıdır. Bu etkiler arasında ilişki olduğu görülebilir. Örneğin doğru miktardaki yağ ile tatminkar seviyede olan işletme sıcaklığı eğer aşırı yağ kullanılır ise karbon birikmesine neden olabilir. Hava kompresörlerindeki yangınlarda yakıt olarak ateşlenen mekanizma tam olarak bilinmemektedir. Ancak ateşleme ile ilgili teorilerde yaygın kanı ya gazın kendi kendine ya da mekanik sürtünme sonucu lokalleşmiş durumdan kaynaklanan aşırı sıcaklık olduğu yönündedir. Yüksek sıcaklık, kompresör sisteminde karbon birikimini teşvik ettiğinden dolayı önemlidir. Aşırı sıcaklıklar genellikle valf veya soğutma suyu arızasından kaynaklanmaktadır veya alışıldık olmayan yüksek sıkıştırma oranlarında çalışmadan kaynaklanmaktadır. Yüksek işletme devirleri verimsiz ceket ile birleştiğinde ayrıca silindir sıcaklığının yükselmesini de teşvik eder.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Pistonlu hava kompresörlerinde yangın riskini en aza indirmek için aşağıdaki tedbirlerin alınması önerilir: 1. Çalışma sıcaklığı 175 C0 ile sınırlandırılır.

2. Basma hattında sıcaklık kaydedicileri veya yüksek sıcaklık alarmlarının bulunması

3. Silindirlerin tatminkar olarak yağlanabilmesi için minimum miktarda yağlama yağının kullanılması. İşletme koşullarında tatminkar sonuç verecek en düşük viskoziteli yağın kullanılması. Diester bazlı sentetik yağlayıcıların ( bazı plastik boru tipleri ile uyumlu değildir ) göz önünde bulundurulması şiddetle tavsiye edilir. 4. İşletmecilerin arızalı valfleri tespit edebilmesi için eğitilmesi ve bakımlarını kısa sürede yapması 5. Emiş havasının serin, temiz bir yerden çekilmesi. Yeterli hava filtresinin sağlanması ( tercihen kuru tip ) ve düzenli aralıklarda bakıma alınması 6. Pratik seviyede mümkün olan en düşük ara kademe sıcaklığının sağlanması için yeterli ara soğutucu konulması. Ara soğutucuların ve silindir ceketlerinin birikintilerden arınmış olarak tutulması. 7. Basma boru hattının, rezervuarların, silindirlerin vb. düzenli olarak incelenmesi. Tüm karbonlu birikintilerin ve yağ kümelerinin uzaklaştırılması.

a

8. Düzenli olarak vanaların kontrol edilmesi.

Özet

İşletme ve bakımda emniyet her zaman için ön planda olmalıdır. Aşağıda temel kurallar verilmiştir. 1. Herhangi bir bakım çalışmasına başlamadan önce kompresörün kazara çalışmayacağından emin olunmalıdır. Anahtar etiketlenir ve ardından sigortalar ve kontaktlar açılır. 319

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

2. Alıcı, tüm ara ve art soğutucular boşaltılır. Kompresör yalıtılır. Kapatma vanası etiketlenir. 3. Ekipmanı açmadan önce basınç olmadığından emin olunmalıdır. Basma valfi kapağı üzerindeki tüm somunlar gevşetilir fakat çıkartılmaz. Manivela ile kapak biraz kaldırılır. Böylece sıkışmış olan hava kaçabilir. Ardından tüm somunlar sökülür ve kapak çıkarılır. 4. Piston ve her silindir kapağı arasına tahta bir blok yerleştirilerek hareketi önlenir. Bu iş valf deliği vasıtasıyla yapılır. Kimi zaman gövde de kroşetin bloke edilmesi daha kolay olmaktadır. 5. Kompresör parçalarının temizlenmesi için her zaman bir emniyet solventi kullanılmalıdır.

m o

6. En azından haftada ir kere emniyet valfleri aniden açılıp kapatılmalıdır.

7. Eğer bir emniyet vanası çalışma süresince kaçırıyorsa ünite hemen durdurulmalı ve nedeni belirlenmelidir. Alıcı üzerindeki emniyet vanaları normalde sadece kapasite kontrolü doğru olarak çalışmıyorsa kaçak yapacaktır. Bir ara soğutucu emniyet valfi daha yüksek basınç kademesinde alışılmadık kaçak olduğunda boşalacaktır. Her boşalan emniyet vanası bir yerlerde mutlaka bir sorun olduğunu gösterir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

8. El kitabı okunur

9. Şekil 7-2 ‘de görüldüğü gibi emniyet tedbirleri gözden geçirilir.

