Vanalar, bir sistem veya proses içindeki akış ve basıncı kontrol eden mekanik cihazlardır. Sıvıları, gazları, buharları, tüm akışkanları durduran yada ileten boru sisteminin temel bileşenleridir.
Gate, küre, plug, globe, kelebek, rotary, diyafram, emniyet, kontrol valfleri vb. gibi farklı tipte birçok vana mevcuttur. Bunların her biri farklı özelliklere ve işlevsel kabiliyete sahip çeşitli modellerdedir. Bazı valfler kendiliğinden çalıştırılırken, bazı valfler manuel veya aktüatör veya pnömatik veya hidrolik olarak çalıştırılır.
Vanaların fonksiyonları:
Çok çeşitli endüstriyel uygulamalarda birçok vana tasarımı, tipi ve modeli vardır. Hepsi yukarıda tanımlanan işlevlerden bir veya daha fazlasını yerine getirirler. Vanalar yüksek maliyetlidir kusursuz işlev yapabilmeleri için hat akış sıvısı cinsi, basıncı ve sıcaklığı önemlidir. Bu faktörleri karşılayabilmeleri için doğru malzemeden seçilmeleri gerekir.
Vana tipi ne olursa olsun tüm vanalar aşağıdaki temel parçalara sahiptir:
Gövde, bonet, (trim - iç parçalar), (Stem - tahrik açma kapama sapı). Bir vananın temel parçaları resimde gösterilmektedir.
Vana gövdesi, basınç ve akış tutmanın birincil sınırıdır. Bir vana düzeneğinin temel elemanı olarak hizmet eder, çünkü tüm parçaları bir arada tutan bir çerçevedir.
Bir vananın ilk basınç sınırı olan gövde, bağlantı borularından gelen akış basınç yüklerine karşı direnir. Vana gövdesi bağlantı çıkış uçları kaynaklı, dişli veya flanşlı olarak farklı bağlantı tipleri vasıtasıyla boru tesisatına veya cihaz ağzına bağlayacak şekilde tasarlanmıştır.
Vana gövdeleri çeşitli şekillerde dökülür veya dövme çelikten üretilir. Her bileşen belirli bir işleve sahiptir ve her işlev yapan parçalar için uygun bir malzeme dayanıklılık yapısı vardır.
Gövdedeki açıklığın kapağı bonet olup, bir vananın en önemli ikinci sınırıdır. Vana gövdeleri gibi, bonetler de birçok tasarımda ve modelde mevcuttur.
Bonet, vana gövdesi üzerinde bir kapak görevi görür, gövde ile aynı malzemeden dökülür veya dövme çelikten üretilir. Genellikle gövdeye dişli, civatalı veya kaynaklı bir bağlantıyla bağlanır. Vana imalatı sırasında, gövde içine gövde, disk vb. gibi dahili parçalar yerleştirilir ve daha sonra bonet bütün parçaların bir arada tutulması için birleştirilir.
Her durumda, bonetin gövdeye bağlanmalı bir basınç sınırı olarak düşünülür. Bu, boneti gövdeye bağlayan birleştirme cıvataları basınç tutucu parçalar demektir. Vana bonetleri, çoğu vana için bir gereklilik olmasına rağmen endişe kaynağıdır. Bonetler vanaların üretimini zorlaştırabilir, vana boyutunu artırabilir, vana maliyetinin önemli bir maliyet bölümünü temsil edebilir ve potansiyel sızıntı için bir kaynaktır.
Akış ortamıyla temas eden sökülebilir ve değiştirilebilir vana iç parçaları toplu olarak Vana Trimi olarak adlandırılır. Bu parçalar arasında vana yuvaları, disk,salmastra, aralık elemanları, kılavuzlar, burçlar ve iç yaylar bulunur. Akış ortamıyla da temas eden vana gövdesi, bonet kapağı vb. Vana trimi olarak kabul edilmez.
