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Estudo de Caso: Corpo de Válvula Triválvula Monolítica

Aço Inoxidável 316L | SLM | Corpo de Válvula Multiportas com Flanges Integrados

Aplicação de Impressão 3D em Metal

1. Contexto

Um fabricante de equipamentos de processo estava montando uma válvula desviadora química triválvula a partir de três seções fundidas unidas com juntas de PTFE. A construção multi-peça sofria com caminhos de vazamento crônicos nas juntas, exigia longos prazos de entrega para as peças fundidas, e o caminho interno de fluxo tinha múltiplas transições de 90° que criavam penalidades de queda de pressão. Era necessário um corpo de válvula monolítico com fluxo interno otimizado e flanges integrados para eliminar os caminhos de vazamento e melhorar a eficiência do fluxo.

2. O Desafio

Os requisitos de design incluíam:

· Três portas com flanges integrados (DN80, DN80, DN50) em um único corpo monolítico

· Caminho de fluxo interno otimizado por CFD, substituindo as três transições de 90° da montagem parafusada tradicional

· Padrões de furos de parafusamento em conformidade com ASME B16.5 para compatibilidade com flanges de substituição direta

· Zero juntas, zero uniões parafusadas no caminho de fluxo — construção totalmente sem solda

· Classe de pressão PN40, estanque sob teste hidrostático de 50 bar

3. A Solução

O corpo da válvula triválvula foi redesenhado como uma única peça monolítica com canais de fluxo internos otimizados por CFD que transicionam suavemente entre as três portas, e fabricado por Fusão a Laser Seletiva (SLM) em aço inoxidável 316L.As três flanges, o corpo, o caminho de fluxo interno e os furos de parafuso foram impressos como uma única peça contínua — sem fundições, sem soldas, sem juntas no caminho molhado. As faces das flanges foram usinadas acabamento de superfície ASME B16.5 para fixação direta com tubulação padrão. O caminho de fluxo interno otimizado reduziu o número de curvas de 90° de três para uma, com uma transição tangente suave entre elas.

 

Figura 1: Corpo de válvula trifásica impressa em SLM 316L — vista 3/4 mostrando duas flanges DN80 e uma flange DN50, totalmente monocítica

 

Figura 2: Mesmo corpo de válvula pelo lado — face de flange grande com padrão de furos de parafuso em conformidade com ASME B16.5

 

Figura 3: Vista superior — câmara de fluxo interna otimizada por CFD visível através da flange aberta

 

Figura 4: Vista de perfil lateral — mostra o envelope completo do corpo e os três eixos de porta

4. O Resultado

· Redução de peso de 40% — vs.conjunto legado de três peças fundidas + montagem com parafusos

· Zero juntas no caminho de fluxo — totalmente monococo, sem caminhos de vazamento

· 30% menor queda de pressão — via fluxo interno otimizado por CFD

· Estanqueidade a 50 bar — verificado por teste hidrostático em cada unidade

· Compatível com flanges ASME B16.5 — substituto direto para tubulações existentes

· Prazo de entrega: 3 semanas — do CAD para o corpo usinado, pronto para instalação

“Eliminamos seis juntas e três juntas parafusadas de cada válvula. As chamadas de serviço nos primeiros seis meses caíram para zero, e nossa eficiência de fluxo aumentou significativamente.”

 

Material: Aço Inoxidável 316L  |  Processo: SLM / Impressão 3D Metálica  |  Aplicação: Corpo de Válvula Triválvula Monococo

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