Hava Boru Hattı

Hava borulama sistemlerinde gittikçe artan bir şekilde plastik boru kullanılmaktadır. İşletme mühendisleri plastik boru kullanmanın avantajlarını görmüşlerdir. Bunların üretilmesi, monte edilmesi ve bakımının yapılması metallere göre daha kolaydır. Fakat plastik boru basınçlı hava sistemi için kullanılacaksa özenle seçilmelidir. Plastik boruların birçoğu 150 psi ‘ın altındaki basınçlarda ve 90 ~ 150 C0 ‘nin altındaki sıcaklıklarda çalışma ile sınırlandırılmıştır. İşletmeye sıkıştırılmış hava dağıtmada kullanılan borular ABS ( akrilonitril bütadien stiren kopolimer ) ‘den imal edilmektedir. Bu malzeme ortam sıcaklığında 185 psi ‘a kadar olan hava basıncını taşıyabilmektedir. Paslanmadığından korozyon ürünleri ile ıslak sıkıştırılmış havayı kirletmez. Ancak kompresörlerde kullanılan bazı yağlama yağı tipleri ABS boruya zarar verebilmektedir. ABS özellikle sentetik yağların birçoğuna karşı hassastır. Bu yüzden boruyu üreten firma kompresörde kullanılan yağ tipinden haberdar olmalıdır. Eğer hava yağsız kompresörde sıkıştırılıyorsa bir sorun oluşturmayacaktır.

a

GÜVENLİK TEDBİRLERİ

KOMPRESÖR MONTE EDİLMEDEN ÖNCE DİKKATLE OKUNMALIDIR

Yağlama yağının kompresörün basma tarafında bulunduğu yerde kompresörün son basma hattında bir art soğutucu kullanılmalıdır. Bu soğutucu kompresöre mümkün olduğu kadar yakın konulmuş olmalıdır. Yeni bir kompresör monte edildiğinde işletmenin tüm hava sisteminin gözden geçirilmesi mecburidir. Hattın üzerindeki filtrelerde plastik veya karbon türevi çanakların metal koruma olmadan kullanılması tehlikelidir. Kompresör ve blok vana, çek vana, art soğutucu veya hava kurutucu gibi herhangi bir olası sınırlandırma arasındaki basma hattına bir basınç tahliye vanası konulmak zorundadır. Bir basınç tahliye vanasının monte edilememesi aşırı basınca, borunun patlamasına, kompresörün zarar görmesine ve çalışanın yaralanmasına neden olabilir. Daha fazla bilgi için el 320

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

kitabına başvurulabilir. Kayışla tahrik edilen kompresörlerde kullanıcı tarafından OSHA ya, eyalet ve yerel yönetmeliklere uyan kayış muhafazası monte edilmelidir. Bu ekipmanın tüm güvenirliliği uygun zeminler üzerine, bakım alanına ve OSHA 1910.308 den 1910.329 a kadar olan belgelerde belirtildiği gibi tüm elektriksel bileşenler için aydınlatma tutucularını sağlanmak zorundadır. Bir alıcı monte edildiğinde çalışma iş güvenliği ve sağlığının Federal Register Cilt 36, Sayı 106, Kısım II, Paragraf 1910.169 da belirtildiği gibi bu alıcının bakımı ve kurulumunun yapılması önerilmektedir. Tüm elektriksel elemanlar tanınmış elektriksel yönetmeliklere göre yapılmalıdır. Elektrik şebekesi üzerinde çalışmadan önce bir manuel açma anahtarı kullanılarak şebekenin elektrik beslemesinin kesildiğinden emin olunmalıdır. Starter de elektrik beslemesinin kesildiğine güvenilmemelidir.

m o

Kompresörü devreye almadan önce kompresörün bakım yönergeleri dikkatlice okunmalı ve iyice anlaşılmalıdır.

Ünite çalışır halde iken kompresörden kapaklar çıkarılmamalıdır. Parçaların hareket etmesinden dolayı ciddi yaralanmalar meydana gelebilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Sıkıştırılmış hava ve elektrik tehlikeli olabilir. Kompresör üzerinde herhangi bir mekanik çalışmaya girmeden önce: A. Ekipman durması sağlanmalı

B. Motora olan güç beslemesindeki manuel açma anahtarı açılarak motorun gücü kesilmelidir. Açma anahtarı etiketlenir ve kilitlenir. Böylece hiç kimse kazara kapatamaz. Elektrik beslemesinin kesildiğinin anlaşılması için motor starterine güvenilmemelidir. C. Hava basıncının tüm sistemin ilk tahliyesi olmadan herhangi bir kompresör parçasının bakımına girişilmemelidir.

