Columna de destilación de gases del aire y válvula esférica para servicio severo

Abstract

Maquina en Serie Este proyecto tiene como objetivo el diseño y cálculo de una válvula esférica de paso total, enfocada en aplicaciones de servicio severo. El equipo diseñado es del tipo trunnion con tres partes, esfera guiada y asientos metálicos recubiertos con carburo de tungsteno, lo que le confiere alta resistencia a desgaste y temperaturas extremas. Se realizó un análisis detallado de las distintas normativas aplicables: ASME B16.34, B16.5, B16.10 y API 6D, asegurando el cumplimiento en espesores mínimos, dimensiones estándar, torque aplicable al vástago y diseño de sellos. Además, se incorporaron características adicionales como diseño a prueba de fuego (API 607), control de emisiones fugitivas y sistema antiestático. El diseño incluye una válvula del tipo DIB 1 (doble aislamiento y purga) con asientos DPE que aseguran el sellado incluso si uno falla. Se calculó el torque máximo admisible del vástago y se lo comparó con el requerido para su operación, verificando su integridad estructural. También se diseñaron las ranuras para O’rings según catálogo Parker, garantizando la estanqueidad del sistema. Finalmente, se desarrollaron los planos de fabricación y la lista de materiales, contemplando geometrías optimizadas para mecanizado con CNC y montaje seguro mediante espárragos. Este proyecto contempla un enfoque integral de ingeniería aplicada, integrando diseño mecánico, normas internacionales y prácticas industriales para lograr una válvula confiable y de alta performance. Maquina Única En el proyecto de maquina única realizamos el calculo y el diseño de una torre de destilación de gases del aire, de la cual obtenemos oxigeno al 99,59% de pureza, nitrógeno con 99,83% de pureza y argón crudo con un 97% de pureza, con el objetivo de abastecer una gran industria que consuma estos gases para su proceso, y el excedente distribuirlo en las pequeñas industrias locales y hospitales. Establecimos un flujo volumétrico y confeccionamos el diagrama de flujo de la planta donde funcionaria la torre para poder realizar el balance de masa y energía mediante el programa Hysys. La verificación mecánica es desarrollada mediante el software PVElite (versión 24), utilizando el código ASME VIII Div 1. Se consideran todos los lineamientos y reglas establecidas en el código y los cálculos auxiliares que del mismo derivan. Además se tienen en cuenta las recomendaciones e indicaciones de la normativa EIGA (European Industrial Gases Association) y BS EN 13458-2 2002 para recipientes criogénicos. La columna de destilación es doble, compuesta por una columna de baja presión y una columna de alta presión, con el objetivo de mantener la temperatura de los líquidos criogénicos, se instala la columna dentro de una estructura denominada “cold box”, la misma la calculamos mediante el software Staadpro.