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Cambios en la tubería de purín: ¿qué efecto puede tener en su operación?

Conozca qué sucede cuando se realizan cambios en una tubería de lodo en el medio de una operación. Descubra cómo estos cambios afectan la bomba y el rendimiento general de la operación.
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Slurry Pipeline Description:

La abrasión de la tubería y la pérdida de erosión asociada es una preocupación importante en cualquier sistema de tubería de pulpa. Se están haciendo esfuerzos constantemente para mejorar la estructura y los materiales de la tubería para una variedad de industrias.

Las tuberías de lodo pueden fabricarse de muchos materiales diferentes, como acero al carbono, acero aleado, acero endurecido, acero inoxidable, tuberías revestidas resistentes a la abrasión y tuberías no ferrosas, HDPE, etc. El material de la tubería generalmente se selecciona en función de la aplicación. Material a bombear, y costo.

El uso de tuberías de pulpa no ferrosas está aumentando día a día en todo el mundo.

Por ejemplo:

El polietileno de alta densidad (HDPE) se usa ampliamente para aplicaciones como relaves de minas debido a su peso molecular ultraalto y resistencia a la abrasión. Tiene una esperanza de vida mucho mejor que la de los tubos de acero al carbono sin forro, especialmente cuando se trata de lodos abrasivos o corrosivos.

El poliuretano generalmente se usa para tuberías de pulpa en la planta. Es flexible y resistente al calor y la corrosión.

La tubería de polibutileno es una tubería termoplástica flexible y tiene la mayor resistencia a la tracción y muy buena resistencia al calor.

Además de lo anterior, otras tuberías no ferrosas de baja resistencia al desgaste para lodos son PVC (cloruro de polivinilo), PP (polipropileno), ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno), tubos de fibra de vidrio con virutas de cerámica internas, etc.

Para las tuberías de acero revestidas internamente, los materiales no ferrosos se usan generalmente como un revestimiento dentro de la tubería de acero para proteger contra la erosión y la corrosión.

For Situ Lining of Steel Pipelines, una tubería de plástico de diámetro ligeramente más pequeño insertada en la tubería de acero, y luego el espacio anular lleno de cemento. Otra forma es tomar un tubo de polietileno de alta densidad con un diámetro ligeramente mayor y comprimirlo para reducir el diámetro exterior. Esta tubería comprimida se tira cuidadosamente dentro de la tubería de acero; cuando se libera la fuerza de constricción, la tubería interior presiona firmemente contra el interior de la tubería de acero.

Pautas para un oleoducto efectivo

  • Las pendientes de la línea horizontal no deben exceder el ángulo de reposo de la suspensión.
  • Deben mantenerse las rutinas de mantenimiento para enjuagar y drenar las tuberías junto con la limpieza manual.
  • Los puntos de desgaste prono se deben identificar.
  • Usa curvas de radio largo.
  • Use una válvula con el tamaño de puerto máximo.
  • Use válvulas de bola de puerto completo.
  • Evite el uso de la válvula de globo (el asiento puede taponarse por deposición sólida).
  • Proporcione la conexión de descarga de las válvulas.
  • Las tuberías de acero revestidas con forro resistente a la abrasión pueden aumentar significativamente la vida útil de las tuberías.
  • Para extender la vida útil de una tubería, los métodos de revestimiento también se pueden usar en una tubería operativa.
  • En general, el fondo de las tuberías de lodos se desgasta más rápido porque está más en contacto con la suspensión abrasiva. Esto se puede mitigar un tanto si las tuberías tienen la capacidad de rotar periódicamente y luego reemplazarlas completamente después de las rotaciones de 3 / 4.

¿Qué sucede cuando se cambia el diámetro de un ducto?

Los cambios del diámetro de la tubería de purín

Cuando se habla de diámetro de tubería, principalmente se refiere al diámetro interno de la tubería a través del cual fluirá el fluido. Si un tubo de descarga tiene un diámetro total de 11, pero el diámetro interior es de 10 pulgadas, esto se denominaría un tubo de 10 pulgadas.