D. Dönmenin engellenmesi ve ardından çalışanın yaralanmasını önlemek için kasnağın kilitlendiğinden emin olunmalıdır. Periyodik olarak tüm emniyet aygıtları uygun çalışmanın sağlanması için kontrol edilmelidir. Kompresörün ve yardımcı ekipmanın temizlenmesi için sadece güvenli çözücüler kullanılmalıdır. BU UYARILARIN HERHANGİ BİRİSİNE UYULMAMASI ÇALIŞANIN CİDDİ YARALANMASINA VE EKİPMANIN HASAR GÖRMESİNE NEDEN OLACAKTIR.

BİR

ŞEKİLDE

Şekil 7-2 Emniyet tedbirleri

Sıkıştırılmış hava sistemleri için ABS boru kullanıldığında kompresörün bakımının uygun olarak yapılmış olması önemlidir. Silindirin soğutulması önemlidir ve silindir ceketleri tıkandığında basma sıcaklığında artış meydana gelecektir. Valflerin bakımı doğru olarak yapılmalıdır ve kompresörün sızdıran basma valfleriyle çalışmasına izin verilmemelidir. Aksi halde yüksek basma sıcaklığı meydana gelecektir. Ayrıca art soğutucunun da uygun olarak bakımı yapılmalıdır. Bu sayede sisteme basılan havanın sıcaklığı artmayacaktır. Hava basma sıcaklıklarının yakın olarak kontrol edilmesi, plastik borunun dayanımının sıcaklıktaki bir artışla önemli miktarda düştüğünden gerekmektedir ( Şekil 7-3 ). PVC Boru

Kompresör hava sistemi için plastik boruların tüm tipleri uygun değildir. PVC borunun kullanılması tavsiye edilmemektedir. Aşağıda PVC boru kullanıldığında neler olabileceğine ait bir örnek bulunmaktadır.

a

PVC ‘nin patlama riski bulunduğundan sıkıştırılmış hava sistemlerinde kullanılamayacağı Washington Eyaleti Labor& Industries ( L&I ) ‘nın Hazard Alert bülteninde belirtilmiştir. Bu bültende PVC boru patladığında plastik şarapnelin tüm doğrultulara fırlayacağını gelirtilmiştir. L&I ‘nın Spokane ofisinde uzman emniyet enspektörü Paul Merrill “ Patlayıcı arızaların neden olduğu çok fazla kaza gördük ve PVC hava sistemi borulama hattının kullanılması için daha fazla çalışanı bilgilendirdik. Bu 321

İŞLETME VE BAKIMDA GÜVENLİK

muhtemelen birileri bu patlamaların birisinde ciddi olarak yaralanmadan önce bir zaman konusudur, herkes üreticinin uyarılarına daha fazla önem vermedikçe” olduğunu belirtmiştir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil 7-3 Plastik borunun basınç değeri üzerinde sıcaklığın etkisi

Bu bültene göre Washington da PVC borunun bir kısmı atölye tabanının 8 metre üzerinde patlayan sıkıştırılmış hava için kullanılmıştır. Borunun bir parçası 18 metre ye fırlamış ve bir kağıt rulosuna kendiliğinden gömülmüştür. İyi ki o anda alanda kimse bulunmamaktaydı. Diğer bir kazada bir PVC boru Selah, WA ‘daki yeni fabrikada patlamış, bir çalışanın burnunu kırmış ve yüzünü kesmiştir. Yakima, WA ‘daki bir kazada zeminin 90 cm altındaki PVC boru yanmış ve patlamış, 1.22 x 0.90 m2 ‘lik bir krater açmıştır. Sıkıştırılmış havayla kullanım için sadece bir tip plastik boru uygun görülmüştür. Bültende bu borunun ABS olduğu ve borunun sıkıştırılmış hava beslemesi için kullanılabileceği belirtilmiştir. Kanunen Washington daki işverenler sıkıştırılmış hava sistemlerinde onay almamış PVC boruların kullanılmaması için çalışanlarını bilgilendirilmek zorundadır. PVC boru hattı kullanan mevcut sistemler tamamen kapalı, gömülmüş veya profesyonel bir danışman mühendis tarafından onaylanmış özelliklere göre yeteri kadar muhafaza etmelidir.

