Kontrol Vanası Nedir?

Kontrol vanası; bir kontrolörden gelen sinyalin yönlendirdiği şekilde akış geçidinin boyutunu değiştirerek akışkanı kontrol etmek için kullanılan vanadır. Kontrol vanaları, akışkanın bulunduğu tüm proseslerde basınç, sıcaklık, debi ve seviye kontrolü yapılmasını sağlar.

Vanaların temel olarak 2 tür işlevi vardır. Birinci tür vanalarda on/off kontrol şekli ile vana tam olarak açılır veya tam olarak kapanır. Bu tür vanalar akışkanı tam olarak keser yada serbest bırakır. Diğer tür vanalarda ise akışkanın debisi oransal olarak kontrol edilir ve istenen oranda akış sağlanır. Bu tür akışkanı kontrollü bir şekilde geçiren vanalara oransal kontrol vanası da denir.

Kontrol vanaları işletmelerde enerji harcanarak üretilen soğuk su, sıcak su, buhar, kızgın su, buhar ve gaz vb. akışkanları herhangi bir kayba uğramadan taşınabilme ve kontrol edilmesini sağlar.

Kontrol Vanası Kullanım Amaçları

• Akışı tamamen durdurmak veya tamamen yol vermek,
• Akışı başka yönlere çevirmek (ayrıştırmak),
• Akışı başka yönlerden toplamak (karıştırmak),
• Akışı, minimum ve maksimum akış değeri arasında kontrol edebilmek için kullanılır.

Kontrol Vanası Çeşitleri

Son kontrol elemanı olarak adlandırılan kontrol vanaları; kontrol elemanın hareket özelliğine göre ve aktüatör çalıştırma şekline göre sınıflandırılabilinir.

Kontrol elemanın hareket özelliğine göre;

Lineer hareket: Glob ve diyafram kontrol vanaları

Döner (Rotary) hareket: Kelebek ve küresel kontrol vanaları

Aktüatör çalıştırma şekline göre; Pnömatik aktüatörlü, Elektrik aktüatörlü , Hidrolik aktüatörlü kontrol vanaları olarak sınıflandırılır.

Kontrol vanası deyince akla Glob vana gelse de yaygın olarak Glob, Kelebek, Segment Küresel ve V-Port vana gibi farklı vanalar da kullanılmaktadır.

Kontrol vanası; vana gövdesi, aktüatörü ve pozisyoneri olmak üzere 3 ana parçadan oluşmaktadır.

Kontrol Vanası Akış Karakteristiği Çeşitleri

Vana klapesinin hareket yüzdesi ile vanadan geçen akışkan yüzdesi

arasındaki bağlantı vananın akış karakteristiğidir. Yandaki şekilde 3 ana vana karakteristiği gösterilmektedir.

1)Çabuk açar: Klapenin az bir hareketi ile akış nihai değerine süratle yaklaşır. Çabuk açar karakteristikli vanalar açık-kapalı (On-off) kontrol vanalarında ve maksimum kapasiteye ani ihtiyaç duyulan durumlarda kullanılır.

2) Lineer (Doğrusal) : Debi yüzdesi klapenin açıklık yüzdesine göre doğrusal olarak artar. Lineer karakteristikli vanalar;

-akış miktarındaki değişimin büyük olduğu,

-sistemdeki değişikliklerin yavaş olduğu,

-sabit basınç düşüşlerinde kullanılır.

3)Eşit Yüzde: Klapenin herhangi bir konumda hareketi, bu konumdaki akıştan bağımsız olarak mevcut akışı eşit bir yüzde ile arttırır. Eşit yüzde karakteristikli vanalar;

-hızlı sistemlerde,

-sistem dinamiğinin iyi bilinmediği durumlarda,

-sıcaklık ve basınç kontrol uygulamalarında kullanılır.

Vana Kapasite Faktörü ( Kv- Cv)

Kv/Cv değeri vananın geçirgenlik katsayısı olarak tanımlanır. DIN standardında Kv olarak belirtilen değer, ANSI standardında Cv olarak belirtilir.

Kv değeri; 20 °C sıcaklıktaki suyun, 1 Bar basınç kaybı ile belirli bir oranda açık vanadan geçen, m³/saat cinsinden debisini belirtmektedir.

Kv değeri, belirli sabit tutulan bir doğrultudaki akış sırasında yapılan ölçümlerle tespit edilir.

CV (Valve Coefficient) değeri ise; basınç farkı 1.0 psi (0,07 bar) ve akışkan sıcaklığı 60 °F olmak üzere US-Galon/ dak cinsinden debi olarak tanımlan

mıştır.

CV = 1,17 x KV veya KV = 0,86 x CV

Vana Akış Terimleri

Kontrol Oranı-Sv ( Control Ratio/Rangeability): Sv olarak ifade edilen kontrol oranı; kontrol edilebilen maksimum akışın, minimum akışa oranıdır (Sv=Kvs/Kvo).

Emniyet Konumu ( Fail Safe Position): Hattaki enerji kesildiğinde vananın geleceği konumdur. Açık, kapalı ve sabit olarak belirlenebilir.

Sızdırmazlık Oranı (Leakage Rate): Vana tam kapalı konumda iken klape ve sit arasından sızan, engellenemeyen akışkan miktarının değeridir. Bu değer genellikle Kvs değerinin yüzdesel ifadesiyle belirtilir ve maksimum debinin %0,005’inden daha fazla kaçırma oranına sahip olamazlar.

Sıkı Kapama ( Tight Shut-off): Vana tam kapalı konumda iken, akışkanının vana içerisinden geçişinin tam olarak önlenmesidir.

Kontrol Vanaları Kullanım Yerleri

• Enerji Santralleri
• Kimya ve Petrokimya Endüstrisi
• Gaz Endüstrisi
• Su ve Atıksu Tesisleri
• Demir-Çelik Endüstrisi
• Gıda Endüstrisi
• Maden Endüstrisi
• Kağıt Endüstrisi