Rediseño del cuerpo de una válvula de globo para la empresa Tecval S.A.S (2023)
El siguiente proyecto presenta una oportunidad de mejora para la empresaTecval S.A.S., compañía que diseña y fabrica válvulas industriales y participa en diferentes proyectos alrededor del país. El objetivo del proyecto consistió en rediseñar el cuerpo de uno de los modelos de válvulas de las líneas de producto de la empresa, una válvula de globo reguladora de presión, debido a que su diseño fue creado hace más de 20 años y posee características que no la hacen competitiva con el mercado. Como punto de partida, se analizó el diseño del cuerpo de la válvula actual con el que cuenta la empresa, a partir de simulaciones CFD utilizando el software Ansys, de esta manera se dio un diagnóstico preliminar de las características de la válvula con el objetivo de plantear un nuevo diseño que proporcionara un coeficiente de flujo (Cv) mayor al actual y que redujera el peso del cuerpo de la válvula. Considerando los resultados del análisis CFD y haciendo uso del software SolidWorks, se planteó un nuevo modelo con curvas más pronunciadas que permitieran un mejor movimiento del fluido, conservando las características geométricas de la boquilla de la válvula. Adicionalmente, se redujo el espesor del cuerpo de la válvula, teniendo en cuenta los parámetros de la norma ASME B16.34- 2017 para un rating de presión ANSI 300# y manteniendo las dimensiones de las bridas acorde a la norma ASME B16.5-2019; además, se consideraron aspectos como el proceso de fundición y el mecanizado. Posteriormente, se realizó un nuevo análisis CFD al cuerpo diseñado, obteniendo un Cv de 872, un valor mayor respecto al Cv del cuerpo inicial y respecto al Cv total de válvulas de otras marcas, por lo que se determinó como un resultado coherente, teniendo en cuenta que al momento de montar el trim de la válvula el Cv disminuye. Además, con la reducción del espesor, directamente se disminuyó el peso de la válvula. Finalmente, se realizó un análisis de esfuerzos mediante el uso del programa Ansys, para obtener el factor de seguridad del nuevo cuerpo, considerando valores críticos como las características mecánicas del material, ASTM A536 grado 65-45-12, y la presión de prueba hidrostática según ASME B16.34. De acuerdo a estos parámetros, se obtuvieron factores de seguridad entre 1 y 5, por lo que al tener en cuenta que las condiciones reales del material superan las características mínimas de la norma, y que la válvula estará sometida a presiones mucho menores, el diseño es aceptable para un rating de 150# y 300#