Para mover una cierta cantidad de fluido a través de una tubería, se requiere energía. Una parte de esa energía se pierde debido a la fricción entre el fluido y la pared interior de la tubería. Esta pérdida se denomina pérdida de carga o caída de presión.

La velocidad del fluido se refiere a la velocidad de un fluido que fluye a través de una tubería.

Ahora, supongamos que Bomba de lodo y la tubería se ha configurado para un cierto flujo de una suspensión. Si en algún lugar de la línea disminuye el diámetro interno de la tubería, la tubería se contraerá, dando a la pulpa menos espacio para fluir. Esto hace que la lechada entre en un mayor contacto con la pared interior de la tubería. Esto dará como resultado una mayor fricción, lo que provocará una mayor caída de presión o pérdida de energía de la bomba. Por lo tanto, el costo total de la operación será mayor ya que la energía necesaria para la bomba tendrá que aumentarse.

Además, debido a que hay menos espacio disponible en la tubería, la velocidad de la suspensión será mayor que la configuración original con el diámetro de tubería más grande. Si la velocidad del lodo es mayor, el grado de erosión en la tubería también será mayor.

Contrariamente, para el caso anterior; si aumentamos el diámetro interno de la tubería, la lechada tendrá más espacio para fluir, lo que significa menos fricción entre la lechada y la pared interior de la tubería. Esto dará como resultado una menor caída de presión, que requerirá más energía para cumplir con la velocidad de flujo original. Además, con una tubería más ancha, la velocidad de la lechada tiene una mayor probabilidad de estar por debajo de la velocidad de línea crítica. Esto significa que las partículas sólidas de la lechada y su fluido se moverán por separado, lo que podría ocasionar un asentamiento o deposición de los sólidos en la tubería que conducirá a obstrucción de tuberías y otros problemas de mantenimiento.

En función de la suspensión que esté bombeando, es importante asegurarse de que su tubería, el tamaño de la manguera y el tipo estén correctamente dimensionados para su bomba. Esto asegurará que la velocidad de línea crítica se mantenga en un nivel suficientemente alto donde el material no se asentará en la tubería o la manguera y la acumulación eventualmente conducirá a la obstrucción. los La velocidad crítica de la línea es la velocidad en pies por segundo que la suspensión debe recorrer a través de la tubería o la manguera para que permanezca lo suficientemente turbulenta como para no asentarse en la parte inferior de la manguera.. Cuanto menor sea el diámetro interior de la manguera o tubería, mayor será la velocidad de la suspensión.

Al considerar los cambios en el diámetro de la tubería

La velocidad a la que se ejecutará una bomba deberá calcularse en función de varios factores, incluido el tipo de material, la distancia del material, el diámetro de la tubería, la distancia de la tubería, etc. Al realizar estos cálculos, se determina la velocidad exacta que necesita el material moverse a través de la tubería para tener el sentido más económico.

También se debe considerar la caída de presión óptima; lo que significa que la presión será óptima, en lo que respecta al consumo de energía, para mover la lechada de un lugar a otro.

Al seleccionar el tamaño de la tubería en un sistema de lodo, asegúrese de que los cálculos técnicos se hayan realizado para ahorrar no solo los costos actuales, sino también los costos futuros del sistema.
Como la lechada es una mezcla de líquido y sólidos, requiere un poco más de espacio para fluir dentro de la tubería por encima del líquido. De lo contrario, la lechada puede bloquearse o atascarse en la tubería. Debido a esto, se debe considerar un tamaño de tubería ligeramente mayor.

En la selección del diámetro exterior y el grosor de la tubería, debe tenerse en cuenta la pérdida de erosión, el revestimiento interior de la tubería, etc.

