소개

철광석 슬러리는 파이프라인을 고르게 마모시키지 않습니다. 구부러진 부분, 낮은 지점, 파이프 섹션 사이의 전환 또는 슬러리가 반복적으로 방향을 바꾸는 위치에서 심각한 손상이 발생할 수 있습니다. 누출이 눈에 띄게 나타날 때쯤에는 파이프 벽에서 이미 상당한 양의 재료가 손실되었을 수 있습니다.

남아프리카의 철광석 작업에서 파이프라인 마모는 유지 관리 문제 그 이상입니다. 예상치 못한 수리로 인해 슬러리 이송이 중단되고, 다운스트림 처리가 지연되고, 유지 관리 인력이 늘어나고, 펌프 및 파이프라인 지지대에 대한 추가 작업이 발생할 수 있습니다.

UHMWPE(초고분자량 폴리에틸렌) 파이프는 내마모성, 낮은 마찰 표면, 내식성 및 상대적으로 가벼운 무게로 인해 연마성 슬러리 이송을 위한 옵션 중 하나입니다. 그러나 파이프 재료를 선택하는 것은 솔루션의 일부일 뿐입니다. 슬러리 특성, 작동 속도, 압력, 파이프라인 형상 및 설치 품질은 모두 시스템 성능에 영향을 미칩니다.

이 기사에서는 남아프리카 철광석 작업에서 UHMWPE 파이프가 유용할 수 있는 부분, 엔지니어가 이를 지정하기 전에 평가해야 할 사항, 주문하기 전에 확인해야 할 세부 사항을 조사합니다.

1. 철광석 슬러리가 파이프라인을 통해 마모될 수 있는 이유

철광석 처리에는 분쇄, 분쇄, 분류, 농축 및 광미 처리가 포함될 수 있습니다. 공정 단계에 따라 이송되는 물질에는 거친 입자, 미세한 광물 고형물, 공정수 또는 다양한 입자 크기의 혼합물이 포함될 수 있습니다.

적철석과 자철석은 철을 함유한 일반적인 광물입니다. 경도와 슬러리 내 입자의 크기, 모양 및 농도는 마모 정도에 영향을 미칩니다. 광물 이름보다는 전체 슬러리의 거동이 파이프라인의 마모를 결정합니다.

세 가지 작동 조건에 특별한 주의가 필요합니다.

입자 충격 및 슬라이딩 마모

파이프를 통해 이동하는 고체 입자는 내벽을 따라 미끄러지거나 비스듬히 부딪칠 수 있습니다. 더 크거나 더 각진 입자는 특히 흐름 방향이 바뀌는 곳에서 더 심각한 국부적 손상을 일으킬 수 있습니다. 실제 마모율은 입자 특성, 농도, 속도 및 파이프 재료의 기계적 특성에 따라 달라집니다.

적당한 농도의 미세 입자를 운반하는 파이프라인은 더 높은 농도의 거친 입자를 운반하는 파이프라인과 다른 마모 패턴을 경험할 수 있습니다. 광물명만으로는 파이프의 수명을 예측할 수 없습니다.

흐름 방향의 변화

직선 파이프 섹션은 굴곡이나 기타 기하학적 전환과 동일한 마모를 항상 경험하지는 않습니다. 구부러진 부분에서는 액체가 방향을 바꾸는 동안 입자가 원래 궤적을 따라 계속될 수 있습니다. 이는 파이프 벽의 특정 영역에 입자 영향을 집중시킬 수 있습니다.

따라서 직선 구간의 일반적인 상태만 기록하는 파이프라인 검사에서는 주의가 가장 필요한 위치를 놓칠 수 있습니다. 동일한 영역에서 반복적으로 수리하는 경우 검사에는 손상된 재료에만 초점을 맞추기보다는 국부적 형상, 흐름 조건 및 지지 배열을 포함해야 합니다.

흐름 조건의 변화

슬러리 파이프라인은 실제 속도 범위 내에서 작동합니다. 이송된 고체에 비해 속도가 너무 낮으면 입자가 침전되어 축적될 수 있습니다. 속도가 불필요하게 높으면 입자 영향과 마찰 손실이 증가할 수 있습니다.

모든 철광석 슬러리에 적합한 단일 속도는 없습니다. 적절한 작동 범위는 입자 크기 분포, 고형물 농도, 슬러리 밀도, 파이프 직경, 경사 및 펌핑 시스템의 특성에 따라 달라집니다.

이러한 이유로 원래 작동 조건을 조사하지 않고 마모된 파이프를 내마모성이 더 높은 재질로 교체하면 근본적인 문제가 해결되지 않을 수 있습니다.

2. UHMWPE 파이프가 철광석 슬러리 운송에 적합한 위치

UHMWPE는 매우 높은 분자량을 지닌 폴리에틸렌 소재입니다. 그 특성으로 인해 마모, 부식 및 재료 취급이 중요한 고려 사항인 응용 분야에 유용합니다.

