Mudanças no duto do chorume: que efeito ele pode ter na sua operação?

Aprenda o que acontece quando são feitas alterações em um mineroduto no meio de uma operação. Descubra como essas mudanças afetam a bomba e o desempenho geral da operação. Consulte nossas bombas de chorumeEntre em contato conosco para cotação rápida

Descrição do encanamento da pasta:

A abrasão de tubos e a perda de erosão associada é uma grande preocupação em qualquer sistema de tubulação de polpa. Esforços estão sendo feitos constantemente para melhorar a estrutura e os materiais dos encanamentos para uma variedade de indústrias.

As tubulações de polpa podem ser feitas de diversos materiais, como aço carbono, aço liga, aço temperado, aço inoxidável, tubos revestidos resistentes à abrasão e tubos não ferrosos, HDPE, etc. O material da tubulação é geralmente selecionado com base na aplicação, material sendo bombeado e custo.

O uso de minerodutos não-ferrosos está aumentando dia a dia em todo o mundo.

Por exemplo:

O polietileno de alta densidade (HDPE) é extensivamente utilizado para aplicações como rejeitos de minas devido ao seu peso molecular ultra-alto e resistência à abrasividade. Tem uma expectativa de vida muito melhor do que os tubos de aço carbono não revestidos, especialmente quando se trata de lamas abrasivas ou corrosivas.

O poliuretano é geralmente usado para tubulação de lama na fábrica. É flexível e resistente ao calor e à corrosão.

Tubo de polibutileno é um tubo termoplástico flexível e tem a maior resistência à tração e resistência ao calor muito boa.

Além do anterior, outros tubos não-ferrosos de baixa resistência ao desgaste para polpas abrasivas são PVC (policloreto de vinila), PP (polipropileno), ABS (acrilonitrila-butadieno-estireno), tubo de fibra de vidro com cavacos internos de cerâmica, etc.

Para tubulações de aço revestidas internamente, os materiais não ferrosos são geralmente usados ​​como revestimento interno do tubo de aço para proteção contra erosão e corrosão.

Para revestimento de aço, um tubo plástico de diâmetro ligeiramente menor é inserido no tubo de aço e, em seguida, o espaço anular é preenchido com cimento. Outra maneira é pegar um tubo de polietileno de alta densidade de diâmetro ligeiramente maior e comprimi-lo para reduzir o diâmetro externo. Este tubo comprimido é então cuidadosamente puxado para dentro do tubo de aço; ao liberar a força constritora, o tubo interno pressiona firmemente contra o interior do tubo de aço.

Diretrizes para um pipeline de chorume eficaz

  • As encostas da linha horizontal não devem exceder o ângulo de repouso da lama.
  • As rotinas de manutenção para lavagem e drenagem de tubulações, juntamente com a limpeza manual, devem ser mantidas.
  • Os pontos de desgaste propensos devem ser identificados.
  • Use curvas de raio longas.
  • Use uma válvula com tamanho máximo de porta.
  • Use válvulas de esfera de porta cheia.
  • Evite o uso de válvula globo (a sede pode ser conectada por deposição sólida).
  • Fornecer conexão de descarga das válvulas.
  • Tubos de aço forrados com revestimento resistente à abrasão podem aumentar significativamente a vida útil dos tubos.
  • Para estender a vida útil de um tubo, os métodos de revestimento também podem ser usados ​​em um pipeline operacional.
  • Geralmente, o fundo dos tubos de polpa desgasta-se o mais rapidamente porque está mais em contato com a pasta abrasiva. Isso pode ser um pouco mitigado se os tubos tiverem a capacidade de serem rotacionados periodicamente e depois substituídos totalmente após as rotações 3 / 4.

O que acontece quando um diâmetro de pipeline é alterado?

Mudanças no Diâmetro do Oleoduto

Ao falar sobre o diâmetro da tubulação, principalmente se refere ao diâmetro interno do tubo através do qual o fluido fluirá. Se um tubo de descarga tiver 11 polegadas em diâmetro total, mas o diâmetro interno for 10 polegadas, isso será referido como um tubo de 10 polegadas.

Para mover uma certa quantidade de fluido através de um gasoduto, é necessária energia. Uma parte dessa energia é perdida devido ao atrito entre o fluido e a parede interna do tubo. Essa perda é chamada de perda de carga ou queda de pressão.

A velocidade do fluido refere-se à velocidade de um fluido que flui através de um gasoduto.

Agora, vamos supor um Bomba de lodo e pipeline foi configurado para um determinado fluxo de uma pasta. Se em algum lugar abaixo da linha diminuirmos o diâmetro interno do tubo, o tubo irá se contrair, dando menos espaço para que a lama flua. Isso faz com que a lama entre em contato ainda mais com a parede interna do tubo. Isso resultará em mais atrito, levando a uma maior queda de pressão ou perda de energia da bomba. Portanto, o custo total da operação será maior, pois a energia necessária para a bomba precisará ser aumentada.

Além disso, devido ao menor espaço disponível no tubo, a velocidade da lama será maior do que a configuração original com o maior diâmetro do tubo. Se a velocidade da lama for maior, o grau de erosão na tubulação também será maior.