a

322

EK

EK Pistonlu Kompresörlere Ait Hesaplamalar

F

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Silindirin Boyutlandırılması 0B



Soğutma ceketleri, yağlayıcı, packing ve ring malzemesi silindir sıcaklıklarını sınırlamaktadır. 135 C0 işletme sıcaklığının mutlak sınırı olarak 190 C0 ideal maksimum olarak ayarlanır. Denklem A-1 yukarıdaki sınırlar ile kullanıldığında silindir başına tasarım sıcaklığı belirlenebilir. ( A-1 )

Şekil A-1, denklem A-1 ‘e ait bir çizimdir.

T2 gerçek ( act.) izantropik ve adyabatik verimler bilindiğinde;

( A-2 )

denkleminden elde edilebilir.

Piston kolu üzerinde olması tasarlanan bası ve çeki yükleri aşılmamalıdır ve bu yüzden kol yükü her bir silindirde kontrol edilmelidir. Kol yükü; ( A-3 )

denkleminden hesaplanabilir. Burada; RL

: Basıda kol üzerindeki yük [ pound ]

AHE

: Herhangi bir silindirde silindir kapağı tarafındaki silindir alanı

ACE

: Krank tarafındaki silindir alanı, genellikle ACE = AHE – kol alanı

P2

: Basma basıncı



a

Kaynak: Fred K. Geitner, P.E., Sarnia, Ontario, Kanada 323

EK

P1

: Emme basıncı

dır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil A-1 Emiş sıcaklığının, k değerinin ve sıkıştırma oranının bir fonksiyonu olarak izantropik basma sıcaklığı

Kol yüklerinin sınırlandırılması üretici tarafından belirlenir. Bazı üreticiler çekide basıya göre kol üzerinde daha düşük değerler atamaktadır. Bunun için yukarıdaki sınırlar AHE ve ACE yer değiştirilerek kontrol edilir. Ancak uygulamaların birçoğu için sıkıştırma kontrolü ayarlanacaktır. 324

EK

500 psig altındaki kompresörler, hava kompresörleri gibi, genellikle sıcaklığa göre boyutlandırılmaktadır. Kol yükü genellikle bu basınçların yukarısında sınırlayıcı bir faktör haline gelmektedir.

Valfler 1B

Kompresör valfleri bir kompresörün en kritik parçalarıdır. Genellikle bunlar parçalar arasında en fazla bakıma ihtiyaç duyanlardır. Bunlar gaz akımındaki hem sıvılara hem de katılara duyarlıdırlar, pleyt ve yayın kırılmasına neden olurlar. Valf kalktığında muhafazaya vurabilir ve site bir strokta birkaç defa zıplama yapabilir. Buna valf titremesi adı verilmektedir. Hidrojen gibi düşük moleküler ağırlıklı gazlar genellikle bu tip bir probleme neden olmaktadır. Bu valf pleytinin kalkma miktarının sınırlanması ile kontrol edilir. Bu tüzden valf hızı kontrol edilir. API 618 ‘in ilk basınlarında valf hızı;

m o

( A-4a )

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

ile tanımlanmıştır. Burada; V

: Ortalama hız [ feet/dakika ]

D

: Silindir deplasmanı [ feet3/dakika ]

A

: Silindir başına emme valfinin toplam alanı ( valfin kalkma miktarı ile valfin açıklık çevresinin çarpımı, silindir başına olan emme valfi sayısı ile çarpımı ile belirlenir ) [ inç2 ]

dır.

Bir zamanlar kompresör üreticileri yukarıdaki ifadeye itiraz etmekteydi. Çünkü bu çift etkili silindirler için eş değer tek etkili silindirler ile karşılaştırıldıklarında valf hızı değerinin yarısını vermekteydi. Bu yüzden üreticilerin çift etkili silindirler üzerindeki verisi API valf hızının iki katı olan bir valf hızını göstermektedir. Hangi valf hızının verildiğinin anlaşılması için dikkat edilmelidir. API 618 ‘in dördüncü baskısı ( Haziran 1995 ) valf hızını;

( A-4b )

ile tanımlamaktadır.