Bir vananın trim performansı, disk ve oturma arabirimi ve disk konumu ile oturma arasındaki ilişkiyle belirlenir. Birleştirme sonucuyla, temel hareketler ve akış kontrolü mümkündür. Dönme hareketli birleştirme tasarımlarında, disk akışın sağlanmasında bir değişiklik meydana getirmek için oturma yüzeyinin ötesine kayar. Doğrusal hareketli birleştirme tasarımlarında, disk, dikey olarak hareket edince oturma yüzeyindeki halka boşa çıkar, akış sağlanır.
Vana montaj parçaları, farklı kuvvetler ve koşullara dayanabilmeleri için gereken farklı özelliklerdeki çeşitli malzemelerden yapılabilirler. Burçlar ve salmastra ringleri, vana diski ve oturma yüzeyi ile aynı güç ve koşullarla karşılaşmazlar.
Disk, konumuna bağlı olarak akışa izin veren, akışı kısan veya durduran parçadır. Bir disk (plug) veya küresel vana durumunda, diske plug veya küre adı verilir. Disk, birincil en önemli basınç sınırıdır. Disk kapatıldığında, tam sistem basıncı disk boyunca uygulanır ve bu nedenle disk basınçla ilgili bir bileşendir. Diskler genellikle dövülmüş çelikten üretilir ve bazı tasarımlarda iyi aşınma özellikleri sağlamak için sert yüzeyler oluşturulmuştur. Çoğu valf isimleri, disklerinin tasarım ismiyle adlandırılırlar.
Ana gövde oturma yüzeyi seat'leri, disk için oturma yüzeyini sağlarlar. Vana bir veya daha fazla oturma yüzeyine sahip olabilir. Bir küre veya sürgülü vanada, genellikle akışı durdurmak için bir disk ve iki oturma yüzeyi bulunur. biri akış giriş tarafta diğeri akış çıkış tarafında bulunur.
Seat'lerin aşınma direncini artırmak için, temas eden yüzeyler sert kaynak dolgu ile sertleştirilmiştir. Seatler genellikle basınç sınırı kısımları olarak kabul edilmez, çünkü gövde seat'lerin kalınlığına dayanmaksızın tasarım basıncına dayanacak kadar yeterli duvar kalınlığına sahiptir.
Vana mili (sapı), vananın açılması veya kapatılması için diske gerekli hareketi verir ve diskin doğru konumlandırılmasından sorumludur. Vananın el çarkı, aktüatör veya bir taraftaki kol ile vana diskine bağlıdırlar. Gate vanalarında, vananın açılması veya kapatılması için diskte doğrusal harekete ihtiyaç duyulurken, küre ve kelebek vanalarda disk, açma veya kapatma için döndürülürler. Tüm bileşenler genellikle dövme çelikten yapılır ve diske dişli veya başka tekniklerle bağlanır. Bonetin gövdeye birleştirme alnında, sızıntıyı önlemek için, dayanıklı ince bir conta koyulur.
1. Dış Vidalı Yükselen Vana Sapı
Vana içindeki kısmı pürüzsüz iken gövdenin dışında kalan kısmına diş açılmıştır. Sap dişlileri, akış ortamından ve olumsuz dış etkenlerden etkilenmemesi için izole edilmiştir. Bu tasarımların iki farklı stili mevcuttur; biri el çarkı sapa tutturulmuş haldeyken birlikte yükselebilirler, diğeri ise sapın el çarkı boyunca yükselmesine neden olan iç trapez dişli somun iledir.
2. İç Vidalı Yükselen Vana Sapı
Sapın dişli kısmı vana gövdesinin içindedir ve diğer başı dıştaki atmosfere maruz kalan pürüzsüz bölümde bulunur. Bu durumda sap dişlileri akış ortamıyla temas halindedir. Vanayı açmak için el çarkı ile döndürüldüğünde, gövde içinde kalan kısım birlikte yükselir.
