Vanalar Nedir?

Valfler, bir sistem veya proses içindeki akışı ve basıncı kontrol eden mekanik cihazlardır. Sıvıları, gazları, buharları, bulamaçları vb. taşıyan bir boru sisteminin temel bileşenleridirler.

Farklı tipte vanalar mevcuttur: Sürgülü, küresel, tapalı, küresel, kelebek, çek, diyafram, sıkıştırma, basınç tahliye, kontrol vanaları vb. Bu tiplerin her biri, her biri farklı özelliklere ve işlevsel yeteneklere sahip çok sayıda modele sahiptir. Bazı vanalar kendi kendine çalıştırılırken bazıları manuel olarak veya bir aktüatörle veya pnömatik veya hidrolik olarak çalıştırılır.

Vanaların işlevleri şunlardır:

• Akışı durdurma ve başlatma
• Akışı azaltın veya artırın
• Akış yönünü kontrol etme
• Bir akışın veya proses basıncının düzenlenmesi
• Boru sistemini belirli bir basınçtan kurtarın

Çok çeşitli endüstriyel uygulamalara sahip birçok vana tasarımı, tipi ve modeli bulunmaktadır. Hepsi yukarıda tanımlanan işlevlerden bir veya daha fazlasını karşılar. Valfler pahalı öğelerdir ve işlev için doğru bir valfin belirtilmesi ve proses sıvısı için doğru malzemeden yapılmış olması önemlidir.

Tipine bakılmaksızın tüm vanalar aşağıdaki temel parçalara sahiptir: gövde, kapak, trim (iç elemanlar), aktüatör ve salmastra. Sağdaki resimde bir vananın temel parçaları gösterilmektedir.

Vana Gövdesi

Bazen kabuk olarak da adlandırılan valf gövdesi, bir basınç valfinin birincil sınırıdır. Tüm parçaları bir arada tutan çerçeve olduğundan, valf düzeneğinin ana elemanı olarak görev yapar.

Bir vananın ilk basınç sınırı olan gövde, bağlantı borularından kaynaklanan sıvı basıncı yüklerine direnç gösterir. Giriş ve çıkış borularını dişli, cıvatalı veya kaynaklı bağlantılardan alır.

Vana gövdesi uçları, alın veya soket kaynaklı, dişli veya flanşlı gibi farklı uç bağlantı türleriyle vanayı boru veya ekipman nozuluna bağlamak için tasarlanmıştır.

Valf gövdeleri çeşitli şekillerde dökülmekte veya dövülmektedir ve her bir bileşenin belirli bir işlevi vardır ve bu işleve uygun bir malzemeden yapılmıştır.

Valf Kaputu

Gövdedeki açıklığın kapağı kapaktır ve bir basınç valfinin ikinci en önemli sınırıdır. Valf gövdeleri gibi kapaklar da birçok tasarım ve modelde mevcuttur.

Kapak, valf gövdesi üzerinde bir kapak görevi görür ve gövdeyle aynı malzemeden dökülür veya dövülür. Genellikle gövdeye dişli, cıvatalı veya kaynaklı bir bağlantıyla bağlanır. Vana imalatı sırasında gövde içerisine mil, disk vb. iç bileşenler yerleştirilmekte ve daha sonra tüm parçaları içeride bir arada tutacak şekilde kapak takılmaktadır.

Her durumda, kaputun gövdeye bağlanması bir basınç sınırı olarak kabul edilir. Bu, kaputu gövdeye bağlayan kaynak bağlantısının veya cıvataların basıncı tutan parçalar olduğu anlamına gelir. Valf kapakları çoğu valf için bir zorunluluk olmasına rağmen endişe verici bir durumdur. Kapaklar, vanaların üretimini zorlaştırabilir, vana boyutunu artırabilir, vana maliyetinin önemli bir maliyet kısmını temsil edebilir ve potansiyel bir sızıntı kaynağıdır.

Valf Trimi

Çıkarılabilir ve değiştirilebilir valf iç parçalarıakış ortamıyla temas edenlere toplu olarak şu ad verilir:Valf trimi. Bu parçalar arasında valf yuvası/yatakları, disk, salmastralar, ara parçalar, kılavuzlar, burçlar ve iç yaylar bulunur. Akış ortamıyla temas eden valf gövdesi, kapak, salmastra vb. valf trimi olarak kabul edilmez.

