Vanalar, tesisat sektörünün vazgeçilmez elemanlarıdır. Akışkanların geçişini sağlamak veya durdurmak için, debisini ayarlamak için, basıncını ayarlamak için vanalar kullanılır. Yazımızda, tesisat sektöründe kullanılan temel vana tiplerini ele alacağız.
1. SÜRGÜLÜ (GATE) VANA
Sürgülü vanalar; akışkan geçişini, iki sızdırmazlık halkası arasında, geçiş yönüne dik olarak kayan bir diskle (sürgü ile) kapatıp, açarak görevlerini yerine getirirler. Sürgü; tek parça olabileceği gibi, çok parçalı da olabilir. Tam açık veya tam kapalı olarak çalışmaları tercih edilir. Hassas akış kontrolü için uygun değillerdir. Son yıllarda kullanımları giderek azalmaktadır.
Üstünlükleri:
– Tam açık vana, akış için direnci oldukça düşük, düzgünce bir geçiş sağlar.
– Her iki taraftan akış için de kullanılabilirler.
– Vana herhangi bir konumda monte edilebilir. Ancak, milin yere dik ve volanın üstte olması tercih edilir.
– Büyük anma ölçülerinde bile kısa vana boyu söz konusudur.
– Ucuzdurlar ve rahat bulunabilirler.
– Yüksek basınçlara uygun tipleri vardır.
– Yangın emniyetli veya düşük sıcaklıklara uygun tipleri vardır.
Zayıf Yönleri:
– Hassas akış kontrolü için uygun değillerdir, çünkü;akışın kısılması ile milin hareketi arasında belirli bir orantı yoktur. Vana, yaklaşık %75 kapanana kadar, ancak çok düşük oranda bir akış kısılması sağlanabilir. Tam açık veya tam kapalı olarak çalışmaları tercih edilir. Kontrol için yarım açık tutulduğunda, sürgü titreşerek gürültü çıkarıp, sitlere çarpabilir.
– Tam sızdırmazlık istenen tesisatlar için uygun değildir.
– Vana yüksekliği, diğer tip vanalar içinde en yüksek olanıdır. Yükseklikte çok yer tutar.
– Uzun strok yüzünden açma kapama süreleri uzar.
– Ölü hacim içermektedirler. Vana içinde kalıntılar birikebilir. Bu kalıntı birikimi, vananın çalışmasını engelleyecek boyutta olabilir. Bakım ihtiyacı fazladır.
– Sızdırmazlık yüzeylerinin mekanik zorlanması önem taşır. Kapama sonlarında ve açma sırasında, basınç dengesi sağlanana kadar ( yaklaşık %10 açmaya kadar) çıkış tarafında kalan sızdırmazlık yüzeyi sürtünme ve aşınma etkisinde kalır. Sık açma kapama için uygun değildir.
– Esneme kabiliyeti olmayan tek parça sürgü ile sıcak akışkan geçen bir tesisatta kapatma yapıldığında, sürgü akışın biraz dışında kaldığı için nispeten soğuk olarak yuvasına oturur. Akış kesildiği için çıkış tarafı soğumaya başlar, gövde kasılır ve sürgü sıkışır. Açmak için aşırı kuvvet uygulanması gerekir. Sıkışmış parçanın sürtünerek açılması, sızdırmazlık yüzeylerinde bozulmalara yol açar. Bu da sızdırma, sit yüzeyinin erozyonu ve sonuçta büyük kaçaklara sebep olur.
– Yarım açık pozisyonda, debi yüksek ise, sürgü titreşmeye ve gürültü ile yan sitlere çarpmaya başlar. Bu da sızdırmazlık yüzeylerinde bozulmalara yol açar.
Akış Yönü:
Her iki yönde de mümkündür.
2. OTURMALI TİP (GLOB) VANA
Oturmalı tip (Glob) vanalar; bir milin ucuna bağlı klapenin, akışkan geçiş deliğinin üstüne oturtulması veya kaldırılması ile, akışkan geçişini kesip, açarak görevlerini yerine getirirler. Klapeler, normalde bir tabak şeklindedir. Kontrol vanalarında,
klapelerin uçlarında, geçiş deliğinin içine uzanan,parabolik çıkıntılar bulunur. Glob vanalar klape tipine bağlı olarak, farklı akış karakteristiğine sahip olurlar.