3. Yükselmeyen İç Vidalı Vana Sapı
Dişli kısmı vana içindedir ve yükselmez. Kapatma diski gövde içi mesafesi boyunca hareket eder, sap döndürülürse gövde içinde bağlı somuna takılı olduğu halde hareket eder. Mil dişlileri akış ortamına maruz bırakılır ve bu şekilde darbeye maruz kalırlar. Bu nedenle bu model, vana içindeki alanın doğrusal harekete izin vermek için sınırlı olduğu durumlarda kullanılır ve akış ortamı sapın vana içinde kalan dişli başının erozyona, korozyona veya aşınmasına neden olur.
4. Kayar Vana Sapı
Vana gövdesi sabit olup iç ve dış kısım sürgülü sap ve buna bağlı disk ile açma kapama yapmaktadır. Vana açıp kapamak için disk ve sap vana içine ve dışına kayar. Bu tasarımda el çarkı ile kumanda edilebilirken, hidrolik veya pnömatik silindirlerle bağlanabilen vana sapı daha çok hızlı açma kapama hareketi yapabilmeleri için tasarlanmıştır.
5. Döner Vana Sapı
Bu plug, küresel ve kelebek vanalarda yaygın olarak kullanılan bir modeldir. Milin çeyrek dönüş hareketi vanayı açar veya kapatır.
Gövde ile bonet arasına güvenilir sızdırmazlık elemanı için bir conta gereklidir. Tüm vanaların ömürlerinin önemli bir unsuru sızdırmazlık tertibatı ve elemanlarıdır. Neredeyse tüm küresel, sürgülü ve kelebek vanalar kapama kuvveti ile oluşan sürtünme ve yırtılmaya dayanıklı sızdırmazlık tertibatına sahip olmaları gerekmektedirler. Bu nedenle, gövde içi akış yada basınç kaybına sebep olmamak için yada gaz veya farklı akışkanların kaçak kaybını önlemek için vana sızdırmazlık elemanları montajlarının düzgün yapılmaları gerekir. Bir vana montajı dikkatli yapılmazsa birleştirme elemanları gevşek kalır vana sızıntı yapar. Bunun yanında aşırı sıkı montajlama ise, sap hareketi ve disk hareketini zorlaştırarak vana gövdesi iç hasarına yol açacaktır.
Elle çalıştırılan vanalar genellikle vananın gövdesi üzerinde bulunan açma kapama sapına (shaft'a ) somunla bağlı el çarkı ile donatılmıştır ve vanayı kapatmak açmak için saat yönünde veya açmak için saatin ters yönünde döndürülür. Globe, ve Gate vanalar bu şekilde açılır ve kapatılır.Elle çalıştırılan, Küresel, Konik diskli veya Kelebek vanalar gibi çeyrek dönüşlü vanaları ise açma kapama yaptırmak için sapa (shaft'a) bağlantılı hareket kolu vardır. Saat yönünde yada tersinde çeyrek dönüş kol çevirme hareketi ile vanalara açma kapama hareketi yaptırılır.
Yüksek hidrostatik basınçla oluşan açma kapama yükünü karşılaması amacıyla, insan gücü olmadan çalıştırılması gereken vanalar, uzak bir konumdan çalıştırılması gereken vanalar, üretimin otomatik kontrolle daha hızlı yapılması gereken neredeyse tüm vanalar için kullanılan sistemlerdir. Açma-kapama, akış verme elle kontrol etme süreleri sistem tasarım kriterlerine göre daha uzun olduğunda veya aşırı güç istediğinde, insan gücü ile hareket ettirilmeleri zorlaştığında vanalar genellikle bir aktüatör ile donatılırlar.
Geniş tanımlamalı aktüatör:
Herhangi bir yük ve kontrol kaynağının insan gücü olmadan hareket ettirilmesi amacıyla, başka bir güç kaynağının doğrusal ve dönme hareketi üretmesiyle olaya kuvvet etkisi sağlayan bir cihazdır. Temel aktüatörler, bir vananın tamamen açılması veya tamamen kapatılması için kullanılırlar. Vanaları kontrol etmek veya açma kapama yüzdelerini oranlarını belirlemek, vananın herhangi bir çalışma hareket mesafesini konumlandırmak ve belirlemek amacıyla da kullanılan aktüatörler, herhangi bir ara pozisyona geçmek için bir konumlandırma sinyali verilerek açma, kapama yaparlar yada her hangi bir duruş mesafesi pozisyonu alırlar.