Bir Valfin trim performansı, disk ve yuva arayüzü ve disk konumunun yuvayla ilişkisi tarafından belirlenir. Trim sayesinde temel hareketler ve akış kontrolü mümkündür. Dönme hareketi trim tasarımlarında disk, akış açıklığında bir değişiklik oluşturmak için koltuğun yakınına doğru kayar. Doğrusal hareketli trim tasarımlarında disk, halka şeklinde bir delik görünecek şekilde koltuktan dikey olarak kaldırılır.

Valf trim parçaları, farklı kuvvetlere ve koşullara dayanmak için gereken farklı özelliklerden dolayı çeşitli malzemelerden yapılabilir. Burçlar ve salmastra bilezikleri, valf diski ve yuva(lar)ı ile aynı kuvvet ve koşullara maruz kalmaz.

Akış ortamı özellikleri, kimyasal bileşim, basınç, sıcaklık, akış hızı, hız ve viskozite, uygun trim malzemelerinin seçiminde dikkate alınması gereken önemli hususlardan bazılarıdır. Trim malzemeleri valf gövdesi veya kapağıyla aynı malzeme olabilir veya olmayabilir.

API 600 Valf Trim No

Valf Diski ve Yuva(lar)ı

Disk

Disk, konumuna göre akışı sağlayan, kısıtlayan veya durduran parçadır. Tapa veya küresel vana durumunda diske tapa veya bilye adı verilir. Disk üçüncü en önemli birincil basınç sınırıdır. Valf kapalıyken diske tam sistem basıncı uygulanır ve bu nedenle disk basınçla ilgili bir bileşendir.

Diskler genellikle dövülür ve bazı tasarımlarda iyi aşınma özellikleri sağlamak için sert yüzeylidir. Çoğu valf, disklerinin tasarımına göre adlandırılır.

Koltuk(lar)

Yuva veya conta halkaları disk için oturma yüzeyini sağlar. Bir valfin bir veya daha fazla yuvası olabilir. Küre veya salınımlı çek valf durumunda, genellikle akışı durdurmak için diskle bir conta oluşturan bir yuva bulunur. Sürgülü vana durumunda iki yuva vardır; biri akış yukarı tarafında, diğeri akış aşağı tarafında. Bir sürgülü vana diski, akışı durdurmak için bir conta oluşturmak üzere vana yuvalarıyla temas eden iki oturma yüzeyine sahiptir.

Sızdırmazlık halkalarının aşınma direncini arttırmak için, yüzey genellikle kaynak yapılarak ve ardından sızdırmazlık halkasının temas yüzeyi işlenerek sertleştirilir. Vana kapalıyken iyi bir sızdırmazlık sağlamak için oturma alanının ince yüzey kaplaması gereklidir. Sızdırmazlık halkaları genellikle basınç sınır parçaları olarak kabul edilmez çünkü gövde, sızdırmazlık halkalarının kalınlığına bağlı olmaksızın tasarım basıncına dayanacak yeterli duvar kalınlığına sahiptir.

Valf Gövdesi

Valf sapı, valfin açılması veya kapanması için diske, tapaya veya bilyeye gerekli hareketi sağlar ve diskin doğru konumlandırılmasından sorumludur. Bir ucu vana volanına, aktüatörüne veya koluna, diğer tarafı ise vana diskine bağlanır. Sürgülü veya glob vanalarda vanayı açmak veya kapatmak için diskin doğrusal hareketi gerekirken, plug, küresel ve Kelebek vanalarda vanayı açmak veya kapatmak için disk döndürülür.

Gövdeler genellikle dövülür ve diske dişli veya başka tekniklerle bağlanır. Sızıntıyı önlemek için conta alanında gövdenin ince yüzey kaplaması gereklidir.

Beş tip valf gövdesi vardır:

• Dış Vida ve Boyunduruk ile Yükselen Kök
  Sapın dış kısmı dişlidir, sapın valf içindeki kısmı ise pürüzsüzdür. Mil dişleri akış ortamından gövde salmastrası ile izole edilir. Bu tasarımların iki farklı modeli mevcuttur; biri, birlikte yükselebilmeleri için gövdeye bağlı el çarkına sahipken, diğeri, sapın el çarkı boyunca yükselmesine neden olan dişli bir manşonla donatılmıştır. Bu tip vana “O. S. ve Y.” NPS 2 ve daha büyük vanalar için ortak bir tasarımdır.
• İç Vidalı Yükselen Kök
  Milin dişli kısmı valf gövdesinin içindedir ve mil, dışarıdaki atmosfere maruz kalan düz kısım boyunca sallanır. Bu durumda gövde dişleri akış ortamıyla temas halindedir. Döndürüldüğünde, valfi açmak için gövde ve el çarkı birlikte yükselir.
• İç Vidalı Yükselmeyen Mil
  Milin dişli kısmı vananın içindedir ve yükselmez. Valf diski, gövde döndürüldüğünde bir somun gibi gövde boyunca hareket eder. Kök dişleri akış ortamına maruz kalır ve dolayısıyla darbeye maruz kalır. Bu modelin, doğrusal harekete izin verecek şekilde alanın sınırlı olduğu ve akış ortamının gövde malzemesinin aşınmasına, korozyonuna veya aşınmasına neden olmadığı durumlarda kullanılmasının nedeni budur.
• Kayar Kök
  Bu valf gövdesi dönmüyor veya dönmüyor. Vanayı açmak veya kapatmak için vananın içine ve dışına kayar. Bu tasarım elle çalıştırılan kollu hızlı açma valflerinde kullanılır. Ayrıca hidrolik veya pnömatik silindirlerle çalıştırılan kontrol valflerinde de kullanılır.
• Döner Kök
  Küresel, plug ve kelebek vanalarda yaygın olarak kullanılan bir modeldir. Milin çeyrek dönüş hareketi vanayı açar veya kapatır.

“Vanalar” ana Menüsünde Yükselen ve Yükselmeyen Gövdeli vanaların ayrıntılı (büyük) resimlerine yönelik bazı bağlantılar bulacaksınız.

Valf Gövdesi Salmastrası

Mil ile kapak arasında güvenilir bir sızdırmazlık için bir contaya ihtiyaç vardır. Buna Salmastra denir ve örneğin aşağıdaki bileşenlerle donatılmıştır:

• Salmastrayı bir salmastra aracılığıyla salmastra kutusu adı verilen yere sıkıştıran bir manşon olan salmastra takipçisi.
• Salmastrayı salmastra kutusuna sıkıştıran bir tür burç olan salmastra.
• Salmastra kutusu, ambalajın sıkıştırıldığı bir odadır.
• Ambalaj; Teflon®, elastomerik malzeme, lifli malzeme vb. gibi çeşitli malzemelerde mevcuttur.
• Arka koltuk, kaputun içindeki oturma düzenidir. Mil ile kapak arasında bir sızdırmazlık sağlar ve valf tamamen açıkken valf contasına karşı sistem basıncının oluşmasını önler. Arka koltuklar genellikle sürgülü ve küresel vanalarda uygulanır.

Bir vananın ömrünün önemli bir yönü sızdırmazlık tertibatıdır. Standart Küresel, Küre, Sürgülü, Fiş ve Kelebek vanalar gibi neredeyse tüm vanaların sızdırmazlık düzeneği kesme kuvveti, sürtünme ve yırtılmaya dayalıdır.

Bu nedenle, gövdenin hasar görmesini ve sıvı veya gaz kaybını önlemek için valf paketlemesinin uygun şekilde yapılması gerekir. Salmastra çok gevşek olduğunda valf sızıntı yapar. Salmastranın çok sıkı olması hareketi etkileyecek ve gövdeye olası zarar verecektir.

Bakım İpucu: 1. Salmastra Bileziğinin Takılması

Bakım İpucu: 2. Salmastra Bileziğinin Takılması

Valf Boyunduruğu ve Boyunduruk Somunu

Boyunduruk

Bir Boyunduruk, valf gövdesini veya kapağını çalıştırma mekanizmasına bağlar. Yoke somununu, gövde somununu veya Yoke burcunu tutan Yoke'nin üst kısmı ve valf gövdesi bunun içinden geçer. Bir Yoke'de genellikle salmastra kutusuna, aktüatör bağlantılarına vb. erişime izin verecek açıklıklar bulunur. Yapısal olarak bir Yoke, aktüatörün geliştirdiği kuvvetlere, momentlere ve torka dayanacak kadar güçlü olmalıdır.

Boyunduruk Somunu

Boyunduruk somunu, içten dişli bir somundur ve sapın geçtiği bir Boyunduruğun tepesine yerleştirilir. Örneğin bir Sürgülü vanada Yoke somunu döndürülür ve gövde yukarı veya aşağı hareket eder. Küresel vanalarda somun sabitlenir ve gövde bunun içinden döndürülür.