Moleküler ağırlığı daha fazla olan gazlar için ( M = 20 ), API valf hızları 3580 fpm veya 18,2 m/sn civarında seçilmektedir. Moleküler ağırlığı daha az olan gazlar için ( M=7 ) 7000 fpm ( 35.6 m/sn ) civarındadır.

a

Üreticilerin birçoğu emme ve basma valflerini birbirlerinin yerine kullanılabilecek şekilde üretmektedir. Bu valflerin yanlış portlara monte edilmesine neden olmaktadır. Bunun sonucunda ise valfte büyük çapta kırılma meydana gelmekte veya kol veya silindir kırılmaktadır. Valflerin birbiri yerine kullanılmasının önüne geçilmelidir. Ancak tersinir olmayan özelliğin tırnağı kaybolabilir veya kırılabilir. Doğru valfin yerleştirildiğinden emin olunması için her zaman kontrol yapılmalıdır.

325

EK

Hesaplamalar 2B

Genel 3B

İdeal gaz denklemlerini kullarak kompresör problemlerinin çözülmesi birkaç tane basit formülün basit bir sırada uygulanmasına ve bazı temel eğrilerden değerlerin elde edilmesine indirgenmiştir. Bu terimlerin ve denklemlerin anlaşılmasına yardımcı olması için bu kiabın ilk bölümünde temel termodinamik bilgilerine yer verilmiştir. Bunun yanında olayların kompresör silindirinde olduğu birbirini takip etme sırası pistonlu kompresörlerle ilgili problemlerin birçoğunda görülen olayların anlaşılmasını kolaylaştıracaktır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Pistonun Deplasmanı 4B

Pistonun deplasmanı pistonun stroku boyunca Konum 1 ( alt ölü nokta ) den Konum 3 ( üst ölü nokta ) ya hareket etmesi sonucu süpürdüğü hacimdir. Pistonun deplasmanı normalde dakikada süpürülen hacim veya dakikadaki feet3 tür. Çift etkili silindir söz konusu olduğunda silindir krank tarafının deplasmanı da eklenir. Şüphesiz krank tarafının deplasmanı piston kolunun yer değiştirme miktarı tarafından oluşturulan silindir kapağı tarafı deplasmanından daha azdır. Mesela tek etkili bir silindir için; ( A-5 )

dir. Burada; AHE

: Pistonun silindir kapağı tarafı alanı [ inç2 ]

S

: Strok [ inç ]

PD

: Pistonun deplasmanı [ CFM ]

dir.

Çift etkili silindirler için;

( A-6 )

veya

dir. Burada; AR

a

( A-7 )

: Kol alanı [ inç2 ]

‘dır. 326

EK

Konum 1 Sıkıştırma strokunun başlangıcıdır. Silindir emme basıncındaki gazla tamamen dolmuş haldedir. Pistonun Konum 2 ye hareket etmesiyle gaz 1-2 hattı boyunca sıkıştırılır.

m o

Konum 2

Bu noktada silindirdeki basınç basma hattındaki basınötan daha yüksektir. Bunun sonucu olarak basma valfi açılır ve basma basıncında olan gaz dolgusunun basma hattına ilerlemesini sağlar.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta Konum 3

Burada piston basma strokunu tamamlamıştır ve hemen geri dönüş strokuna başlar. Silindirdeki basınç düşer, basma valfi kapanır. Piston tablası ve silindir arasında kalan gaz hacmi boşluk hacmi olarak adlandırılmaktadır. Bu hacim pistonun Konum 4 e geri dönmesiyle 3-4 hattı boyunca genleşir.

Konum 4

Bu konumda silindir içindeki basınç emme basıncının altına düşer. Bundan dolayı emme valfi açılır ve yeni gaz dolgusu silindire alınır. Pistonun Konum 1 e geri dönmesiyle sıkıştırma stroku başlar.

