Blok Vana – Küresel Valf Tork Kuvvet Test Uygulaması

Valf üreticileri tasarladıkları vanaların boşta ve yük altında açılıp kapanma tork kuvvetlerini ölçerek aktüatör seçimini yapmaları gerekir. Valflerin açılması ve kapanması için gerekli olan tork kuvvetleri ölçülmeden, yalnızca matematiksel hesaplamalara dayanarak yapılan aktüatör seçimleri riskli olabilir. Tork kuvveti olması gerekenden düşük hesaplanır veya sürtünme toleransları hesaplandığı gibi gerçekleşmez ise seçilen aktüatörün gücü yeterli gelmeyebilir. Valfler-vanalar yük-basınç altında iken açılmayabilir ya da kapanmayabilir. Bu durum müşteri için büyük bir sorun, imalatçı için büyük bir güven kaybı demektir.

Valfin açma ve kapama tork değerinin fazla hesaplanarak gerekmediği kadar güçlü aktüatör seçiminin yapılması durumunda ise birim maliyetler yüksek olacaktır. Böyle bir durum da, üreticinin rekabet gücünü azaltan bir faktör olacaktır.

Vana Üreticisi – Aktüatör İmalatçısı – Müşteri Üçgeni

Valf sektörü üç ayaklı bir sistemdir. Bu sistem, valf üreticisi, aktüatör imalatçısı ve müşteriden oluşur. Müşterinin beklentisi satın aldığı vana sisteminin gerçek hayatta yük altında sorunsuz açılıp kapanabilmesidir. Bu sistemin uygulamada sorunsuz çalışabilmesi için valf ile aktüatörün birbiriyle uyumlu olması gerekir. Aktüatörün gücünün valflerin açılıp kapanmasını sağlayacak güçte olması demektir. Bu uyumu sağlamanın tek yöntemi valflerin açma-kapama test işlemleridir.

Norbar standart kullanım için dört farklı valf test ekipman seti tasarlamıştır. Bu setler genel anlamda üreticilerin ihtiyacını %90 oranında karşılar. Çok özel projeler ve yüksek tork kuvvetleri için ayrıca ürün geliştirilmektedir.

Valf Test Ekipman Seçim Tablosu

Valf test sistemleri üç farklı seviyede tasarlanmaktadır. Bu test ekipmanları giriş seviyesi el kumandalı, ileri seviye otomatik kumanda, gelişmiş seviye otomasyon tipi olarak üç farklı kategoride sunulur.

Giriş Seviyesi El Kumandalı Valf Test Sistemi

Stage 1 olarak tanımlanan ilk seviyede test ekipmanlarının yönetimi ve kontrolünün tamamı kullanıcıya bırakılmıştır. Bu sistemde kullanıcı, uygulanan tork kuvvetini, tork açısını kontrol ünitesinden izleyip havalı tork artırıcıyı yönetir. Başlama ve durma zamanını kullanıcı kendisi belirler ve uygular. Sistemin otomatik olarak durması veya tekrarlayan döngü testlerini bu ekipman ile yapmak mümkün değildir. Birinci seviye valf test ekipmanı ekonomik bütçe ile işe başlayan müşteriler için tasarlanmış giriş seviyesi test sistemidir.

İleri Seviye Otomatik Kontrol Valf Test Sistemi

Stage 2 olarak sınıflandırılan ikinci seviye valf test sisteminde bütün işlemler tork kontrol cihazında programlanabilmekte ve test işlemi tamamen otomatik olarak yürütülmektedir. T-Box tork kontrol ve görüntüleme cihazı üzerinde vananın kapanış açısı, tork kuvvet alt ve üst sınırlarını belirleme, hedef torkunu sabitleme gibi bütün kritik değerler programlanabilmektedir. Bu sistemde kullanıcı ön ayarları yaptıktan sonra yalnızca el kumandası ile hava akışını kontrol etmektedir. İleri seviye valf test sistemi valf-vana imalatçıları için ideal ve en çok tercih edilen ürün olmaktadır.