Efecto de cambiar la longitud de la tubería

Cambio de longitud de la tubería de purín

La pérdida de energía o caída de presión también dependerá de la longitud de la tubería. Si se aumenta la longitud total de una tubería, también aumentará el área de la superficie interior de la tubería.

Si el área de la superficie interna de una tubería aumenta, la fricción total entre las partículas de la lechada y la superficie interna de la tubería también aumentará. Cuando una lechada se mueve a través de una tubería, crea fricción con la pared interior de la tubería. Esta fricción causa una reducción de la presión del fluido, requiriendo así más energía para mover la suspensión.

Si la tubería es más larga de lo que necesita, la cantidad total de fricción será mayor. Esto dará como resultado una presión pobre al final de la tubería. En consecuencia, se producirá cierta pérdida de energía de la bomba, lo que significa la necesidad de una bomba con una clasificación más alta, un costo de operación total más elevado, un costo de materiales más elevado, etc.

Por otro lado, si disminuimos la longitud de una tubería innecesariamente; la pérdida total de fricción será menor y obtendremos una presión más alta indeseable en el extremo de descarga de la tubería.

Consejos para el tamaño óptimo de la tubería

  • Se debe calcular la caída de presión óptima.
  • Adopte la ruta más corta posible para la tubería
  • La bomba debe seleccionarse en función de la longitud final de la tubería y su caída de presión asociada.

Efecto de cambiar una tubería existente

A veces, una tubería puede necesitar cambiar durante una operación. Si esto sucede, pueden ocurrir los siguientes cambios:

  1. Cambio en el diámetro de la tubería
  2. Cambio en la longitud de la tubería
  3. Cambio en la elevación de la tubería
  4. Cambio en accesorios de tubería, válvulas, etc.
  5. Cambio en los materiales de la tubería

Anteriormente, los dos efectos que explicamos anteriormente, es decir, el cambio de diámetro y el cambio de longitud también serán aplicables aquí. Además, se explorarán otras formas en que se puede alterar una tubería como el efecto del cambio de elevación, cambios en accesorios y válvulas y cambios en el material de la tubería.

Si la elevación de la tubería aumenta, se necesitará una carga o presión adicional para compensar eso.
Cuando un flujo de líquido cambia su dirección, hay resistencia. Además, el líquido intentará fluir alrededor del borde exterior del accesorio. Esto reduce el área efectiva del accesorio. Por lo tanto, la velocidad del líquido aumentará y la pérdida por fricción o la caída de presión también aumentará. Por lo tanto, cualquier cambio en los accesorios de tubería afectará la caída de presión o la pérdida de fricción del sistema.

También se producirá un efecto similar en las válvulas, debido a su paso no lineal y no uniforme. Como resultado, también se producirá una caída de presión o pérdida por fricción en caso de cualquier cambio en las válvulas. Además, las válvulas son propensas al golpe de ariete, que son ondas de choque de alta presión que se producen cuando un líquido se ve repentinamente forzado a detenerse en una tubería, ya sea debido a las válvulas o al cese de la operación de la bomba.

Los cambios realizados en los materiales de la tubería cambiarán el factor de fricción de la tubería. Esto también afectará el resultado de los cálculos de caída de presión o pérdida de fricción.

Consejos rápidos sobre la medición de mangueras y tuberías

Cómo se mide un diámetro de manguera de lodos:
Las mangueras de lodo y los conjuntos de manguera de lodo se miden por la medida de su diámetro interior. En aplicaciones y material de bombeo altamente abrasivo, la manguera de lodo puede tener un revestimiento interior que podría alterar el diámetro interior de la manguera, que debe calcularse correctamente para que la manguera se ajuste perfectamente a su tubería.

Cómo se mide un diámetro de tubería:
Las tuberías de menos de 12 pulgadas se miden por su diámetro interno. Además, estas tuberías también podrían contener un revestimiento interno para ayudar a proteger contra materiales abrasivos o corrosivos que deben tenerse en cuenta al instalarse en una manguera de lodo.