a

Şekil A-2 Pistonun konumuna bağlı olarak ideal p-V diyagramları 327

EK

Sıkıştırma Oranı 5B

P2/P1 basma basıncının emme basıncına olan oranıdır. Her iki basınçta mutlak basınç ile ifade edilmektedir. p-V diyagramında ( Şekil A-2, Konum 3 ), basma basıncında 2-3 çizgisi ve 4-1 çizgisi emme basıncındadır. Sıkıştırma oranının kompresör tarafından kontrol edilmediği bilinmelidir. Fakat kompresörün emme ve basma tarafındaki sistem koşulları tarafından belirlenmektedir. Sıkıştırma süresince, silindir basıncı gazı valflerden geçirip sisteme basacak kadar yüksek bir değere kadar artacaktır. Genleşme süresince silindir basıncı sistem, gazı silindirin içine girmeye zorlayacak ve basıncı koruyacak şekilde olana dek düşüş gösterecektir. Doğal olarak sıkıştırma oranları sonsuz olamaz. Sabit emme basıncında sıkıştırma oranı arttıkça piston kolu yükü artacaktır ve piston kolu kullanılamaz hale gelecektir. Bundan başka, silindirin soğutması yüksek sıkıştırma oranlarıyla ilgili basma sıcaklıkları için yeterli olmayacaktır. Ama yine de ekipman her zaman sistemin sıkıştırma oranlarını karşılamaya çalışacaktır.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Çok kademeli kompresörlerde her kademe için etkin sıkıştırma oranları gaz düşük basınç silindirlerinden daha yüksek basınç silindirlerine geçmek zorunda olduğunda kendi kendine belirlenir. Her kademedeki sıkıştırma oranı sistemin basınç oranıyla orantılı olarak değişmeyecektir. Fakat bu eğer herhangi bir kademnin verimi piston ringinin kaçırması veya valfin hasarlanması sonucu düşerse değişecektir. Boşluk Yüzdesi 6B

Boşluk yüzdesi bir silindirin volumetrik veriminin hesaplanması için kullanılmaktadır. Bu boşluk hacminin pistonun deplasmanına olan oranıdır ve yüzdesel olarak ifade edilmektedir: ( A-8 )

Boşluk hacmi Konum 3 ‘te ( Şekil A-2 ) silindir tarafında kalan hacimdir. Valfleri ve valf portlarını da içermektedir. Boşluk hacmi her iki tarafında da değişmektedir. Bu yüzden her ne kadar ortalama olmasına rağmen her birisi hesaplamalarda ayrı olarak alınır. Boşluk yüzdesi pistonlu kompresörlerle ilgili hesaplamalarda önemli bir bilgidir. Bu yüzden kompresörlerin satın alınmasında isim plakasında olması gereken bir bilgidir. Hesaplama için eğer boşluk bilinmiyorsa %15 boşluk makul bir kabul olacaktır. Volumetrik Verim 7B

Volumetrik verim silindirde piston deplasmanına girmeye zorlanan etkin gazın yüzdesel oranıdır. Şekil A-2 ‘de Konum 3 ‘de bakıldığında volumetrik verim 4 ‘den 1 ‘e olan mesafenin stroka bölünmesiyle ifade edilir. Teorik olarak bu;

a

( A-9 )

denklemi ile ifade edilmektedir.

328

EK

Çalışan ekipmanlarda diğer faktörler volumetrik verimi etkilemektedir. Bu faktörler valflerden, piston ringlerinden ve packing olan kaçaklara ek olarak gelen gazın silindirdeki atık ısı tarafından ısıtılması ve gazın sıkıştırılabilirliğinin değişmesidir. Bunun için geliştirilen daha bir denklem; ( A-10 ) ‘dur. Buradaki L Şekil A-3 ‘den alınmaktadır.

m o

Temel Denklemler 8B

Pistonlu kompresörlerin hesaplamaları kademelerde yapılmaktadır. Bu yüzden ilk önce kademe sayısı belirlenmelidir. Bu daha önce incelenen sınırlayıcı sıcaklık ve kol yükünü baz almaktadır. Buna ek olarak her kademe için aynı oranın seçilmesiyle güç tasarrufu sağlanabilir. Bu oran;

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

( A-11 )

denklemi ile hesaplanabilir.

Burada n, kademe sayısıdır.

a

Şekil A-3 Farklı sıkıştırma oranları ve emme basınçlarında kayıp düzeltme L

329

EK

Genel olarak konuşulduğunda proses işinde kademe başına bu oran nadiren 3.5 veya 3.6 ‘yı geçmektedir. Pistonlu kompresörlerin gücü için temel denklem; ( A-12 ) dir. Bu denklem modifiye edilmiş ve 14.6 psia da ve emme sıcaklığında günde milyon feet küplük kapasite kullanılarak bir eğri çizilmiştir. Bu eğri Şekil A-4 ‘de verilmiştir.

m o

Bu güç teoriktir ve sıkıştırılabilirlik, valfin verimi ve mekanik verim ile modifiye edilebilir.

Valflerde olan basınç düşüşü için valf verimi kompresöre beslenenden daha yüksek basma ve daha düşük emme basınçlarına silindir içinde izin verir. Bu Şekil A-5 ve A-6 ‘dan bulunabilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Mekanik verim krank muhafazasındaki güç kaybını baz almaktadır ve verimin genellikle %95 olması beklenilmektedir. Bunun ardından etkin güç; ( A-13)

ile hesaplanabilir.

