Un tuyau-résistant à l'usure pour les boues concentrées

Introduction

Le concentré minéral est transporté par pipeline dans de nombreuses opérations minières après concassage, broyage et séparation.

Le concentré de cuivre, le concentré de minerai de fer, le concentré de nickel, le concentré d'or et d'autres produits minéraux sont souvent mélangés à de l'eau avant d'être pompés vers des installations de stockage, des ports ou l'étape de traitement suivante.

Ce n’est pas la même chose que transporter de l’eau propre.

Le lisier concentré contient des particules minérales solides, et certaines de ces particules peuvent être extrêmement dures. Le pipeline est exposé à un frottement continu à mesure que la boue s’y déplace. Les changements de pression, la vitesse d'écoulement, les résidus chimiques et le transport sur de longues distances peuvent rendre les conditions de fonctionnement encore plus exigeantes.

Pour un tube en acier, les principales préoccupations sont généralement l’usure interne et la corrosion. À mesure que la paroi intérieure devient plus rugueuse ou plus fine, l’entretien devient plus difficile et le risque de fuite augmente.

L'UHMWPE (polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé) adopte une approche différente. Sa résistance élevée à l’usure, sa surface interne lisse, sa résistance chimique et son poids relativement faible le rendent adapté au transport de boues concentrées abrasives.

Qu’est-ce que le transport de concentrés minéraux ?

Le concentré minéral est le matériau précieux séparé du minerai lors du traitement des minéraux.

La voie de traitement peut inclure le concassage, le broyage, la flottation, la séparation magnétique ou la séparation par gravité. Une fois les minéraux précieux séparés des déchets, le concentré peut être mélangé à de l’eau et transporté sous forme de boue.

Les exemples courants incluent le concentré de cuivre, le concentré de minerai de fer, le concentré de nickel, le concentré d’or, le concentré de lithium et le concentré de phosphate.

Un pipeline de concentré fonctionne normalement avec des pompes à lisier, des installations de stockage, des équipements de filtration et des systèmes de chargement.

Le tuyau lui-même est en contact direct avec la boue concentrée tout au long du fonctionnement. Cela fait de la surface interne du tuyau une partie importante du système.

Pourquoi le lisier concentré est-il dur pour les pipelines ?

Le principal problème réside dans le déplacement de matériaux solides dans le tuyau.

1. Usure abrasive

Les particules minérales frottent continuellement contre la paroi interne du tuyau. Le quartz, la silice-contenant des minéraux, les particules métalliques-et les fins fragments de roche peuvent tous contribuer à l'usure.

L'effet devient plus visible lorsque la boue a une concentration élevée de solides ou que les particules sont dures.

Au fil du temps, l’usure abrasive peut réduire l’épaisseur des parois et éventuellement créer des fuites ou un entretien imprévu.

2. Usure par impact

Toute usure ne vient pas d’un simple glissement.

Les particules peuvent également heurter la paroi du tuyau, en particulier là où le flux change de direction.

Les coudes et les courbures sont des sujets de préoccupation courants. Les vannes et les sections de refoulement des pompes peuvent également subir une usure plus importante que les sections droites du pipeline.

C'est pourquoi le matériau des tuyaux à lui seul ne suffit pas. L'emplacement des coudes, la vitesse d'écoulement, les caractéristiques des particules et la concentration des boues doivent également être pris en compte.

3. Exposition chimique

Les boues concentrées peuvent contenir des résidus chimiques provenant de la flottation et d'autres opérations de traitement des minéraux.

Selon le procédé, le lisier peut contenir des substances acides, des sels ou d'autres produits chimiques.

Pour les tuyaux en acier, la corrosion peut se produire en même temps que l'abrasion. Lorsque la corrosion a déjà endommagé la surface interne, le mouvement continu des particules peut accélérer la perte de matière.

Qu’est-ce qu’un pipeline de concentré UHMWPE ?

UHMWPE signifie polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé.

Il est utilisé dans les applications où les matériaux de canalisations ordinaires peuvent avoir des difficultés à résister à une usure abrasive continue.