Üstünlükleri:
– Hassas akış kontrolü sağlarlar.
– Klapenin, sit ile sürtünmesiz, oturarak teması ile iyi bir sızdırmazlık sağlanır.
– Yüksek basınç ve sıcaklıklara uygun tipleri vardır.
– Gaz akışkanlar için de uygundurlar.
– Çok sık ve çok sayıda açılıp, kapanmaya uygundurlar.
– Sürgülü vanalara göre, mil klapeyi doğrudan sitin üzerine bastırdığı için, bu kuvvet uygulaması, sızdırmazlığı olumlu etkilemektedir. Bu yüzden, özellikle atmosfere açık tehlike yaratabilecek yüksek basınçlı akışın söz konusu olduğu durumlarda, kapama vanası olarak Sürgülü vana yerine, Glob vanalar tercih edilmektedir.
Zayıf Yönleri:
– Yapıları itibarı ile basınç kayıpları fazladır.
– Ölü hacim içermektedirler. Vana içinde kalıntılar birikebilir.
– Akış, sadece vana üstünde belirtilmiş yönde mümkündür. İki yönlü çalışmaya uygun değildir.
– Büyük anma ölçülerinde, açma kapama miline çok büyük kuvvetler etkimektedir. Bu kuvvet, kapamayı zorlaştırmaktadır. Büyük debilerin kontrolü söz konusu olduğunda; akışı iki veya daha fazla küçük hatta ayırmak ve küçük Glob vanalar kullanabilmek, genelde uygulananbir yöntemdir.
Akış Yönü:
Vananın üstünde gösterilir. Aksi yönde akış doğru değildir.
3. PİSTONLU VANA
Pistonlu vanalar; bir milin ucuna bağlı pistonun, akışkan geçiş deliğine yerleştirilmiş, metal olmayan conta paketleri içinden geçirilip, indirilip, kaldırılması ile akışkan geçişini kesip, açarak görevlerini yerine getirirler.
Üstünlükleri:
– Akış kontrolü sağlarlar.
– Metal pistonun, metal olmayan conta paketlerine çevresel sıkı teması ile iyi bir sızdırmazlık sağlanır.
– Pistonun çevresi, conta paketleri tarafından açma, kapama sırasında, sıyrılarak ilerlediği için, katı partikül içeren sıvılar için de kullanılabilir.
– Gaz akışkanlar için de uygundurlar.
– Pistonlar metal olmayan contalar içinde hareket ettiği için, kolay kolay aşınmaz. Aşınan contalar ise kolayca yenilenebilir.
Zayıf Yönleri:
– Yapıları itibarı ile basınç kayıpları fazladır.
– Ölü hacim içermektedirler. Vana içinde kalıntılar birikebilir.
– Büyük anma ölçülerinde, açma kapama miline çok büyük kuvvetler etkimektedir. Bu kuvvet, kapamayı zorlaştırmaktadır. DN 65’ten büyük anma ölçülerinde“Denge pistonlu“ tip vanaya geçmek uygundur.
Akış Yönü:
Vana üstünde belirtilmiştir. Aksi yönde akış tavsiye edilmez.
4. DİYAFRAMLI (MEMBRANLI) VANA
Diyafram vanalar; bir membranın akış yönüne dik olarak hareket ettirilerek, bir sızdırmazlık yüzeyine oturtulması ile görevlerini yerine getirirler. Gövdesi kaplanmamış vanalarda, akışkan geçiş kesiti, anma ölçüsü ile belirlenmiş kesitin % 50’sine kadar, gövdesi kaplanmış vanalarda ise % 35’ine kadar küçülebilir.
Üstünlükleri:
– Değişken amaçlar için universal olarak kullanılabilir.
– En temizden, çok kirli akışkanlara kadar geniş bir yelpaze için uygundurlar.
– Akışa dik kesit değişimi sayesinde ayar için de uygundurlar.
– Montaj boyutları küçüktür.
– Güvenilir bir sızdırmazlık sağlarlar.
– Çok yüksek sayıda açma, kapama yapmaya uygundurlar.
– Ölü hacimleri yoktur. Sterilize edilebilirler.
– Akış için uygun bir iç geometri söz konusudur.
– Membranın kendisi aynı zamanda dış ortama kaçaklarıda engellediği için mil salmastrasına gerek yoktur.
Zayıf Yönleri:
– Ancak, düşük sıcaklıklarda ve basınçlarda kullanılabilirler.