Burada MMSCFD 14.4 psia da ve 60 F ‘de günlük milyon standart feet küptür.

Yukarıdaki denklem gücün bulunması için kullanılmalıdır. Mevcut ekipmanlar için deplasman bilinmektedir ve volumetrik verim;

buradan

( A-14 )

ile hesaplanabilir. gösterebilir.

Tablo A-1 Amerika Birleşik Devletleri ‘nda imal edilen ekipmanlar için sıradan pistonlu kompresöre ait tasarım verileri

9

a 250

500

2¼

20 000

600

12

300

1000

2½

30 000

400

Strok

Strok Başına Güç

Ekipman Başına Maksimum Güç

Kol Çapı ( inç )

Kol Yükü

Devir ( d/d )

( Pound )

330

EK

14

500

1500

3

45 000

327

16

750

3500

3¾

75 000

300

18

1000

6000

4

1000 000

277

Ekipmanlar Tablo A-1 baz alınarak boyutlandırılabilir. Farklı üreticiler bu boyutlardan biraz sapma Tablo A-2 ‘de daha önce incelenen parametrelerin birkaçına ait bağıl etki veya şiddet önemi görülmektedir.

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil A-4 MMCFD, sıkıştırma oranı ve k değeri başına güç ilişkisi

331

EK

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil A-5 Gazın moleküler ağırlığının ve hızının fonksiyonu olarak valf kayıpları

a

Şekil A-6 Sıradan hava kompresörlerinde valf kayıp faktörü ve sıkıştırma oranıyla ilgili olacak şekilde valf verimi Tablo A-2 Farklı tasarım parametrelerinin sıkıştırma oranı üzerindeki etkileri Önemli olan nedir ?

Sıkıştırma Oranı

Daha Önemli Faktör

Çok yüksek ( 10 -30 )

Boşluk

332

EK

Yüksek ( 8-10 )

Öncelikleboşluk, sonra valfin çalışması

Orta ( En fazla 5 )

Dengelenmiş, tümü eşit

Düşük ( 2 veya daha az )

Valfin çalışması

Örnek Hesaplama 9B

m o

Yeni bir ekipman Tasarım verisi:

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Proses gazının moleküler ağırlığı

17.76

k-değeri

1.26

Emme sıcaklığı

60 F

Emme basıncı

150 psia

Basma basıncı

1000 psia

Debi

9 MMSCFD

Sıkıştırma oranı

Genel 6.67 veya Kademe başına 6.67 = 2.58

Şekil A-1 ‘den basma sıcaklığını 308 F olarak elde edebiliriz. Gazın özgül ağırlığı

= 17.76/28.97

=0.613

ZS = 0.98

Zd = 0.97

Zavg = 0.975

a

Kapasite

333

EK

Sıkıştırma verimi Şekil A-7 ‘den ad = %80 F

Sıkıştırılabilirlik faktörü Zs Şekil A-8 ‘den elde edilebilir. Genel güç formülü: HP

m o

( A-13 )

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

‘dır.

Şekil A-7 Pistonlu kompresörlerin sıkıştırma veriminin bir fonksiyonu olarak elde edilen verim

Tablo A-1 ‘e bakıldığında 1160 BG ‘in bir muylu için fazla olduğu ve 6.67 sıkıştırma oranının normal değer olan 3.0 dan çok daha fazla olduğu görülmektedir. Bu yüzden ekipmanın iki kademeli olarak tasarlanması en iyisidir. İki silindirli iki kademeli 14 inç stroklu, 327 d/d ‘ye ve 45 000 pound kol yüküne sahip ekipmanın tasarlanması üzerine karar kılalım. Boş bir kompresör çalışma sayfası alalım ( Şekil A-10A ) ve aşağıdaki verileri doldurulım ( Şekil A-10B ). Kademe başına oran

= 6.670.5 = 2.58

a

Ara kademe basıncı

= 150 x 2.58 = 386 psia

Ara kademe sıcaklıkları ( Şekil A-1 ‘den )

= 172 F

İkinci kademenin kapasitesi



Santrifüj kompresörlerle karşılaştırma için Şekil A-9 ‘a bakılabilir. 334

EK

Kapasite %15 ‘lik boşluk olduğunu kabul ettiğimizde volumetrik verim yaklaşık olarak; ( A-16 ) F

ile ifade edilebilir.

