Um tubo-resistente ao desgaste para pasta concentrada

Introdução

O concentrado mineral é transportado por dutos em muitas operações de mineração após britagem, moagem e separação.

Concentrado de cobre, concentrado de minério de ferro, concentrado de níquel, concentrado de ouro e outros produtos minerais são frequentemente misturados com água antes de serem bombeados para instalações de armazenamento, portos ou para a próxima etapa de processamento.

Isto não é o mesmo que transportar água limpa.

A pasta concentrada contém partículas minerais sólidas e algumas dessas partículas podem ser extremamente duras. A tubulação é exposta a atrito contínuo à medida que a lama se move através dela. Mudanças de pressão, velocidade de fluxo, resíduos químicos e transporte-de longa distância podem tornar as condições operacionais ainda mais exigentes.

Para um tubo de aço, as principais preocupações são geralmente o desgaste interno e a corrosão. À medida que a parede interna se torna mais áspera ou mais fina, a manutenção torna-se mais difícil e o risco de fugas aumenta.

O UHMWPE (Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular) adota uma abordagem diferente. Sua alta resistência ao desgaste, superfície interna lisa, resistência química e peso relativamente baixo o tornam adequado para transporte de lama concentrada abrasiva.

O que é transporte de concentrado mineral?

O concentrado mineral é o material valioso separado do minério durante o processamento mineral.

A rota de processamento pode incluir britagem, moagem, flotação, separação magnética ou separação por gravidade. Após os minerais valiosos terem sido separados dos resíduos, o concentrado pode ser misturado com água e transportado como lama.

Exemplos comuns incluem concentrado de cobre, concentrado de minério de ferro, concentrado de níquel, concentrado de ouro, concentrado de lítio e concentrado de fosfato.

Uma tubulação de concentrado normalmente funciona em conjunto com bombas de polpa, instalações de armazenamento, equipamentos de filtragem e sistemas de carregamento.

O próprio tubo tem contato direto com a pasta concentrada durante a operação. Isso torna a superfície interna do tubo uma parte importante do sistema.

Por que a pasta concentrada é difícil em tubulações?

O principal problema é o material sólido que se move através do tubo.

1. Desgaste abrasivo

Partículas minerais esfregam continuamente contra a parede interna do tubo. Quartzo, minerais-contendo sílica, partículas-de metal e fragmentos finos de rocha podem contribuir para o desgaste.

O efeito torna-se mais perceptível quando a pasta apresenta alta concentração de sólidos ou as partículas são duras.

Com o tempo, o desgaste abrasivo pode reduzir a espessura da parede e eventualmente criar vazamentos ou manutenção não planejada.

2. Desgaste por Impacto

Nem todo desgaste vem do simples deslizamento.

As partículas também podem atingir a parede do tubo, principalmente onde o fluxo muda de direção.

Cotovelos e curvas são áreas comuns de preocupação. As válvulas e as seções de descarga da bomba também podem sofrer desgaste mais severo do que as seções retas da tubulação.

É por isso que o material do tubo por si só não é suficiente. A localização das curvas, a velocidade do fluxo, as características das partículas e a concentração da lama também precisam ser consideradas.

3. Exposição Química

A pasta concentrada pode conter resíduos químicos de flotação e outras operações de-processamento mineral.

Dependendo do processo, a pasta pode conter substâncias ácidas, sais ou outros produtos químicos.

Para tubos de aço, a corrosão pode ocorrer juntamente com a abrasão. Quando a corrosão já danificou a superfície interna, o movimento contínuo das partículas pode acelerar a perda de material.

O que é um pipeline de concentrado UHMWPE?

UHMWPE significa Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular.

É usado em aplicações onde materiais de tubos comuns podem ter dificuldade em lidar com desgaste abrasivo contínuo.

