Pourquoi le transport-sur de longues distances des résidus nécessite-t-il un pipeline-résistant à l'usure ?

Introduction

Le transport des résidus sur de longues-distances crée plusieurs défis lors de la sélection des pipelines.

Avant de choisir une conduite, les acheteurs miniers doivent réfléchir à des questions telles que :

Quelle est la vitesse critique nécessaire pour empêcher la sédimentation ?
Comment la concentration du lisier affecte-t-elle l’usure des canalisations ?
Pourquoi les coudes s’usent-ils plus vite que les tuyaux droits ?
Comment la taille, la forme et la dureté des particules affectent-elles la durée de vie des pipelines ?

Ces facteurs influencent directement l’usure des pipelines.

Les boues de résidus contiennent de l'eau et des solides minéraux. En fonction du minerai et du processus de traitement, les solides peuvent contenir des particules dures et anguleuses qui interagissent continuellement avec la paroi du tuyau pendant le transport.

Pour les pipelines-longues distances, cette abrasion se poursuit sur une distance et une période d'exploitation beaucoup plus longues. De plus, la boue peut contenir des sels dissous, des composants acides ou alcalins, des produits chimiques résiduels ou d'autres substances chimiquement actives, en fonction du processus spécifique.

Par conséquent, le pipeline doit répondre à la foisusure mécanique continue et environnement chimique réel.

Cela fait de l'UHMWPE une option importante pour le transport de résidus abrasifs sur de longues-distances.

1. Vitesse critique : comment contrôler la sédimentation ?

La vitesse critique est une considération importante dans la conception des pipelines à lisier.

Si la vitesse d'écoulement est trop faible, des particules grossières ou denses peuvent se déposer au fond du tuyau. Un dépôt continu peut réduire la zone d'écoulement efficace, augmenter la perte de pression et potentiellement provoquer un blocage.

Cependant, une simple augmentation de la vitesse n’est pas toujours appropriée. Une vitesse excessive peut augmenter l'interaction des particules-parois et accélérer l'abrasion.

La vitesse de fonctionnement appropriée doit donc être déterminée en fonction de la densité du lisier, de la concentration en matières solides, de la taille des particules, de la densité des particules, du diamètre du tuyau et de la rhéologie du lisier.

Une fois la vitesse de fonctionnement établie, le matériau du tuyau doit être capable de supporter un flux abrasif continu.

2. Comment la concentration du lisier affecte-t-elle l'usure des tuyaux UHMWPE ?

La concentration de solides affecte la fréquence à laquelle les particules minérales interagissent avec la paroi du tuyau.

Une concentration plus élevée peut augmenter la quantité de matériaux abrasifs transportés dans le pipeline. Cependant, la concentration à elle seule ne détermine pas le taux d’usure réel.

La dureté des particules, leur taille, leur forme et la vitesse d'écoulement peuvent modifier considérablement le mécanisme d'usure.

Pour cette raison, la sélection des tuyaux UHMWPE pour les résidus doit tenir compte de l'état complet de la boue plutôt que de la seule concentration de solides.

3. Pourquoi les coudes s’usent-ils plus rapidement que les tuyaux droits ?

Les coudes sont des points d'usure critiques dans les canalisations à boues abrasives.

Lorsque le lisier change de direction, les particules solides ne suivent pas parfaitement la phase liquide. Ils peuvent heurter et glisser contre des zones spécifiques du coude, produisant une usure locale concentrée.

Les réducteurs, les tés et les sections de refoulement de pompe peuvent subir des conditions similaires.

En utilisantCoudes UHMWPE et raccords correspondantsL'association aux tuyaux UHMWPE permet de maintenir une surface-résistante à l'usure dans ces sections critiques au lieu de se concentrer uniquement sur les tuyaux droits.

4. Comment la taille et la dureté des particules affectent-elles l’usure du pipeline ?

La dureté des particules est un facteur majeur d’usure par abrasion.

Les particules minérales dures peuvent rayer, couper et impacter la surface interne du tuyau. Les particules angulaires peuvent créer un contact plus agressif en raison de leurs arêtes vives.

La taille des particules influence également le mécanisme d’usure. Des particules plus grossières peuvent générer un impact local plus fort, tandis que de fines particules abrasives peuvent produire une abrasion continue par glissement.

Par conséquent, les acheteurs devraient considérer :

Taille des particules + dureté + forme + concentration + vitesse

lors de la sélection d’un pipeline de résidus.

Pourquoi l'UHMWPE est-il adapté aux résidus sur de longues-distances ?

图 1

La raison principale est sa combinaison de propriétés qui concernent directement les conditions de fonctionnement des boues abrasives.

Haute résistance à l'abrasion

L'UHMWPE fournit une surface interne très-résistante à l'usure pour le transport continu de boues minérales.

Ceci est particulièrement utile lorsque les résidus contiennent des particules dures et abrasives et que le pipeline doit fonctionner en continu sur de longues distances.

Surface interne lisse à faible-friction

La surface interne de l'UHMWPE est lisse et présente un faible coefficient de frottement.