Valf Aktüatörü

Elle çalıştırılan vanalar genellikle vananın sapına takılı bir el çarkı veya vanayı kapatmak veya açmak için saat yönünde veya saat yönünün tersine döndürülen Yoke somunu ile donatılmıştır. Glob ve sürgülü vanalar bu şekilde açılıp kapatılır.

Bilyalı, Fişli veya Kelebek gibi elle çalıştırılan çeyrek dönüşlü vanalarda, vanayı harekete geçirmek için bir kol bulunur.

Valfin el çarkı veya kolla manuel olarak çalıştırılmasının mümkün olmadığı veya istenmediği uygulamalar vardır. Bu uygulamalar şunları içerir:

• Yüksek hidrostatik basınca karşı çalıştırılması gereken büyük vanalar
• Vanalar uzak bir yerden çalıştırılmalıdır
• Vanayı açma, kapatma, kısma veya manuel olarak kontrol etme süresi sistem tasarımı kriterlerinin gerektirdiğinden daha uzun olduğunda

Bu vanalar genellikle bir aktüatörle donatılmıştır.
En geniş tanımıyla aktüatör, bir kontrol kaynağının etkisi altında bir güç kaynağının doğrusal ve dönme hareketini üreten bir cihazdır.

Temel aktüatörler bir vanayı tamamen açmak veya tamamen kapatmak için kullanılır. Valfleri kontrol etmek veya düzenlemek için kullanılan aktüatörlere, herhangi bir ara konuma hareket etmeleri için bir konumlandırma sinyali verilir. Pek çok farklı aktüatör türü vardır, ancak aşağıdakiler yaygın olarak kullanılan vana aktüatörlerinden bazılarıdır:

• Dişli Aktüatörler
• Elektrik Motorlu Aktüatörler
• Pnömatik Aktüatörler
• Hidrolik Aktüatörler
• Solenoid Aktüatörler

Aktüatörler hakkında daha fazla bilgi için “Vanalar” ana menüsüne bakın.-Valf Aktüatörleri-

Vanaların Sınıflandırılması

Aşağıdakiler, mekanik harekete dayalı olarak yaygın olarak kullanılan valf sınıflandırmalarından bazılarıdır:

• Doğrusal Hareket Vanaları. Sürgülü, küresel, diyaframlı, kıstırmalı ve kaldırmalı Çek Valflerde olduğu gibi kapatma elemanının, akışı sağlamak, durdurmak veya kısmak için düz bir çizgide hareket ettiği valfler.
• Döner Hareket Valfleri. Kelebek, küresel, tapalı, eksantrik ve Swing Çek Valflerde olduğu gibi valf kapatma elemanı açısal veya dairesel bir yol boyunca hareket ettiğinde, valflere döner hareket valfleri adı verilir.
• Çeyrek Dönüşlü Vanalar. Bazı döner hareket valfleri, gövdenin tamamen kapalı konumdan tamamen açık konuma gelmesi veya tam tersi durumda olması için gövdenin 0 ila 90° arasında yaklaşık çeyrek tur hareket etmesini gerektirir.

Vanaların Harekete Göre Sınıflandırılması

Sınıf Derecelendirmeleri

Vanaların basınç-sıcaklık değerleri sınıf numaralarıyla belirtilir. ASME B16.34, Valfler-Flanşlı, Dişli ve Kaynak Ucu en yaygın kullanılan valf standartlarından biridir. Üç tür sınıfı tanımlar: standart, özel ve sınırlı. ASME B16.34, Sınıf 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 ve 4500 vanaları kapsar.

Özet

Bu sayfada vanalara ait bir takım temel bilgiler tanımlanmıştır.

“Vanalar” ana menüsünde görebileceğiniz gibi, Petro ve kimya endüstrisindeki çeşitli ve sıklıkla kullanılan vanalar hakkında da bilgi bulabilirsiniz.
Çeşitli valf türleri arasındaki farklar ve bu farklılıkların valf fonksiyonunu nasıl etkilediği konusunda size bir izlenim verebilir ve iyi bir anlayış sağlayabilir. Tasarım sırasında her vana tipinin doğru uygulanmasına ve işletme sırasında her vana tipinin doğru kullanılmasına yardımcı olacaktır.