– İşletme basıncı olarak, vana giriş ve çıkış basınçları toplamını almak söz konusudur.
Akış Yönü:
Belirtilmemiştir. Her iki yönde kullanılabilir.
4. PİNÇ VANA
Pinç vana, tam geçişli bir vana olup yapısındaki elastik kauçuğun bir mekanizmayla sıkıştırılarak akışkanın geçişinin sağlanması yada durdurulması ilkesine dayanır.
Üstünlükleri
– Bakımı kolaydır
– Yapısal olarak hafif ağırlıktadır
– Tıkanma olmaz ve ölü bölge yoktur
– Hızlıca açıp kapatılabilir
– Pnömatik kontrolde az havaya ihtiyaç duyar
– Kendi kendini temizleyebilir
– Çok iyi sızdırmazlık sağlar
– Az sürtünme ve basınç kaybı olur
– Mekanik parça olmadığından yağlama, conta gibi parçalara ihtiyaçları yoktur.
Zayıf Yönleri
– Sıcaklık açısından yüksek değerlere çıkamaz
– Çalışma basıncı açısından kısıtlıdır.
– Yerine göre vananın boyu sıkıntı yaratabilir.
Akış Yönü:
Belirtilmemiştir. Her iki yönde kullanılabilir.
5. KÜRESEL VANA
Küresel vanalar; bir milin ucuna yerleştirilmiş ortasında bir veya birden fazla delik olan, çoğunluklaelastomer (İhtiyaca göre metal de olabilir) iki conta arasında dengelenmiş bir kürenin, akışkan geçiş delik ekseni üzerinde 90º döndürülmesi ve deliğin (deliklerin) geçişe açık veya kapalı konuma getirilmesi ile akışkan geçişini kesip, açarak görevlerini yerine getirirler. Tam açık veya tam kapalı olarak çalışmaları tercih edilir. Hassas akış kontrolü için uygun değillerdir.
Üstünlükleri:
– Akışkanın serbest, rahat geçişini sağlarlar.
– Özellikle 2 yollu vanalarda basınç düşümü çok düşüktür. Armatür akış direncinin en düşük olduğu vana tiplerindendir.
– Kullanımları rahattır.
– Aktüatörlü olarak kullanılabilirler.
– Gaz akışkanlar için de uygundurlar. Özellikle elastomer contaların kullanılması ile “0 kaçak” sağlanabilmektedir.
– Vananın her iki yönünden de akış mümkündür.
Zayıf Yönleri:
– Yapıları sebebi ile ağırlıkları fazladır.
– Anma ölçüsü büyüdükçe fiyatları nispi olarak pahalılaşmaktadır.
– Küre ve gövde iç boşluğu arasında ölü hacim söz konusudur.
– Ani açma kapama koç darbeleri yaratabilir.
– Elastomer contalı vanalarda, elastomerin sıcaklık dayanımına bağlı olarak, nispeten düşük çalışma sıcaklıkları söz konusudur.
Akış Yönü:
İki yönlü kesme vanalarında her iki yönde de akış mümkündür. 3 ve 4 yollu vanalarda, akış yönü belirtilmektedir.
6. KELEBEK VANA
Kelebek vanalar; merkezinden veya eksantrik olarak yataklanmış düz bir diskin, akışkan geçiş deliği ortasında 90º döndürülmesi ile akışkan geçişini kesip, açarak görevlerini yerine getirirler. Hassas akış kontrolü için uygun değillerdir. Kontrol için kullanılmaları gerektiğinde; klapenin ancak 15º ile 75º arasında hareket sahasında kontrol mümkündür.
Üstünlükleri:
– Hafiftirler. Montaj boyları kısadır.
– Belirli büyüklükten sonra maliyeti düşürürler.
– Açık konumlarında akışkan kalıntısı oluşmaz veya çok az oluşur.
– Rahat monte edilirler.
– Bakım ihtiyaçları azdır.
– Akışkan ile temas eden kısımları azdır.
– Akışkanın nispeten serbest, rahat geçişini sağlarlar.
– Kullanımları rahattır.
– Aktüatörlü olarak kullanılabilirler.
Zayıf Yönleri:
– Yüksek basınçlar için uygun değildir.
– Ani açma kapama koç darbeleri yaratabilir.
