Горнодобывающая промышленность — одна из немногих отраслей, где выход из строя труб обычно вызван износом, а не давлением или коррозией. Пульпа, хвосты и линии обезвоживания транспортируют смесь воды и твердых частиц со значительной скоростью, в результате чего толщина стенок постепенно уменьшается до тех пор, пока труба не будет списана. Таким образом, выбор материала и мониторинг состояния являются двумя решениями, которые наиболее сильно влияют на стоимость владения горнодобывающим трубопроводом.
Механизмы износа при переработке шлама и хвостохранилищ
Доминируют два механизма. Скользящее истирание воздействует на стенку трубы вдоль нижней части линии, где крупные твердые частицы перемещаются, контактируя с поверхностью, тогда как ударное истирание концентрируется на изгибах, переходниках и нагнетании насоса, где частицы ударяются о стенку под углом. Эрозионная-коррозия ускоряется как в кислой, так и в соленой среде. Размер частиц, концентрация твердых веществ, скорость, pH и твердость руды — все это меняет баланс между этими механизмами, поэтому оценка износа всегда должна основываться на условиях на месте, а не на одном общем сорте материала.
Варианты труб и футеровки
| Вариант | Типичная спецификация | Сила решения | Типичное расположение |
|---|---|---|---|
| Труба из углеродистой стали с увеличенной толщиной стенки. | АСТМ А106, АСТМ А53, API 5Л | Самая низкая первоначальная стоимость, легко изготавливается на месте | Длинные прямые трассы с мелким навозом |
| Литье из белого чугуна с высоким-хромом | АСТМ А532 | Очень высокая стойкость к истиранию благодаря твердосплавной структуре. | Корпуса насосов, колена и короткие золотники |
| Накладная труба из карбида хрома и биметаллический вкладыш | Накладка, приваренная к корпусу из углеродистой или низколегированной-стали. | Износостойкая-рабочая поверхность с прочной свариваемой подложкой. | Изгибы, циклоны и зоны воздействия под большим-углом. |
| Трубы из низколегированной стали индукционной закалки- | Закаленная внутренняя поверхность трубки из-легированного сплава. | Сбалансированная износостойкость и ударопрочность, малая масса | Линии транспортировки концентрата и хвостов |
| Труба с керамической облицовкой | Плитки из глинозема, склеенные в стальной корпус | Превосходная устойчивость к мелкодисперсному, быстродвижущемуся-навозному раствору. | Линии транспортировки мелочи и реагентов |
| Труба с полимерным покрытием | Футеровка из ПЭВП или СВМПЭ в стальном держателе | Коррозионная стойкость с умеренной стойкостью к истиранию. | Кислые и солевые суспензии на низкой скорости |
Обезвоживание и обслуживание высокого-давления
Шахтные дренажные трубы предназначены для работы с чистой или слегка загрязненной водой под высоким давлением и обычно выбираются по номинальному давлению и коррозионной стойкости, а не по стойкости к истиранию. Бесшовные или сварные трубы по стандарту ASTM A106, ASTM A53 или API 5L с внутренним и внешним покрытием являются распространенным выбором, при этом допуск на износ добавляется только в тех секциях, которые обрабатывают осажденные твердые частицы. Соединения быстрого развертывания помогают сократить время установки при разработке котлована.
Испытание на износ и выбор материала
Материалы сравниваются с помощью стандартизированных лабораторных испытаний на износ, в основном испытания резиновых колес с сухим песком в соответствии с ASTM G65 и испытания с мокрым песчаным раствором в соответствии с ASTM G105, дополненные полевыми испытаниями на репрезентативном участке линии. Лабораторные результаты ранжируют материалы, но полевые испытания определяют выбор, поскольку рейтинг может меняться в зависимости от формы частиц, скорости и угла удара.
Техническое обслуживание и мониторинг состояния
Периодически поворачивайте прямые участки трубы, чтобы износ распределился по окружности.
Измерьте толщину стенки с помощью ультразвукового контроля на фиксированной сетке и определите динамику скорости потерь, а не абсолютное значение.
Осматривайте колена, переходники и нагнетательные золотники насоса через более короткие интервалы, чем прямые участки.
Своевременно ремонтируйте поврежденные футеровки, поскольку оголенная стальная оболочка очень быстро изнашивается при повреждении футеровки.
Регистрируйте рабочую скорость и концентрацию твердых частиц при каждой проверке, чтобы можно было правильно интерпретировать тенденции износа.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Какой материал труб лучше всего противостоит абразивному шламу?
Накладки из белого железа с высоким-хромом и карбидом хрома обеспечивают высочайшую стойкость к истиранию, а трубы из низко-легированных сплавов индукционной закалки обеспечивают компромисс между сроком службы, ударопрочностью и весом.
Вопрос: Как определяются шахтные дренажные трубы?
Их выбирают в первую очередь по номинальному давлению и коррозионной стойкости, обычно это трубы ASTM A106, A53 или API 5L, с дополнительной толщиной стенок только там, где присутствуют осажденные твердые частицы.
Вопрос: Что является причиной наиболее быстрого износа хвостохранилищ?
Крупные частицы ударяются о стену под углом, поэтому колена, переходники и напорные участки насоса изнашиваются гораздо раньше, чем прямые участки труб.
Вопрос: Как на практике измеряется скорость износа?
Ультразвуковое измерение толщины стенок на фиксированной сетке с отслеживанием тенденций во времени, подтвержденное лабораторными испытаниями на износ в соответствии с ASTM G65 или ASTM G105 на этапе выбора.
Вопрос: Можно ли отремонтировать изношенную шламовую трубу?
Местные повреждения можно устранить сваркой или установкой изнашиваемой втулки, но катушку, у которой потерялась большая часть толщины стенок или футеровка которой повреждена, следует заменить.