Además, una canalización que supera una entrada 12. El diámetro interior se mide por su diámetro exterior. Por lo tanto, para tuberías que excedan un diámetro de 12 de pulgada, esto debe tenerse en cuenta al tratar de encajar con una manguera o tubería de lodo existente. Para calcular el diámetro interior de las tuberías que exceden 12 pulgadas, el operador debe conocer el diámetro exterior de la tubería, el cronograma (espesor) y si el sistema está revestido. Conocer estos factores le permitirá al operador seleccionar cuidadosamente la medida exacta del diámetro interior de la tubería para que coincida perfectamente con el sistema existente.

EDDY Bombas de lodo

Un caso de estudio:

Supongamos que tenemos un viejo sistema de tubería de purín; necesitamos cambiar lo siguiente:

  1. Diámetro de la tubería debido a la exigencia de mayor flujo
  2. Longitud de la tubería debido a la reubicación de los equipos
  3. Materiales de tubería debido al desgaste de la tubería existente

Ahora, antes de detallar lo que estos cambios podrían hacer a un sistema de bomba y tubería existente, revisaremos matemáticamente cómo los fluidos interactúan con las diferentes configuraciones de tubería.

1) La relación fundamental entre el flujo de fluido y el diámetro de la tubería es:

Flujo = Diámetro interno de la tubería x velocidad del fluido

2) La relación fundamental entre la pérdida de fricción de la tubería o la caída de presión y el diámetro de la tubería y la longitud de la tubería es:

Factor de fricción del tubo x Longitud del tubo x Velocidad del fluido 2
Caída de presión = -----------------------------
Diámetro interno de la tubería x fuerza gravitacional

3) La relación fundamental de energía requerida con respecto a la tasa de flujo de fluido y la presión es:

Velocidad de flujo x presión
Potencia de la bomba HP = ------------
Factor de conversión x Eficiencia

Ahora, si queremos obtener un mayor flujo manteniendo la misma velocidad:

  1. De acuerdo con la relación 1st, necesitamos aumentar el diámetro interno de la tubería.
  2. Si el diámetro de la tubería aumenta, la caída de presión o la pérdida de fricción de la tubería serán menores, lo que aumentará el flujo.
  3. Sin embargo, si se aumenta el flujo, la potencia de la bomba tendrá que aumentar para coincidir con la velocidad anterior de la tubería de menor diámetro.

Ahora, si necesitamos aumentar la longitud de la tubería mientras mantenemos otros parámetros iguales:

  1. De acuerdo con la relación 2nd, la caída de presión o la pérdida de fricción de la tubería aumentarán.
  2. Si la caída de presión aumenta, la potencia de la bomba deberá aumentar para tener en cuenta la mayor pérdida de fricción.

Ahora, si necesitamos cambiar los materiales de la tubería mientras mantenemos otros parámetros iguales:

  1. El factor de fricción de la tubería cambiará, dependiendo del material. Además, la caída de presión o la pérdida de fricción de la tubería también cambiarán, si los otros parámetros permanecen sin cambios.
  2. Si la caída de presión cambia, también lo hará la cantidad de energía necesaria para mover efectivamente el material a través de la tubería.

Entonces, en nuestro caso anterior, cambiar una operación a mitad de canal puede ser una decisión costosa, que afecta a:
• Costo del proyecto:
Ingeniería de diseño, materiales, fabricación / fabricación, construcción / instalación y puesta en marcha.
• Costo de operacion:
Costos de energía: electricidad, combustible, etc., costos de mano de obra: operador, mano de obra, etc., y el mayor costo de los servicios públicos: agua, gases, aceite, grasa, etc.
• Costo de mantenimiento:
Mano de obra - mano de obra, etc., Materiales - repuestos, grasa, aceite, etc., y los servicios asociados.

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