– Elastomer kaplamalı vanalarda, elastomerin sıcaklık dayanımına bağlı olarak, nispeten düşük çalışma sıcaklıkları söz konusudur.
Akış Yönü:
Merkez yataklı vanalarda her iki yönde de akış mümkündür. Eksantrik yataklamalı vanalarda akış yönü belirtilmelidir.
7. PLUG (TAPALI) VANA
Tapalı vanalar; akış eksenine dik konik veya silindirik bir yuvaya oturtulmuş ve ortası delik konik veya silindirik bir parçanın, 90º döndürülmesi ve deliğin (deliklerin) geçişe açık veya kapalı konuma getirilmesi ile akışkan geçişini kesip, açarak görevlerini yerine getirirler. Konik tapalı vanalar daha çok kullanılmaktadır. Sızdırmazlık tapanın yatağın içine bastırılması ve uygun yağlayıcı ara malzeme kullanılarak sağlanır. Tam açık veya tam kapalı olarak çalışmaları tercih edilir. Delikler, yuvarlak kesitli olabildiği gibi,daha küçük gövde ile geçiş kesitini koruyabilmek için; silindirik tapalı vanalarda dikdörtgen, konik vanalarda da trapez olabilir. Bu kesitler yuvarlak kesitlere göre direnç faktörünü az da olsa arttırmaktadır. Tapalı vanalar genelde terk edilmekte olan bir vana tipidir.
Üstünlükleri:
– Akışkanın serbest, rahat geçişini sağlarlar.
– Özellikle 2 yollu vanalarda basınç düşümü düşüktür.Armatür akış direncinin düşük olduğu vana tiplerindendir.
– Kullanımları rahattır.
– Aktüatörlü olarak kullanılabilirler.
– Hat üzerinde vana gövdesi sökülmeden bakım, tamiratyapmak mümkündür.
– Yangın emniyetli, yüksek ve düşük sıcaklıklara uygun tipleri vardır.
– Tapa ve yuvası arasında ölü hacim yoktur.
– Vananın her iki yönünden de akış mümkündür.
Zayıf Yönleri:
– Yapıları sebebi ile ağırlıkları fazladır.
– Anma ölçüsü büyüdükçe fiyatları nispi olarak pahalılaşmaktadır.
– Ani açma kapama koç darbeleri yaratabilir.
– Metal, metale sızdırmazlık sağlandığından malzeme aşınması fazladır. Sızdırmaz özelliklerini çabuk kaybederler.
Akış Yönü:
İki yönlü vanalarda her iki yönde de akış mümkündür. 3 ve 4 yollu vanalarda, akış yönü belirtilmektedir.
8. VANA TİPİ SEÇİM TABLOSU
Her vananın kendine has artıları ve eksileri vardır. İhtiyacınıza hitap eden vana tipini seçmek için aşağıdaki tablodan faydalanabilirsiniz. Her bir kritere 1 ila 3 arasında beklentinizi karşılayacak şekilde not vererek ihtiyacınıza en uygun vanayı tespit edebilirsiniz.
| Kriterler | Glob Vana | Sürgülü Vana | Kelebek Vana | Küresel Vana | Konik Vana | Diyafram Vana | Pistonlu Vana |
| Sızdırmazlık | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Kısma, Ayar imkanı | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 2 |
| Korozyana Dayanım | 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 |
| Basınç Kaybı | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 3 |
| Yer ihtiyacı | 3 | 2 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 |
| Ağırlık | 3 | 2 | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Kullanma Kolaylığı | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| Isıtma/İzolasyon | 3 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 |
| Kirlenme Tehlikesi | 3 | 3 | 1 | 2 | 2 | 1 | 3 |
| Montaj Kolaylığı | 2 | 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Tamirat Kolaylığı | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| Yüksek Basınç | 1 | 2 | 2 | 2 | 1 | 3 | 3 |
| Yüksek Sıcaklık | 1 | 3 | 2 | 3 | 2 | 3 | 2 |
| Koç Darbeleri | 1 | 1 | 3 | 3 | 3 | 1 | 1 |
| 1= | MÜKEMMEL | 2= | TATMİNKAR | 3= | UYGUN DEĞİL |
Yukarıdaki tablonun excel ortamında hazırlanmış uygulama versiyonuna “Uygulamalar” sayfamızdan ulaşabilirsiniz.
Kaynak
TTMD Dergisi Sayı:3 Temmuz-Ağustos 2003