O material possui uma combinação de propriedades úteis para o transporte de concentrados:

Alta resistência à abrasão

Baixo atrito

Resistência de alto impacto

Resistência química

Baixo peso

A superfície interna lisa é outra característica importante. Em vez de depender principalmente de uma parede de aço espessa para suportar o desgaste, o UHMWPE utiliza uma estrutura de polímero resistente que pode absorver o impacto das partículas e resistir ao deslizamento repetido.

Para pasta concentrada, essa diferença pode ser importante durante longos períodos de operação contínua.

Tubo UHMWPE versus tubo de aço para transporte de concentrado

图 1

O aço ainda desempenha um papel importante nas tubulações de mineração, especialmente onde é necessária alta resistência estrutural.

A diferença é que uma tubulação de concentrado também precisa lidar com o contato contínuo entre a parede da tubulação e os sólidos abrasivos. Para este tipo de serviço, o desempenho ao desgaste da superfície interna torna-se um importante fator de seleção.

Principais vantagens do tubo concentrado UHMWPE

图 2

1. Alta resistência à abrasão

Para pasta concentrada, o desgaste é geralmente uma das primeiras coisas a se observar.

Partículas minerais duras passam continuamente pelo tubo. O problema torna-se mais sério quando a lama tem alta concentração de sólidos ou contém partículas grossas e duras.

O UHMWPE possui uma estrutura molecular resistente e boa resistência a serviços abrasivos. Ele pode lidar com o contato repetido com partículas minerais sem depender apenas do aumento da espessura da parede.

Isso é particularmente útil para tubulações de polpa-de longa duração, onde o desgaste interno é uma grande preocupação de manutenção.

2. Superfície interna lisa e baixa fricção

A condição da parede interna afeta o modo como a lama se move através do tubo.

O UHMWPE possui superfície interna lisa e baixo coeficiente de atrito. Isto reduz a resistência entre a lama e a parede do tubo.

Um tubo de aço pode tornar-se mais áspero à medida que se desenvolvem corrosão, desgaste e depósitos. Uma superfície mais lisa pode ajudar a manter condições de fluxo mais consistentes.

Para o transporte de concentrados, isto é útil não apenas para o desempenho hidráulico, mas também para reduzir a tendência do material aderir à parede do tubo.

3. Resistência Química

A pasta concentrada nem sempre é quimicamente neutra.

Os reagentes de processamento e as características do minério podem expor o mineroduto a meios ácidos, alcalinos ou salinos.

O UHMWPE tem boa resistência a muitos ambientes químicos e não sofre corrosão eletroquímica do tipo-de aço convencional.

A compatibilidade química exata ainda precisa ser verificada em relação à composição, concentração e temperatura reais da pasta.

4. Boa resistência ao impacto

Partículas minerais grandes ou duras podem atingir a parede do tubo durante o transporte.

Isto é especialmente relevante em torno de cotovelos, curvas e outras áreas onde a direção do fluxo muda.

O UHMWPE possui boa tenacidade e resistência ao impacto, permitindo que o material do tubo absorva parte da energia do impacto em vez de se comportar como um material quebradiço.

5. Reduza o peso do tubo

O UHMWPE é consideravelmente mais leve que o aço.

Isto facilita o manuseio e o transporte, especialmente quando os tubos precisam ser movimentados em locais de mineração remotos ou em áreas de instalação difícil.

O menor peso do tubo também pode simplificar o levantamento e o posicionamento durante a instalação.

Para tubulações de concentrado-de longa distância, isso pode fazer uma diferença prática durante o transporte e o trabalho no local.

Parâmetros principais do tubo UHMWPE

*A comparação da abrasão depende do método de teste, materiais e condições operacionais. Ele deve ser tratado como uma referência e não como uma proporção de vida-de campo garantida.

Aplicações do Pipeline de Concentrado UHMWPE

Os tubos UHMWPE podem ser usados ​​para diferentes serviços de transporte de concentrados, incluindo:

Transporte de concentrado de cobre

Dutos de concentrado de minério de ferro

Transporte de concentrado de níquel

Pipelines de concentrado de ouro

Tubulações de processamento de lítio

A especificação do tubo deve ser selecionada de acordo com as propriedades do concentrado e condições operacionais, e não apenas com o nome do mineral.