m o

L Şekil A-3 ‘den elde edilebilir. Birinci kademe V

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

İkinci kademe V Deplasman Silindir alanı

Birinci kademe silindir alanı Birinci kademe çapı

= 14 inç

İkinci kademe alanı İkinci kademe çapı

= 9 5/8”

Seçilen ekipman 14x9 5/8”x 14 , 1200 BG gücündeki motorla tahrik edilen iki kademeli bir kompresördür. Benzer olarak dört silindirli bir ekipman da kullanılabilir. Bu durumda 9 3/4x 9 3/4x 6 3/4x 6 /4 x 14 olacaktır. Bu ayrıca iki kademeli kompresörün 400 d/d ‘de 45 000 pound kol yüküyle çalışması demektir. Kol yükleri Denklem A-3 kullanılarak kontrol edilebilir.

Silindirin Boyutlandırılması 10B

a

14” lik silindir R.L.

= P2 x AHE – P1 x ACE

= ( 386x154)-(150x147) = 37 400 pound 9 5/8” lik silindir R.L.

= ( 1000 x 72.8 ) – ( 386x65.8 ) = 47 400 pound 335

EK

Bu değer iki silindirli ekipmanda izin verilebilir kol yükü değerini aşmaktadır. Bu yüzden kol yükü için dört silindirli ekipman denenmelidir:

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

Şekil A-8 Özgül ağırlığı 0.60 olan doğal gazın sıkıştırılabilirliği 336

EK

m o

Şekil A-9 Santrifüj kompresörlerde sıkıştırma oranının bir fonksiyonu olarak elde edilen verim

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil A-10A Pistonlu kompresör çalışma sayfası

9 ¾” lik silindir R.L.

= 386 x 74.7 – 150 x 67.6 = 18 700 pound

6 ¾” lik silindir R.L.

a

= 1000 x 35.8 – 386 x 28.7 = 24 700 pound

Bu değerler ekipmanın sınırları içerisinde kalmaktadır. Bu yüzden uygulama için kompresör 9 ¾ x 9 ¾ x 6 ¾ x 6 ¾ x 14 olan 400 d/d devre ve 1200 BG güce sahip bir ekipmanla tahrik edilen iki kademeli kompresör olacaktır. Burada gazın çiğ noktasının ara kademe koşulunda kontrol edilerek iki fazlı alanda hiçbir fraksiyonunun gitmediğinden emin olunmalıdır. Ara kademe basıncı eğer bu meydana gelirse silindirin boyutlandırılmasıyla değiştirilmelidir.

337

EK

m o

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

Şekil A-10B Pistonlu kompresör çalışma sayfası ( örnek problem )

Yeni Bir Kullanım İçin Mevcut Ekipmanın Tercih Edilmesi 1B

Sahada yedekte tutulan bir kompresörü daha önce kullanıldığı yerde değilde başka bir yerde kullanmak isteyelim. Bu kompresör 13 x 9 ¾ x 16 boyutlarında 300 d/d devrinde 1200 BG gücündeki bir ekipmanla tahrik ediliyor olsun. Önceki örnekteki kullanım için bu kompresörü kullandığımızda kompresörün performansı ne olacaktır ? Mevcut ekipman

13” silindir

9 ¾” silindir

Delik çapı, inç

13

9 ¾”

16

16

Silindir tasarım basıncı, psi

900

1300

Silindir kapağı tarafı boşluk, %

18.4

14.8

Krank tarafı boşluk, %

17.1

13.8

Emme valfi alanı, her yön için, inç2

8.4

5.3

Basma valfi alanı, her yön için, inç2

8.4

5.3

Kol boyutu, inç

3¾

3¾

Maksimum kol yükü

75 000

75 000

Strok, inç

a

338

EK

Devir

300

300

Şekil A-10B deki kompresör çalışma sayfasını referans alalım. Sonuç 12B

Güç ve kol yükü bu ekipman için kabul edilebilir.

m o

Kapasite = 5820 x 1440/106 = 8.4 MMSCFD dir ki bu değer gerekenden azdır. Bu yüzden prosesin kapasite gereksinimleri bu kapasiteyi kabul edecek kadar düşürülmelidir. Alternatif olarak boşluk kapasiteyi proses gereksinimlerine daha yakın hale getirmek için V arttırılarak düşürülebilir.

S c . l E i K a m n a g m @ a es t A .k n a m ta

a

339