vanalara genel bİr yaklaŞim vanalarin · pdf filevanalara genel bİr yaklaŞim vanalarin...
TRANSCRIPT
VANALARA GENEL BİR YAKLAŞIM
VANALARIN SINIFLANDIRILMASI ,
VANALARIN SEÇİM KRİTERLERİ
VANALARDA STOK VE DEVREYE ALMA
SIRASINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR,
VANALARDA İŞLETME BAKIMI, ONARIMDA
PRATİK BİLGİLER
Mak.Müh. Muzaffer DANIŞMAN
MMO İstanbul Şubesi Yönetim Kurulu Üyesi
20 NİSAN 1992
Valflere Genel Bir Yaklaşım
- Valfler, genel olarak akışı kesme veya akışa yol verme, akışı düzenleme (ayarlama)j
geri akışı önleme ve/veya basıncı düzenleme amaçlı, çeşitli tip ve özelliklere sahip
makina elemanlarıdır. İşlevleri yönünden borulama sisteminin adeleleridir.
Valflerin yüzlerce yıl önce Mısır, Roma ve Yunan uygarlıklarında kullanıldığı, tarih-
sel gelişim sürecinde bu kültürlerde öncelikli olarak yer aldığı bilinmektedir. Modern
endüstrideki yerini ise ITOO'lü yıllarda buhar makinalarının ortaya çıkışı ve endüstri-
ye uygulanması ile elde etmiştir, üretilen buharın depolanması, kullanılan buharın debi
ve basıncının ayarlanması, uygun şekilde dağıtımı amaçları ile uyumlu bir makina elemanj
olarak gerekli öneme sahip olmuştur, endüstrileşme sürecinde paralel bir şeiilde, artan
bir hızla gelişen ve değişen ihtiyaçlara cevap verebilecek spesifik özelliklerde ve yo-
ğunlukta, işletim yönünden de son derece çeşitlilik gösteren seçkin bir düzeye ulaşmış-
tır.
ülkemizde endüstriyel alandaki gelişmeler bu konudaki ihtiyaçların netleş-
mesi, niteliği itibarıyla daha sağlıklı ürünlerin üretimini gerektirmiş, uluslararası ile-
tişim, teknoloji transferi ve işbirliği sürecine paralel olarak TSE, DIN, ASA, API, BS
standartlarına uygun taleplerin belirmesi valf üretiminin dinamiğini oluşturmuştur.
Standartlar ve Amaçları
TSE, DİN, BS, ASTM, AISI,vs standartları alıcı ile satıcı, imalatçı ile müşteri arflsın-
da uluslararası bir mutabakatı ifade eder.
Standartlar genellikle üç amaca yöneliktir.
1- Boyut ve toleranslar standartı
2- Malzeme standartları
3- özel bir ürün standartı
VANALARIN SINIFLANDIRILMASI
a- akışı kesme
b- geri akışı önleme
c- kesme ve ayar
d- emniyet
e- Kontrol valfleri olmak üzere ayrılabilir
Malzeme özelliği itibarıyla
a- Dökme demir valfleri
b-Dökme çelik valfler
c- Paslanmaz çelik valfleri
7
d- çelik konstrüksiyon ( Fabrikasyon ) valfler,
e- Dövme valfler
Çalışma Prensipleri Yönünden
Gate valfler
Globe
Kelebek fl
Küresel "
Plug "
Uç Sekli Yönünden
a- Flanşlı valfler (FLGD)
b- Kaynak uçlu valfler (BW)
c- Soket kaynak " (SW)
d- Dişli (Thrd)
Geri akışı önleme olarak ele alındığında Cek valfler şeklinde guruplanabilirler.
Basınç Sınıfı Yönünden
ASA 125 PN 4
ASA 150 PN 6
ASA 300 PN 10
ASA 600 PN 16
ASA 900 PN 25
PN 40
PN 64 v#b. gibi.
Operasyon Durumuna Göre
a- El kumandalı
b~ Dişli kumandalı(Gear op.)
c- Zincir " (Chain op.)
d-Pnömatik Aktuatör
e- Elektrik Motor kumandalı
Vanalarda Çeşitli Seçim Kriterleri
Vana seçimi çok yönlü ve çeşitliliği içinde değerlendirilmek durumundadır.