Pour le transport sur de longues-distances, la résistance hydraulique s'accumule le long du pipeline. Une surface interne lisse aide à maintenir un chemin d’écoulement plus favorable et à contrôler la perte de pression.

Résistance chimique

L'environnement chimique des résidus dépend du processus de traitement du minerai et des minéraux.

Certains résidus peuvent contenir des sels dissous, des composants acides ou alcalins, des produits chimiques résiduels de flottation ou de traitement, ou d'autres substances chimiquement actives.

L'UHMWPE présente une forte résistance à de nombreux acides, alcalis et sels. Cela le rend adapté aux applications où l’abrasion et l’exposition chimique se produisent simultanément.

La composition chimique réelle, la concentration et la température de fonctionnement doivent toujours être évaluées pour chaque projet.

Coudes et raccords résistants à l'usure-

Des coudes, tés et réducteurs UHMWPE peuvent être fournis pour correspondre au pipeline.

Ceci est important car les changements de direction d’écoulement peuvent créer une usure localisée plus grave que dans le cas d’un tuyau droit.

Résistance aux chocs et robustesse

L'UHMWPE combine une ténacité élevée avec une résistance aux chocs, aidant le tuyau à résister à une interaction répétée avec des particules minérales pendant un fonctionnement continu.

Performances à basse-température

L'UHMWPE conserve une bonne ténacité à basses températures et peut être envisagé pour les projets miniers dans les régions froides.

Les limites de température réelles doivent être confirmées en fonction de la construction des canalisations et des conditions de fonctionnement.

Résistance aux UV

Les pipelines miniers-sur de longues distances peuvent être installés à l'extérieur et exposés au soleil pendant de longues périodes.

L'UHMWPE peut être formulé avec des stabilisants UV et des antioxydants appropriés pour les applications extérieures. Les installations exposées à long-terme doivent être évaluées en fonction de la formulation réelle du matériau et des conditions environnementales.

Construction légère

L'UHMWPE est nettement plus léger que les tuyaux en acier conventionnels.

Cela peut simplifier le transport et la manutention, en particulier pour les longs tracés de pipelines situés dans des zones minières éloignées ou sur des terrains difficiles.

6. Paramètres des tuyaux UHMWPE

*Les limites réelles dépendent de la construction des canalisations, de la pression, de la température et des conditions du projet.

图 2

7. UHMWPE vs. Tuyaux en acier nu

L'acier reste utile là où la résistance structurelle, les charges externes ou les exigences de pression spécifiques sont dominantes.

La sélection finale doit être basée sur les propriétés réelles de la boue, la pression, la vitesse, la géométrie du pipeline et les conditions d'installation.

8. FAQ

T1. Pourquoi le transport de résidus sur de longues-distances nécessite-t-il à la fois une résistance à l'usure et aux produits chimiques ?

Parce que le pipeline peut être confronté à deux mécanismes différents en même temps.

Les particules minérales provoquent une abrasion mécanique, tandis que la chimie du lisier elle-même peut créer un environnement corrosif.

La gravité de chacun dépend du minerai, de la méthode de traitement et des conditions d’exploitation. L'UHMWPE offre une résistance élevée à l'abrasion ainsi qu'une forte résistance à de nombreux milieux chimiques.

Q2. Une concentration élevée de boue signifie-t-elle automatiquement une usure plus élevée de l'UHMWPE ?

Pas nécessairement.

La concentration est importante, mais la dureté, la taille, la forme, la densité et la vitesse des particules influencent également l'usure. Une suspension à faible concentration-contenant des particules très dures peut néanmoins être très abrasive.

Q3. Pourquoi les coudes UHMWPE devraient-ils être considérés séparément ?

Parce que le lisier change de direction au niveau des coudes, ce qui entraîne l'impact des particules et leur concentration sur des zones spécifiques.

Les coudes-résistants à l'usure aident à maintenir une protection constante à ces points critiques.

Q4. Quelles informations sont requises pour la sélection des tuyaux UHMWPE ?

Pour un projet de gestion des résidus sur-longue distance, fournissez :

DN + pression + débit + longueur de canalisation + concentration de solides + densité de boue + taille des particules + composition minérale + température de fonctionnement + différence d'élévation + nombre de coudes/raccords.

Ces paramètres aident à déterminer les spécifications et la configuration appropriées des tuyaux.

Conclusion

Pour le transport de résidus sur de longues-distances, le principal défi est l'exposition continue à des boues minérales abrasives sur une longue distance de fonctionnement.

La vitesse critique affecte la sédimentation.
La concentration en solides affecte l'interaction des particules.
La taille et la dureté des particules affectent l'abrasion.
Les coudes créent une usure localisée.
Et la chimie du lisier détermine si une résistance chimique est également requise.

UHMWPE combinehaute résistance à l'abrasion, résistance chimique, surface interne lisse, résistance aux chocs, performances à basse-température et construction légère.

Pour les acheteurs miniers à la recherche d'un pipeline-résistant à l'usure pour le transport-de résidus sur de longues distances, l'UHMWPE fournit une solution matérielle qui répond aux principales conditions de fonctionnement internes du pipeline à lisier.

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