Le matériau possède une combinaison de propriétés utiles pour le transport des concentrés :

Haute résistance à l'abrasion

Faible frottement

Résistance élevée aux chocs

Résistance chimique

Faible poids

La surface intérieure lisse est une autre caractéristique importante. Au lieu de s'appuyer principalement sur une paroi en acier épaisse pour résister à l'usure, l'UHMWPE utilise une structure polymère résistante qui peut absorber l'impact des particules et résister aux glissements répétés.

Pour les boues concentrées, cette différence peut être importante sur de longues périodes de fonctionnement continu.

Tuyau UHMWPE vs tuyau en acier pour le transport de concentré

图 1

L'acier joue toujours un rôle important dans les pipelines miniers, en particulier là où une résistance structurelle élevée est requise.

La différence est qu’un pipeline de concentré doit également faire face à un contact continu entre la paroi du tuyau et les solides abrasifs. Pour ce type de prestation, la tenue à l’usure de la surface interne devient un facteur de choix majeur.

Avantages clés du tuyau de concentré UHMWPE

图 2

1. Haute résistance à l’abrasion

Pour les boues concentrées, l’usure est généralement l’une des premières choses à examiner.

Des particules minérales dures traversent continuellement le tuyau. Le problème devient plus grave lorsque le lisier a une concentration élevée de solides ou contient des particules grossières et dures.

L'UHMWPE a une structure moléculaire robuste et une bonne résistance au service abrasif. Il peut supporter un contact répété avec des particules minérales sans compter uniquement sur une épaisseur de paroi accrue.

Ceci est particulièrement utile pour les pipelines à lisier-de longue durée où l'usure interne constitue un problème de maintenance majeur.

2. Surface interne lisse et faible friction

L’état de la paroi intérieure affecte la façon dont le lisier se déplace dans le tuyau.

L'UHMWPE a une surface interne lisse et un faible coefficient de frottement. Cela réduit la résistance entre le coulis et la paroi du tuyau.

Un tube en acier peut devenir plus rugueux à mesure que la corrosion, l'usure et les dépôts se développent. Une surface plus lisse peut aider à maintenir des conditions d’écoulement plus constantes.

Pour le transport du concentré, cela est utile non seulement pour les performances hydrauliques, mais également pour réduire la tendance du matériau à adhérer à la paroi du tuyau.

3. Résistance chimique

Le lisier concentré n’est pas toujours chimiquement neutre.

Les réactifs de traitement et les caractéristiques du minerai peuvent exposer le pipeline à des milieux acides, alcalins ou salins.

L'UHMWPE présente une bonne résistance à de nombreux environnements chimiques et ne subit pas la corrosion électrochimique conventionnelle de type acier-.

La compatibilité chimique exacte doit encore être vérifiée par rapport à la composition, à la concentration et à la température réelles du lisier.

4. Bonne résistance aux chocs

Des particules minérales grosses ou dures peuvent heurter la paroi du tuyau pendant le transport.

Ceci est particulièrement pertinent autour des coudes, des virages et d’autres zones où la direction du flux change.

L'UHMWPE a une bonne ténacité et une bonne résistance aux chocs, permettant au matériau du tuyau d'absorber une partie de l'énergie d'impact au lieu de se comporter comme un matériau fragile.

5. Poids inférieur du tuyau

L'UHMWPE est considérablement plus léger que l'acier.

Cela facilite la manipulation et le transport, en particulier lorsque les canalisations doivent être déplacées autour de sites miniers éloignés ou de zones d'installation difficiles.

Un poids inférieur du tuyau peut également simplifier le levage et le positionnement lors de l'installation.

Pour les pipelines de concentrés-sur de longues distances, cela peut faire une différence pratique pendant le transport et les travaux sur site.

Paramètres clés du tuyau UHMWPE

*La comparaison de l'abrasion dépend de la méthode de test, des matériaux et des conditions de fonctionnement. Il doit être traité comme une référence plutôt que comme un rapport de durée de vie de champ garanti-.

Applications du pipeline de concentré UHMWPE

Les tuyaux UHMWPE peuvent être utilisés pour différents services de transport de concentrés, notamment :

Transport de concentré de cuivre

Pipelines de concentré de minerai de fer

Transport de concentré de nickel

Pipelines de concentré d’or

Pipelines de traitement du lithium

Les spécifications du tuyau doivent être sélectionnées en fonction des propriétés du concentré et des conditions d’exploitation plutôt que du seul nom du minéral.