Vana seçiminde öncelikle akışkanın özellikleri net bir şekilde tanımlanmalıdır. Kullanı-
lan malzemenin, akışkanın neden olabileceği şartlara uygun olup olmadığı açıklık kazanır *
(Akışkanın türü, sıvı veya gaz oluşu# sıcaklık, erozif ve korozif karakteri, akış hızı)
a- Kullanım amacının belirlenmesi (akışı kesme, geri akışı önleme,, kısma, ayar v.b.)
b- Basınç sınıfının tayini( PN 6, PN 10, PN 16 - ASA 125, ASA 150, ASA 300 v,b.)
c- Akışkanın özelliklerine bağlı olarak gövde ve trim (iç aksam) malzemesinin tayini
d- operasyon şekli (sık sık açma kapama yapılıp yapılmadığı)
e- Bütün bu bilgiler edinildikten sonra en sağlıklı seçim yapılabilecektir.
Bu faktörlerin bazılarını kısaca açmaya çalışalım.
Herhangi bir devrede kullanacağımız vanayı hangi amaçla kullanmak istediği-
mizi belirledikten sonra, akışkan özellikleri ve buna bağlı olarak uygun malzeme tayini
için ilgili malzeme gurup tabloları kullanılmalıdır.
8
GATE VANALAR
Bu vanalar tam açma ve
kapama gerektiren devrelerde
kullanılırlar. Açık konumda
düzgün akış sağlarlar. Basınç
düşüşü bu vana tiplerinde yok
denecek kadar azdır. Gate vanalar
kısma ve debi ayar amaçlı kulla-
nılmazlar. Yarı açık pozisyon-
larda kullanılmaları halinde
yüksek akış hızı nedeniyle
vibrasyona,,sürgünün gövde sız-
dırmazlık yüzeylerine çarpması
nedeniyle kalıcı deformasyon-
lara neden olurlar.
Şekil I
Dıştan vidalı Yükselen milli Gate valf
Şekil 2
îçten vidalı yükselmeyen milli Gate valf
-9-
Globe Vanalar
Kapama,kısma ve ayar amacıyla kullanılmaya
uygun vana tipleridir .Akış direncine karşı
çalışır.Çalışma prensibi itibarıyla yerel
yük kaybı itibarıyla yerel yük kaybı faz-
ladır.Bu valflerin bağlı bulunduğu boru do-
nanımının tamamen boşaltılması kolay değil
dir.Boşaltma tapası ve bu gibi tedbirlere
ihtiyaç vardır.Sık açma ve kapama devrelerine
uygundur.Kısma işlemi %20-%25 oranını aştığın-
da ses ve titreşimlere neden olabilir.
İğne tipi olanlarla çok ince ve hassas ayar
yapılabilir.
Şekil:3 Globe vana
Şekil:5 Flanşlı Kelebek vana
Şekil:6 Wafer(yüzer)tip Kelebek
Vana
Kelebek Vanalar
Düşük basınçlarda akışı düzenleme (ayarlama) ve
kontrol etmek amacıyla kullanılan,basit dizayna
sahip vanalardır .Çabuk açma kapama ve iyi akış
kontrolü,küçük hacimli ve ekonomik oluşları ne-
deniyle avantajlıdırlar.Akış hızının düşük olduğu
devrelerde fsoğutma kuleleri,toz taşıyıcı sistemle?
su tasfiye devrelerinde kullanılırlar.
10
Şekil:8
Astarsız Diyafram Vana
Şekil:7
Astarlı Diyafram Vana
Diyafram Vanalar
Diyafram valfler düzgün,pürüzsüz,cepsiz ,düz akış sağlarlar.Gövde dışında kalan
diğer bütün parçalar diyafram(conta) tarafından yalıtıldığı için,akışkanın olum-
suz etkilerinden korunmuş durumdadır.Bu yalıtma işlemi aynı zamanda akışkanın
tat,koku ve bulaşma gibi olumsuz etkilerden korumuş olmaktadır.Çeşitli endüstriyel
alanlarda yaygın kullanıma sahiptir.Düz ve set tipi olmak üzere de ayrılabilirler.