Ao contrário, para o caso acima; se aumentarmos o diâmetro interno do tubo, a lama terá mais espaço para escoar, o que significa menos atrito entre a lama e a parede interna do tubo. Isso resultará em uma menor queda de pressão, exigindo mais energia para atender a vazão original. Além disso, com uma tubulação mais larga, a velocidade da lama tem uma chance maior de estar abaixo da velocidade da linha crítica. Isso significa que as partículas sólidas da pasta e seu fluido se moverão separadamente, causando potencialmente uma deposição ou deposição dos sólidos na tubulação, o que levará a entupimento de oleoduto e outros problemas de manutenção.

Com base no tipo de slurry que você está bombeando, é importante certificar-se de que a tubulação, o tamanho da mangueira e o tipo estão dimensionados corretamente para a sua bomba. Isso fará com que a velocidade crítica da linha mantenha um nível alto o suficiente, onde o material não se estabelecerá na tubulação ou na mangueira, e o acúmulo acabará levando ao entupimento. o a velocidade crítica da linha é a velocidade em pés por segundo que a lama deve passar através da tubulação ou da mangueira para permanecer turbulenta o suficiente para não se assentar na parte inferior da mangueira. Quanto menor o diâmetro interno da mangueira ou tubulação, maior a velocidade da lama.

Ao considerar as alterações do diâmetro do pipeline

A velocidade de operação de uma bomba precisará ser calculada com base em vários fatores, incluindo o tipo de material, distância do material, diâmetro do duto, distância do duto, etc. Ao realizar esses cálculos, você está determinando a velocidade exata que o material precisa para percorrer o oleoduto para fazer o sentido mais econômico.

A queda de pressão ideal também precisa ser considerada; o que significa que a pressão será ótima, no que diz respeito ao consumo de energia, para mover a lama de um lugar para outro.

Ao selecionar o tamanho da tubulação em um sistema de suspensão, certifique-se de que os cálculos técnicos foram executados para economizar não apenas os custos atuais, mas também os custos futuros do sistema.
Como a lama é uma mistura de líquido e sólidos, requer um pouco mais de espaço para fluir dentro do tubo em vez de apenas líquido. Caso contrário, a pasta pode ser calçada ou entupida na tubulação. Devido a isso, um tamanho de pipeline ligeiramente maior deve ser considerado.

Na seleção do diâmetro externo e espessura do tubo, a perda de erosão, o revestimento interno do tubo, etc. devem ser considerados.

Efeito da mudança do comprimento do tubo

Mudança do Comprimento do Oleoduto

A perda de energia, ou queda de pressão, também dependerá do comprimento do gasoduto. Se o comprimento total de uma tubulação for aumentado, a área da superfície interna da tubulação também aumentará.

Se a área da superfície interna de uma tubulação aumentar, a fricção total entre as partículas da pasta e a superfície interna da tubulação também aumentará. Quando uma lama é movida através de uma tubulação, ela cria atrito com a parede interna do tubo. Este atrito provoca uma redução da pressão do fluido, exigindo, portanto, mais energia para mover a lama.

Se o gasoduto for maior do que o necessário, a quantidade total de atrito será maior. Isso resultará em baixa pressão no final do pipeline. Consequentemente, alguma perda de energia da bomba ocorrerá, o que significa a necessidade de uma bomba com maior capacidade nominal, maior custo total de operação, maior custo de materiais, etc.

Por outro lado, se diminuirmos o comprimento de um oleoduto desnecessariamente; a perda total de atrito será menor e teremos uma pressão indesejável maior na extremidade de descarga da tubulação.

Dicas para o tamanho ideal do pipeline

  • A queda de pressão ideal precisa ser calculada.
  • Adote a rota mais curta possível para o pipeline
  • A bomba deve então ser selecionada com base no comprimento final do tubo e sua queda de pressão associada.

Efeito da alteração de um pipeline existente

Às vezes, um pipeline pode precisar mudar durante uma operação. Se isso acontecer, as seguintes alterações podem ocorrer:

  1. Mudança no diâmetro do tubo
  2. Mudança no comprimento do tubo
  3. Mudança na elevação do tubo
  4. Mudança nos encaixes de tubulação, válvulas etc.
  5. Mudança nos materiais dos tubos

Anteriormente, os dois efeitos que explicamos anteriormente, ou seja, a mudança de diâmetro e a alteração de comprimento também serão aplicáveis ​​aqui. Além disso, algumas outras maneiras pelas quais um pipeline pode ser alterado serão exploradas, como o efeito da mudança de elevação, mudanças nas conexões e válvulas e mudanças no material do duto.

Se a elevação do tubo aumentar, uma cabeça ou pressão adicional será necessária para compensar isso.
Quando um fluxo de líquido muda de direção, há resistência. Além disso, o líquido tentará fluir ao redor da borda externa do acessório. Isso reduz a área efetiva do acessório. Assim, a velocidade do líquido aumentará e a perda por atrito ou queda de pressão também aumentará. Portanto, qualquer alteração nas conexões do tubo afetará a queda de pressão ou a perda por atrito do sistema.

