Metalik Borularda Bağlantı ve Destek Elemanları Birleştirme Yöntemleri

Mekanik tesisatta kullanılan boru ve bağlantı elemanları; ısıtma, soğutma, sıhhi tesisat, yangın sistemlerinde, sıvı ve gaz akışkanların son kullanım noktasına iletim ve geri dönmesinde kritik rol oynar. Doğru malzeme ve doğru birleştirme yöntemi kullanımı, tüm sistemin kusursuz işlemesinin en önemli adımıdır. Malzeme türüne ve tesisatın genel belirleyici özelliklerine göre farklı birleştirme yöntemi tercih edilebilir.

Diş Açma: Küçük çaplı çelik ya da pirinç boruların birleştirilmesinde en yaygın yöntem diş açmadır. Ancak standarttan daha az et kalınlığı olan borulara diş açılmamalıdır.

Lehimleme ve Pirinçleme: Bakır borular çoğunlukla lehimleme ya da pirinçleme soket uçlu bağlantı elemanları ile birleştirilir. Pirinçleme malzemeleri 540°C'nin üzerinde erir ve lehimden daha güçlü bir birleşme sağlar. Diğer yandan sağlıkla ilgili sorunlar ortaya çıkabileceği endişesiyle birçok yerde prosedür ve yönetmelikler, içme suyu sistemlerinde boruların birleştirilmesinde kurşun içeren lehimleri yasaklamıştır. Kıvırma ve Sıkıştırmalı Birleştirme: Bakır, çelik, paslanmaz çelik ve alüminyum boruları birleştirmek için kıvırma ve sıkıştırma vb. bağlantı elemanları kullanılabilir. Uygun sınıftaki bağlantı elemanları, birleşme yerlerini borunun kendisine yakın bir mukavemette tutabilir.

Flanşlı Birleştirme: Flanşlar genelde büyük çaplı çelik borularda kullanılmaktadır. Pompa vana gibi ekipmanlara bağlantı yapmak flanşlı bağlantılar pompa ve armatürlerin montaj ve demontajı için uygun bağlantı türleridir. Çelik borular için 17 MPa'ya kadar basınç sınıfına sahip flanşlar bulunabilmektedir. Ancak yüksek basınçlı flanşlı birleşme yerleri için yüksek gerilme değeri olan cıvatalar kullanılmalıdır. Dökme demir ve yüksek eğilme gerilmelerini kaldıramayan malzemelerle en yaygın olarak tam baskılı contalı yassı baskılı flanşlar kullanılır. Çelik borularda ise halka contalı kalkık baskılı flanşlar tercih edilir. Çünkü bunlar conta üzerindeki sızdırmazlık basıncını artırarak sızıntıları önlemeye yardımcı olur. Özel uygulamalar için O-ring halkası ve halka birleşme yeri gibi başka baskılar da kullanılabilmektedir. Yassı baskılı, kalkık baskılı flanşlarda eşleşen flanş yüzeyleri arasında conta kullanılmak zorundadır. Contalar; kauçuk, sentetik elastomerler, mantar, lif, plastik, teflon, metal ya da bunların birleşimden imal edilir. Contanın, akışkana ve sistemin çalıştığı sıcaklık ve basınca uygun seçilmesi gerekir.

Kaynaklı Birleştirme: Çelik boruların kaynaklanmış birleşme yerlerinin avantajları aşağıdaki gibi sıralanabilir:

• Contalı birleşme yerleri gibi yaşlanmaz, kurumaz ya da bozulmaz.
• Contalı sistemlerle karşılaştırıldığında daha yüksek basınç, vibrasyon ve sıcaklıklara dayanabilir.
• Kritik hizmetler için radyografi ve ultrason gibi tahribatsız kontrol yöntemleriyle test edilebilir.
• Uzun vadeli güvenirlik sağlar. ASME Standardı B31 serisi ve ASME Kazan ve Basınçlı Kap Yönetmeliğinin ilgili kısımları kaynak konusunda kurallar getirmektedir. ASTM Standardı B31, tüm kaynakçıların ve kaynak prosedürü şartnamelerinin belgeli (kalifiye) olmasını şart koşmaktadır. (Aynı durum Türkiye’de EPD Yönetmeliklerinde gaz hatları için de vardır) İmalatçı ya da yüklenici, kaynak prosedürü ve kaynakçılardan sorumludur. ASME Standardı B31.9, kaynakların gözle kontrolünü gerekli kılmakta ve kabul edilebilirlik limitlerini sıralamaktadır. HVAC sistemlerinde aşağıdaki kaynak süreçleri sıklıkla kullanılır:
  