11
Küresel Vanalar
Metal metale sit sızdırmazlığı kabarcık ve benzeri sakıncaların bulunduğu
devrelerde tercih edilen valf türleridir.Florlandırılmış polimer sitlerle 270 c
sıcaklıklara kadar kullanılabilen bu valfler#grafit sızdırmazlık ringleri ile
500 c sıcaklıklara kadar kullanılma özelliğini kazanmıştır.Küre valfler kelebek
ve plug valfler gibi 90 operasyonlu olup 1/4 turla tam açma ve kapama hızına sa-
hiptir.Tamir ve bakımları kolaydır.Reducing ve tam geçişli olarak ayrılır.Mil sız-
dırmazlığı o-ring veya salmastra uygulamasıyla sağlanmaktadır.
Malzeme Seçimi
Valf imalatında yaygın kullanılan malzemeler Dökme demir,bronz, Dökme çelik,
çelik, paslanmaz çelik döküm, nikel alaşımlı çeliklerdir. Dökme demir ve bronz valf-
ler 200-260 C arasındaki sıcaklık devrelerinde kullanılır.
Karbon veya alaşımlı çelikler daha yüksek sıcaklıklarda kullanılır.
Dizayn esaslarını belirleyen standartlarda çalışma basıncı ve sıcaklık aralıklarını
belirleyen malzeme gurupları oluşturulmuştur. Bu tablolara bakıldığında sıcaklık artı-
şı ile birlikte çalışma basıncının düştüğü görülmektedir. Herhangi bir basınç sınıfın-
da sıcaklık faktörü o basınç sınıfındaki valfin çalışma sınırlarını daraltıyorsa sağ-
lıklı çözüm, kullanılacak ürünün bir üst basınç sınıfından seçilmesi veya alaşımlı mal-
zeme guruplarını gündeme getirilebilir.
Valflerin akışkanla temas eden parçalarının,o akışkanın kimyasal özelliğinden
basınç ve sıcaklığından etkilenme derecesi iyi tanımlanmalıdır.Biribiri ile eş çalışan
hareketli parçaların ,sürtünme sonucu aşınma (erozyon),korozyon ve diğer tüm karakte
ristikleri ayrıntılarıyla incelenmelidir.Örneğin ASTM A216 Gr VJCB dökme karbon çe-
liği ,vanalarda gövde ve kapak malzemesi olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
Kaynak işlemi,mukavemet değerleri,ve diğer spesifik özellikleri yönünden iyi olan bu
malzeme grubu,korozyon ortamlarda uygun sonuç vermemektedir.Aynı şekilde 425 c
sıcaklıkların üzerinde kullanılması ,malzemenin strüktürel yapısında olumsuz değişim
1ère neden olmaktadır.Bu olumsuzluklar nedeniyle(grafitleşme,kırılganlık vb.)bu
sıcaklık sınırlarının üzerinde kullanıma uygun değildir.Bu durum ekte verilen mal-
zeme tablosu ve VJCB diyagramında da rahatlıkla izlenebilir.
Bir projenin başarılı uygulanabilmesi açısından bu ve benzeri sorulara tam
karşılık bulunmadığı ve uygulama öncesi iyi değerlendirilemediği hallerde "en ucuz
çözüm1lerin bazı durumlarda en "pahalı çözüm"ler haline gelebilmektedir.
Bu konuda malzeme standartlarının incelenmesi esastır.
örnek malzeme tabloları Tablol-4.
Genel Kontrol Kriterleri
Bütün üretim alanlarında olduğu gibi ,valf üretimi alanında da kalite ve standart bi-
lincinin yeterince yerleşmediği bir gerçektir.Kalite kontrol sorunu ahlaki olmaktan
öte ciddi bir sorundur.Kurumlaşmış organize birimlerin yaratılması sorunudur.Yatayda ve
ve dikeyde ,bu kurumların sağlayacağı etkinlik süreci ile bağıntılı olarak,kullanım
amacına uygun nitelikte ürünlerin üretilmesi sağlanabilir.
Uygulanacak kontroller
a-Döküm aşamasında (Fiziksel ve kimyasal testler)
b-Döküm parçalarının kontrolü
c-Ürün standartlarının belirlediği dizayn esaslarına uygunluk.
d-Ölçü kontrolü,Hidrostatik test kontrolleri,ürün üzerindeki işaret ve etiket kontrolü,
e-sevk kontrol. Yapılacak bu kontrollerin standartlarda belirtilen esaslara uygunluğu
baz olarak alınmalıdır. ı*12
TABLO I
STEEL PIPE FLANGES AND FLANGED FITTINGS
*Table 1 List of Material Specifications
GeneralClassification 3 ' 8
Carbon Steel
Carbon Steel (low temp.)Carbon MolyCarbon Moly (low temp.)