Como selecionar um pipeline de concentrado?

Antes de selecionar o tubo, é útil compreender o concentrado em si.

Características do concentrado

As informações importantes incluem concentração de sólidos, tamanho de partícula, dureza mineral e densidade da lama.

Uma tubulação que transporta partículas finas em uma concentração moderada tem características de desgaste diferentes de uma que transporta partículas grossas e duras em uma alta concentração de sólidos.

Condições Operacionais

O comprimento da tubulação, a pressão de trabalho, a velocidade do fluxo, a temperatura e o ambiente de instalação afetam a especificação necessária da tubulação.

Curvas e cotovelos também merecem atenção porque podem sofrer desgaste mais severo do que seções retas de tubo.

Requisitos de material de tubo

Vale a pena considerar o UHMWPE quando a aplicação tem um forte requisito de resistência à abrasão, baixo atrito interno e resistência química.

Para um projeto com alta pressão ou requisitos mecânicos especiais, a estrutura do tubo e o método de conexão também devem ser avaliados.

Perguntas frequentes

O que é um pipeline de concentrado?

Um oleoduto de concentrado transporta lama de concentrado mineral de uma instalação de processamento para armazenamento, porto ou outro local de processamento.

Por que usar tubo UHMWPE para transporte de concentrado?

Os principais motivos são sua alta resistência à abrasão, superfície interna lisa, baixo atrito e resistência química. Estas propriedades são úteis quando a lama contém partículas minerais duras e a tubulação opera continuamente.

O UHMWPE é melhor do que tubo de aço para pasta concentrada?

Os dois materiais têm resistências diferentes. O aço proporciona alta resistência mecânica, enquanto o UHMWPE é particularmente adequado para aplicações onde a abrasão interna, o atrito e a exposição a produtos químicos são as principais preocupações.

A escolha final depende da pressão, diâmetro, características da lama, condições de instalação e estrutura do tubo necessária.

O que afeta a vida útil de uma tubulação de concentrado?

Os principais fatores são dureza mineral, concentração de sólidos, tamanho de partícula, velocidade de fluxo, geometria da tubulação, pressão e condições operacionais.

Os cotovelos se desgastam mais rápido do que o tubo reto?

Eles podem. Mudanças na direção do fluxo podem aumentar o impacto das partículas e a turbulência em torno de curvas e cotovelos. A taxa real de desgaste depende das propriedades da pasta, da velocidade, da geometria da curvatura e do material do tubo.

Conclusão

As tubulações de concentrado mineral precisam lidar com algo que as tubulações de água comuns não conseguem: movimento contínuo de partículas sólidas abrasivas.

O aço fornece forte suporte mecânico, mas sua superfície interna pode ser afetada tanto pela abrasão quanto pela corrosão.

O UHMWPE aborda o problema de maneira diferente. Sua alta resistência à abrasão, superfície lisa, baixo atrito, resistência química e baixo peso o tornam adequado para aplicações exigentes de pastas concentradas.

Não se trata simplesmente de escolher o material com maior resistência. As questões mais úteis são quais partículas estão na lama, quão duras são, quanto material sólido está presente, quão rápido a lama está se movendo e que pressão a tubulação deve suportar.

Para o transporte de concentrado, esses detalhes determinam se o UHMWPE é o material de tubo correto e qual especificação deve ser usada.

Tubulação de concentrado UHMWPE - Construída para serviço contínuo de lama abrasiva.

Metatítulo

Tubo UHMWPE para transporte de concentrado mineral|Tubulação resistente à abrasão

Meta descrição

Tubos UHMWPE para transporte de concentrado mineral. Alta resistência à abrasão, baixo atrito e resistência química para tubulações de cobre, minério de ferro, níquel e outras polpas concentradas.

Palavras-chave primárias

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