Um efeito semelhante também ocorrerá nas válvulas, devido à sua passagem não linear e não uniforme. Como resultado, uma queda de pressão ou perda de atrito também ocorrerá em caso de qualquer alteração nas válvulas. Além disso, as válvulas são propensas ao golpe de aríete, que são ondas de choque de alta pressão que são produzidas quando um líquido é repentinamente forçado a parar em um tubo, seja devido a válvulas, ou à operação de parada da bomba.

Alterações feitas nos materiais do tubo alteram o fator de atrito do tubo. Isso também afetará o resultado dos cálculos de queda de pressão ou de perda por atrito.

Dicas rápidas sobre medição de mangueiras e tubulações

Como um diâmetro de mangueira de chorume é medido:
Mangueiras de polpa e conjuntos de mangueiras de polpa são medidos pela medição do diâmetro interno. Em aplicações e materiais de bombeamento altamente abrasivos, a mangueira de polpa pode ter um revestimento interno que pode alterar o diâmetro interno da mangueira, que precisa ser calculado corretamente para que a mangueira se encaixe perfeitamente em sua tubulação.

Como um Diâmetro de Pipeline é medido:
Pipelines inferiores a 12 polegadas são medidas pelo seu diâmetro interno. Além disso, essas tubulações também podem conter um revestimento interno para ajudar a proteger contra materiais abrasivos ou corrosivos que devem ser levados em conta ao instalar em uma mangueira de polpa.

Além disso, um pipeline que excede um 12-in. o diâmetro interno é medido pelo seu diâmetro externo. Portanto, para tubulações que excedam um diâmetro de 12 polegadas, isso deve ser levado em consideração ao tentar encaixar com uma mangueira ou tubulação de polpa existente. Para calcular o diâmetro interno de tubos que excedem 12-polegadas, o operador deve conhecer o diâmetro externo do tubo, a programação (espessura) e se o sistema é revestido. O conhecimento desses fatores permitirá que o operador selecione cuidadosamente a medida exata do diâmetro interno do tubo para combinar perfeitamente com o sistema existente.

Bombas de Polpa EDDY

Um estudo de caso:

Suponha que tenhamos um antigo sistema de tubulação de lama; Precisamos mudar o seguinte:

  1. Diâmetro do tubo devido à exigência de maior vazão
  2. Comprimento do tubo devido à realocação de equipamentos
  3. Materiais de tubulação devido ao desgaste do tubo existente

Agora, antes de detalharmos o que essas alterações fariam em um sistema de bombas e tubulações existente, analisaremos matematicamente como os fluidos interagem com diferentes configurações de tubulação.

1) A relação fundamental entre o fluxo do fluido e o diâmetro do tubo é:

Fluxo = Diâmetro Interno do Cano x Velocidade do Fluido

2) A relação fundamental entre a perda de atrito do tubo ou queda de pressão e o diâmetro do tubo e o comprimento do tubo é:

Fator de Fricção de Tubo x Comprimento do Tubo x Velocidade do Fluido 2
Queda de Pressão = —————————————————————————————
Diâmetro Interno do Tubo x Força Gravitacional

3) A relação fundamental de energia necessária com relação à vazão e pressão do fluido é:

Vazão x Pressão
Potência da bomba HP = ————————————
Fator de Conversão x Eficiência

Agora, se quisermos obter um fluxo maior, mantendo a mesma velocidade:

  1. De acordo com a relação 1st, precisamos aumentar o diâmetro interno do tubo.
  2. Se o diâmetro do tubo for aumentado, a queda de pressão ou a perda de atrito do tubo será menor, resultando em aumento do fluxo.
  3. No entanto, se o fluxo for aumentado, a energia da bomba precisará ser aumentada para corresponder à velocidade anterior da tubulação de menor diâmetro.

Agora, se precisarmos aumentar o comprimento do tubo enquanto mantemos outros parâmetros iguais:

  1. De acordo com a relação 2nd, a perda de pressão ou a perda de atrito do tubo aumentará.
  2. Se a queda de pressão aumentar, a potência da bomba precisará aumentar para compensar a maior perda por fricção.

Agora, se precisarmos mudar os materiais do tubo enquanto mantemos outros parâmetros iguais:

  1. O fator de atrito do tubo mudará, dependendo do material. Além disso, a queda de pressão ou perda de atrito do tubo também mudará, se os outros parâmetros permanecerem inalterados.
  2. Se a queda de pressão mudar, a quantidade de energia necessária para efetivamente mover o material pela tubulação será alterada.

Portanto, em nosso caso acima, alterar uma operação no meio do pipeline pode ser uma decisão cara, afetando:
• Custo do projeto:
Engenharia de projeto, materiais, fabricação / fabricação, construção / instalação e comissionamento.
• Custo de operação:
Custos de energia - eletricidade, combustível etc., custos de mão-de-obra - operador, mão-de-obra, etc., e o aumento do custo de serviços públicos - água, gases, óleo, graxa, etc.
• Custo de manutenção:
Mão de obra - mão de obra etc., Materiais - peças de reposição, graxa, óleo etc., e as utilidades associadas.

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