Comment sélectionner un pipeline de concentré ?

Avant de sélectionner le tuyau, il est utile de comprendre le concentré lui-même.

Caractéristiques du concentré

Les informations importantes comprennent la concentration en solides, la taille des particules, la dureté minérale et la densité de la boue.

Un pipeline transportant des particules fines à une concentration modérée présente des caractéristiques d'usure différentes de celui transportant des particules grossières et dures à une concentration élevée de solides.

Conditions de fonctionnement

La longueur du pipeline, la pression de service, la vitesse d'écoulement, la température et l'environnement d'installation affectent tous les spécifications requises du tuyau.

Les coudes et les coudes méritent également une attention particulière car ils peuvent subir une usure plus importante que les sections de tuyaux droites.

Exigences relatives aux matériaux des tuyaux

L'UHMWPE mérite d'être pris en compte lorsque l'application nécessite de fortes exigences en matière de résistance à l'abrasion, de faible frottement interne et de résistance chimique.

Pour un projet comportant des pressions élevées ou des exigences mécaniques particulières, la structure du tuyau et la méthode de raccordement doivent également être évaluées.

Foire aux questions

Qu’est-ce qu’un pipeline de concentré ?

Un pipeline de concentré transporte la boue de concentré minéral depuis une installation de traitement vers un stockage, un port ou un autre lieu de traitement.

Pourquoi utiliser des tuyaux UHMWPE pour le transport des concentrés ?

Les principales raisons sont sa haute résistance à l’abrasion, sa surface interne lisse, son faible frottement et sa résistance chimique. Ces propriétés sont utiles lorsque le coulis contient des particules minérales dures et que le pipeline fonctionne en continu.

L'UHMWPE est-il meilleur que les tuyaux en acier pour les boues concentrées ?

Les deux matériaux ont des résistances différentes. L'acier offre une résistance mécanique élevée, tandis que l'UHMWPE est particulièrement adapté aux applications où l'abrasion interne, la friction et l'exposition chimique sont des préoccupations majeures.

Le choix final dépend de la pression, du diamètre, des caractéristiques du coulis, des conditions d'installation et de la structure de tuyauterie requise.

Qu’est-ce qui affecte la durée de vie d’un pipeline de concentré ?

Les principaux facteurs sont la dureté minérale, la concentration en solides, la taille des particules, la vitesse d'écoulement, la géométrie du pipeline, la pression et les conditions de fonctionnement.

Les coudes s'usent-ils plus vite que les tuyaux droits ?

Ils le peuvent. Les changements de direction d'écoulement peuvent augmenter l'impact des particules et les turbulences autour des virages et des coudes. Le taux d'usure réel dépend des propriétés du coulis, de la vitesse, de la géométrie du coude et du matériau du tuyau.

Conclusion

Les canalisations de concentrés minéraux doivent faire face à quelque chose que les canalisations d’eau ordinaires ne subissent pas : le mouvement continu de particules solides abrasives.

L'acier offre un solide support mécanique, mais sa surface interne peut être affectée à la fois par l'abrasion et la corrosion.

UHMWPE aborde le problème différemment. Sa haute résistance à l’abrasion, sa surface lisse, son faible frottement, sa résistance chimique et son faible poids le rendent adapté aux applications exigeantes de boues concentrées.

Il ne s’agit pas simplement de choisir le matériau le plus résistant. Les questions les plus utiles portent sur les particules contenues dans le lisier, leur dureté, la quantité de matière solide présente, la vitesse de déplacement du lisier et la pression que le pipeline doit supporter.

Pour le transport des concentrés, ces détails déterminent si l'UHMWPE est le bon matériau de canalisation et quelle spécification doit être utilisée.

Pipeline de concentré UHMWPE - conçu pour un service continu de boues abrasives.

Méta-titre

Tuyau UHMWPE pour le transport de concentrés minéraux|Pipeline résistant à l’abrasion

Méta-description

Tuyaux UHMWPE pour le transport de concentrés minéraux. Haute résistance à l'abrasion, faible frottement et résistance chimique pour les pipelines de cuivre, de minerai de fer, de nickel et autres pipelines de boues concentrées.

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