Birçok farklı türde aktüatör bulunmaktadır, ancak aşağıdakiler sık kullanılan vana aktüatörleridir:
Mekanik, düz ve dönme hareketleri ile açma kapama yapan vanaların sınıflandırılmaları aşağıda sıralanmıştır:
Lineer Düz Hareketli Vanalar;
Gate, globe, diyafram, emniyet vanaları gibi olan vanalar, akışa izin verme, durdurulması veya akışı kısmak için düz bir çizgi ile hareket ederler.
Döner Hareketli Vanalar;
Kelebek, küresel, konik silindir, vanalar ve eksantrik dönüşlü açan, kapatan kontrol vanalarında olduğu gibi açısal veya dairesel bir yol boyunca ilerleyerek açma kapama yaptığında bu vanalara döner hareket vanaları denir. Çeyrek dönüşlü açma kapama yapan bu vanalar, tamamen kapalı bir konumdayken tam tersi yönünde tamamen açılmaları için çalışma hareketlerini 90° saat yönü tersinde çeyrek dönüşle gerçekleştirirler.
|Vana Tipi||Doğrusal Hareket||Döner Hareket||Çeyrek Dönüş|
|GATE||Evet||Hayır||Hayır|
|GLOBE||Evet||Hayır||Hayır|
|PLUG||Hayır||Evet||Evet|
|KÜRESEL||Hayır||Evet||Evet|
|KELEBEK||Hayır||Evet||Evet|
|SWING CHECK||Hayır||Evet||Evet|
|DİYAFRAM||Evet||Hayır||Hayır|
|PINCH||Evet||Hayır||Hayır|
|EMNİYET||Evet||Hayır||Hayır|
|RELIEF||Evet||Hayır||Hayır|
Vanaların Sınıf Derecelendirilmeleri:
Vanaların basınç ve sıcaklık dayanım dereceleri sınıf kod numaraları ile ayrı ayrı belirlenmiştir. ASME B16.34 vanaların bağlantı uçları flanşlıdır, alt ve orta sınıf basınç ve sıcaklık dayanım koşullarının karşılanmasını sağlayan vanalardır. Diğer dişli ve Kaynaklı Uçlu bağlantılı vanalar en yaygın olarak kullanılan vana standartlarından biridir bu detaylara şimdilik girmiyorum.
Üç sınıf ile tanımlanırlar:
ANSI Sınıfı vanalar:
100, 150, 300, 400, 600, 900, 1500 ve 2500 vanaları kapsar. Diğer ISO / DIN standardı ve daha farklı detaylara şimdilik girmiyorum.
Üstünlükleri:
Zayıf yönleri:
Üstünlükleri:
Zayıf yönleri:
Üstünlükleri:
Zayıf yönleri:
Üstünlükleri:
Zayıf yönleri:
Vana seçimleri doğru olsa bile işletmedeki olası sorunlardan dolayı vanadan verim alınamaz. Bunlardan önemli bazı başlıkları sıralayacak olursak;
Hava tesisatı:
Hava tesisatı burulama ve havanın temiz olması hayati önem taşımaktadır. Bu anlamda alınması gereken tedbirler, hava tesisatının komprösör çıkışından başlamak üzere plastik boru ile vanaya ulaştırılmasıdır. Günümüzde en büyük hata tesisatın demir boru ile çekilmesidir. Demir boru sıcaktan ve soğuktan etkilenmektedir bu durum boru içinde nem ve su oluşmasına neden olmaktadır su ise vana içine solenoid valflere pozisyonerlere aktüatörlere ciddi zararlar vermektedir. Korumaya yönelik tedbir olarak komprosör çıkışına nem alıcı aygıt takılmalıdır ayrıca her vana için filtre regülatör her vana başında takılı olmalıdır.