VA Cr. - 1/2 Mo.
2V* Cr. - 1 Mo.
5 Cr. - y2 Mo.
9 Cr. - 1 Mo.Type 304Type 304 LType 310Type 347Type 321Type 316Type 316L2 Ni.3V2.Nİ.Cr.-Cu.-Ni.-AI. Low Alloy9 Ni.
Applicable ASTM Specification
Forgings
A105 Grade IA105 Grade IIA181 Grade IA181 Grade IIA350 Grade LF1 and LF27
A182 Grade FI
A182 Grade F11
A182 Grade F22
A182 Grade F5A
A182 Grade F9Al82 Grade F304A182 Grade 304LA182 Grade F310A182 Grade F347A182 Grade F321A182 Grade F316A182 Grade 316L
A350 Grade LF37
A350 Grade LF47
A522
Castings
A216 Grade WCB
A352 Grade LCB7
A217 Grade WC1A352 Grade LC17
A217 Grade WC6
A217 Grade WC9
A217 Grade C5
A217 Grade C12A351 Grade CF8A351 Grade CF3A351 Grade CK20A351 Grade CF8c
A351 Grade CF8MA351 Grade CF3MA352 Grade LC27
A352 Grade LC37
Bolting
Bolts, Stud-Bolts, Studs
ASTM A193ASTM A307 Grade BASTM A320ASTM A354
Nuts
ASTM A194ASTM A307
14
t b -
AMERICAN NATIONAL STANDARDSTEEL VALVES, FLANGED AND BUTTOELDING END ANSI B16.34-1977
A216-WCC<*>A203-B*«*
RATINGS FOR GROUP 1.2 MATERIALS
A203-EC»)
TABLE G-1.2A STANDARD CLASS VALVES, FLANGED AND BUTTWELDING END
3
RD
CL
AN
DA
TEMPERATUREIN°C
—29 TO 3850
1001502002503003503754004254504755005255 4 0
GAGE WORKING PRESSURE IN b*r BY CLASSES
150
20.019.2
P'l15.à14.012.110.2
8.47.46.5
- "5.64.7"3.72.81.91.3
300
51.751.751.550.248.846.342.440.238.834.528.820.013.5
8.85.23.3
400
69.069.068.766.965.061.856.653.651.746.038.326.718.111.76.94.3
600
103.4103.4103.1100.4
97.692.784.980.577.669.057.540.127.117.610.4
6.5
900
155.2155.2154.6
' 150.6146.4139.0127.3120.7116.4103.5
86 360.140.626.415.5
9.6
1500
258.6256.6257.7251.0243.9231.7212.1201.2194.0172.5143.8100.267.744.025.916.3
2&O0
431.0431.0429.5418.3406.63G6.1353.5335.3323.4287.5239.6166.9112.9
73.343.227 2
4500
7 75.9; ? t &773 2752.97 31.8095.0
C36.4603.5
• 582.1517.5431.4300.5203.2131.9
77.748.9
TABLE G-1.2B SPECIAL CLASS BUTTWELDING END VALVES ONLY
u<oUJ
TEMPERATUREIN®C
—29 TO 3850
1001502002503003503754004254504755005255 4 0
GAGE WORKING PRESSURE IN bar BY CLASSES
150
20.020.020.020.020.020.020.019.618.516.513.8
9.66.54.22.51.6
300
51.751.751.751.751.751.751.751.148.343.135.925.016.911.06.54.1
400
69.069.069.069.069.069.069.068.164.457.547.933.422.614.78.65.4
600
103.4103.4103.4103.4103.4103.4103.4102.2
96.686.371.950.133.922.012.9
8.2
900
155.2155.2155.2155.2155.2155.2155.2153.3144.8129.4107.6
75.150.833.019.412.2
1500
258.6258.6258.6258.6258.6256.6258.6255.4241.4215.6179.7125.284.755.032.42Ù.4
2500
431.0431.0431.0431.0431.0431.0431.0425.7402.3359.4299.6208.7141.1
91.653.934.0
4500
775.9775.9775.9775.9775.9775.9775.9766.3724.2646.9539.2375.$254.0164.997.161.2
Not*«:(*) — p«rmtısibl«, but not racommindtd for prolonged uugi abov« «bout 425° C.(d)— not to b« used ovtr 343° C.(f) — not to be used over 425° C.