Gelişmiş Seviye Otomasyon Valf Test Sistemi

Müşteriye özel olarak imal edilen valf sistemi gelişmiş seviye (stage 3) olarak gruplandırılmaktadır. Bu ekipman hazır bir ürün değildir. Valf test ekipmanı, müşterinin istekleri doğrultusunda tasarlanır. Bütün komponentler, tork artırıcı, tork sensörü, açı kontrol ve bilgisayar yazılımı müşteri isteği doğrultusunda geliştirilir. Üst düzey kullanıcılar için tasarlanan bu sistem ileri seviye olan Stage 2’ye göre en az iki üç kat daha pahalı bir sistemdir.

Gelişmiş seviye valf test sistemi, farklı hızlar, farklı raporlamalar ve çalışma sırasındaki sesin daha düşük seviyede olması veya daha hassas ölçümlerin yapılmasını talep ettiği durumlarda söz konusu olur. Gelişmiş valf test sistemi genel olarak daha detaylı raporlamalar ve döngü testleri (cycle test) için kullanılmaktadır.

Valf Tork Test Ölçüm Sistemi Prensipleri

Blok vanalar açılıp kapanırken yandaki çizimde görüldüğü gibi bir kuvvet kullanım grafiği oluşur. Bu grafiğin sayısal verileri ışığında gerekli olan tork kuvveti ortaya çıkar. Aktüatör seçimi yapılırken aktüatörün kuvvetinin ölçülen tork kuvvetinin üzerinde olması gerekir. Blok vananın açılma kuvveti kapanma kuvvetinden daha büyüktür. Valf test sisteminde kriter alınan üç nokta bulunur.

BTO - Açılma Torku:

Maksimum kuvvet vananın açılması sırasında gerekir. Buradaki tork kuvveti vananın sızdırmazlık elemanlarında oluşan statik sürtünmeyi yenip vana bloğuna hareket verebilecek güçte olmalıdır.

BTC - Kapanma Torku

Valfin kapanma tork kuvveti açılma tork kuvvetine oranla daha düşük olur. Aktüatörün uygulayacağı kuvvet 90° dönme devrini tamamlayan blok kapanırken hareket halinde olduğundan statik değil dinamik bir sürtünme direnciyle karşı karşıyadır. Bu direnci yenmek için açılma kuvvetinden daha düşük bir tork kuvvetine ihtiyaç duyulur.

RT - 90° Hareket Torku

Hareket torku olarak adlandırılan bu bölgede uygulanan tork, açma ve kapamada kullanılan tork değerinin çok altında gerçekleşir. 90° kapanma veya açılma hareketi süresince sürtünme direnci düşüktür. Bu da daha düşük tork kuvveti anlamına gelir.

300.000 N.m Kapasiteye Kadar Valf Kuvvet Ölçümü

Endüstriyel tork ekipmanları üreticisi Norbar dünyanın pek çok ülkesindeki valf üreticilerine test ekipmanı sağlamaktadır. Valf testinde Norbar 300.000 N.m ye kadar ölçüm yapabilecek ekipmanlar sunmaktadır. Tork sensörleriyle donatılan bu ekipmanlar ±% 0,5 hassasiyette ölçüm yapmakta ve yapılan ölçümleri belgeleyip raporlayabilmektedir.

Valf testinde kullanılacak olan havalı tork artırıcılara istenilen kapasite ölçüsünde silindirik tork sensörü (annular torque transducer) entegre edilmektedir. Tork sensörü havalı tork artırıcının valfin açılma ve kapanması sırasındaki kuvvetini ölçmekte ve ölçüm bilgilerini kontrol cihazına göndermektedir. Uygulanan tork kuvvet bilgileri kontrol cihazının ekranında eşzamanlı olarak görülür ve cihazın hafızasına sayısal ve grafiksel olarak kaydedilir. Bu kayıtlar daha sonra belgelendirme ve raporlama için kullanılır.