Montaj kaynak:
Vana montaj esnasında flanşlar kaynak yapılırken cok dikkat edilmelidir. Kaynak bittikten sonra vana takılmadan önce boru içi temizlenmelidir. Ayrıca boru içinde cıvata el aletleri unutulmasına şahit olduk bunlara dikkat edilmelidir.
Dış etkenlerden korunma:
Vanayı olumsuz dış etkenlerden korumak çok önemlidir örneğin ortam temizlikleri esnasında bazı arkadaşlar hortumla vanaları dışından yıkayabiliyorlar, vana yakınlarında kaynak yapılması vanada pozisyoner takılı ise olumsuz etkilenecektir o bölgenin sinyal enerjisi kesilmelidir. Kaynak sonra yapılmalıdır.
Bakım ve kullanıma bağlı eskime:
Her vana için kullanıma bağlı eskime ve bunun sonucunda sızdırma olması doğaldır, bu süre vana tipine vananın doğru seçilmesine akış cinsine akış sıcaklıklarına ve hat basıncına göre değişmektedir.
Vana seçiminin doğru yapılması:
Doğru vana seçimi önemlidir ayrıca vana markası ve kalitesi çok önemlidir. Unutmayalımki vananın verimsiz çalışması iş kaybına ürünün bozuk çıkmasına ve bunun sonucunda maliyet yükselmesine sebep olurlar. Türkiyede çok fazla vana üreticisi olup kaliteli vana üreten firma sayısı ne yazıkki cok azdır. Günümüzde Çin malları üzerlerindeki etiketler değiştirilerek İtalyan veya Amerikan malı diye satılmaktadır. Vana satın alırken uzman firma seçilmesi servis desteğinin profosyonel olması çok önemlidir.
Tamir takımı değiştirme vana içi yenileme:
Üreticiden yada satıcıdan mutlaka tamir takımı sağlayabilmelerini sorun, bunun yanında sizlere hızlı cevap verebilmeleri önemlidir. Günümüzde tamir takımı tedariki için 8 - 12 hafta hatta daha fazla tedarik süresi veren üreticiler yada satıcılar var. Tamir takımı montajlarını satıcıya yada üreticiye yaptırın ve garanti isteyin. Kendim takarım derseniz çok dikkatli olmalısınız vanayı tamir edeyim derken daha kötü hale getirmemelidir, çünkü tamir takımları demonte ve montaj esnasında yapılacak en ufak bir hatada vananın tekrar sızdırmasına neden olacaktır. Üstelik bunlar çok pahalıdırlar.
Ayrıca tamir takımı montajından sonra vana akış sızdırmazlık vana gövde basınç sızdırmazlık testleri vananın üretim yapısına ve sınıfına uygun olarak mutlaka yapılmalıdır. Tamir takımları montajları gerektiği şekilde yapılmadıysa vana yeni takılan tamir takımlarıyla basınç sızdırmazlık testlerinden geçse de çok kısa bir süre sonra tekrar kaçırmaya başlayacaktır.
Hat üzerinde montaj ve çalışma mesafesi bırakılması:
Vana hava tesisatı ve kablolama çekilirken çalışma payı hesaplanarak yeterli mesafe bırakılmalıdır. Vana ilk montaj esnasında flanşlar kaynatılırken hat üzerinde yeterli çalışma payı boşluğu mutlaka bırakılmalıdır. Buna uyulmadığı taktirde vana arıza halinde arızayı tamir eden kişi bunu cok zor yapacaktır ayrıca demonte, monte süreleri uzayacaktır.
Genel Vana Otomasyon Makine Sanayi ve Ticaret Ltd. Şti.
(General Valve Industry) ve (Valgen) Genel Vana kısaltılmışıdır
Yazan / Oluşturan
Metalurji Mühendisi / Ali H. ÖZKILINÇ