  SMAW - Muhafazalı metal çubuk ark kaynağı. Burada erimiş kaynak metali, elektrot kaplamasının buharlaşmasıyla muhafaza edilir.
  GMAW - Gaz metal ark kaynağı, MIG olarak da adlandırılır. Elektrot, sürekli olarak beslenen bir teldir ve kaynak tabancası nozulundan gelen argon ya da karbon dioksit gazı ile korunur.
  GTAW - Gaz tungsten ark kaynağı, TIG ya da Heliarc olarak da adlandırılır. Bu süreçte bir koruyucu gaz tarafından çevrelenmiş tungsten elektrot kullanılır. Kaynak malzemesi, kaplanmamış çubukla temin edilebilir.

Yivli Birleştirme: Yivli birleşme yerleri, özel yivli bağlantı elemanlarını ve bir yivin boru ucuna geçirilmesini ya da kıvrılmasını gerektirir. Bu tip birleşme yerleri, çelik, dökme demir, duktil demir, bakır ve plastik borularda kullanılabilir. Burada segmanlı bir kenet, yivlere ve iç basınç contayı sıkıştıracak şekilde tasarlanmış özel bir contaya geçirilir. Bazı kenetler, yanlış hizalanmayı ve termal hareketleri telafi edecek şekilde dil ile yiv arasında açıklık olacak biçiminde tasarlanmıştır. İmalatçıların verilerinde sıcaklık ve basınç sınırları bulunabilmektedir.

Manşonlu Birleştirme: Başka bir mekanik birleşme biçimi ise borunun dış çapından daha büyük olan bir manşondur. Boru uçları, manşona sokulur ve contalar, boru ile kuplaj arasındaki halka şeklindeki yere kalafatlanarak tespit halkalarıyla yerinde tutulur. Bu birleşme yeri türü, bir dereceye kadar eksenel kaçık hizalanmaya izin verebilir. Ancak eksenel çekiş ya da yanal hareketi önleyecek şekilde tespit ya da sınırlanması gereklidir.

Kelepçe ile Birleştirme: Duktil demir boru, bir conta ve tespit halkası için adapte edilmiş bir kelepçe ile birleştirilir.

Virtualik Birleştirme: Burada bir manşon boruların birleşme ağızlarının kenarına açılan yivlere oturtularak birleşme sağlanır. Bu birleşme şekli ile iki farklı cins (örneğin çelik ve plastik iki boru) boru kolayca birleştirilebilir.

Spigot/Socket Birleştirme: Burada birleşecek borunun birisinin ağzı genişletilir ve bu genişletilen ağıza diğer boru sokulur ve araya conta konularak sızdırmazlık sağlanır. Bu birleşme şekli ile iki farklı cins (örneğin çelik ve plastik iki boru) boru kolayca birleştirilebilir.

Viking-Thomson Kaplinli Birleştirme: Burada birleşecek borular alın alına getirilir, dış kısma bir manşon ve bilezik konulur ve sıkılarak konik geçme şeklinde birleşme ve sızdırmazlık sağlanır.

Takviyeli Bağlantı Elemanları: Takviyeli bağlantı elemanları, çatallanma ve ayrılma bağlantılarında kullanılır. Ek bir takviye olmaksızın doğrudan boruya kaynak yapılmasına izin verecek şekilde tasarlanır. Dişli, soketli ya da alın kaynaklı bağlantı elemanları mevcuttur.

Ek Elemanları: Ek elemanları, dişli boru sistemlerinin sökülüp takılmasını mümkün kılar. Ek elemanları, boru uçlarının dişlerine geçen iki eleman üzerinde eşleşen işlenmiş taşıma yüzeyi olan üç bileşenli bağlantı elemanlarıdır. Burada dişli bir kilitleme halkası iki ucu sıkıca bir arada tutar. Bir ek eleman, dişli borunun, ekipmanın iki elemanını birleştiren son birleşme yerinde döndürülmesine de izin verir.

Kaynak: TTMD https://www.ttmd.org.tr/yayinlar/ttmd-dergisi#gallery-287