철광석 광산의 경우 파이프라인이 연마성 고체를 운반하고 파이프의 압력 등급, 온도 제한, 치수 및 연결 설계가 실제 작업에 적합할 때 잠재적인 이점이 가장 중요합니다.

연마 서비스 하에서 내마모성

UHMWPE 파이프는 고체 입자와 반복적으로 접촉하여 기존 파이프 재료의 내부 벽 두께를 점차적으로 줄일 수 있는 응용 분야에 선택됩니다. 내마모성 표면은 적절한 작동 조건에서 마모 관련 유지 관리 빈도를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

그러나 내마모성은 보편적인 숫자로 취급되어서는 안 됩니다. 테스트 결과는 테스트 방법, 연마재, 입자 크기, 하중 및 작동 조건에 따라 달라집니다. UHMWPE와 강철의 비교는 테스트 조건이 비교 가능한 경우에만 의미가 있습니다.

대체 재료를 평가하는 광산의 경우 가장 유용한 증거에는 테스트 방법, 연마 매체, 보고된 결과 및 실제 슬러리에 대한 테스트의 관련성이 포함됩니다.

매끄러운 내부 표면

UHMWPE 파이프의 내부 표면은 흐름에 대한 낮은 저항을 제공할 수 있습니다. 이는 압력 손실이 펌핑 요구 사항과 운영 비용에 영향을 미치는 슬러리 운송에 도움이 될 수 있습니다.

최종 유압 성능은 여전히 ​​파이프라인의 내부 직경, 길이, 부속품, 고도 변화, 슬러리 특성 및 작동 속도에 따라 달라집니다. 매끄러운 파이프 표면만으로는 시스템의 총 에너지 소비량을 설정할 수 없습니다.

엔지니어는 자재 변경으로 인해 펌핑 비용이 자동으로 절감될 것이라고 가정하기보다는 수력학적 계산을 사용하여 제안된 파이프를 기존 설치와 비교해야 합니다.

부식 저항

철광석 작업에서는 용해된 염분이나 기타 화학 물질이 포함된 공정수를 사용할 수 있습니다. 공정에 따라 파이프라인에서 세척제나 처리 화학물질이 발생할 수도 있습니다.

UHMWPE는 일반적으로 다양한 수성 부식성 환경에 대해 우수한 내성을 제공합니다. 그럼에도 불구하고 실제 매체, 농도 및 온도에 대해 화학적 적합성을 확인해야 합니다. 산화성 화학물질이나 비정상적인 공정 조건이 있는 경우 구체적인 호환성 검토가 권장됩니다.

내식성은 마모와 화학물질 노출이 함께 발생할 때 특히 유용할 수 있습니다. 기계적 부하, 압력 또는 온도를 평가할 필요가 없어지지는 않습니다.

낮은 취급 무게

외부 치수가 동등한 많은 금속 파이프 시스템과 비교할 때 UHMWPE 파이프는 더 가벼워 설치 현장에서의 운송 및 취급이 단순화될 수 있습니다.

이는 장비 접근, 리프팅 배열 및 유지 관리 물류가 설치 작업에 영향을 미치는 원격 광산 위치에서 도움이 될 수 있습니다. 무게 이점이 지지대, 앵커 또는 관절 하중을 무시할 수 있다는 의미는 아닙니다. 지지 배치는 ​​파이프의 작동 조건, 내용물, 범위 및 설치 레이아웃을 고려해야 합니다.

3. 첫 번째 질문은 "어떤 파이프가 내마모성이 가장 좋습니까?"가 아닙니다.

더 유용한 질문은 다음과 같습니다.현재 파이프라인이 어디에서 실패하고 있으며 그 이유는 무엇입니까?

두 가지 일반적인 유지 관리 상황을 고려하십시오.

처음에는 직선 구간이 넓은 영역에 걸쳐 점차적으로 벽 두께를 잃습니다. 이 패턴은 유동 경로를 따라 지속적인 마모가 있음을 나타낼 수 있습니다. 슬러리의 입자 분포, 고형물 농도 및 작동 속도를 검토하면 주요 원인을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

두 번째에서는 굽힘이나 전환 근처에 손상이 집중됩니다. 국지적인 입자 충격, 흐름 분리, 난류 또는 내부 형상의 변화가 문제의 원인이 될 수 있습니다. 이 경우 파이프라인 레이아웃을 검토하지 않고 재료를 변경하면 예상한 개선 효과를 얻지 못할 수 있습니다.

UHMWPE 파이프를 선택하기 전에 유지 관리 및 엔지니어링 팀은 다음 정보를 검토해야 합니다.

이러한 세부 사항은 파이프 재료의 일반적인 비교보다 재료 선택을 위한 더 강력한 기초를 제공합니다.

4. 압력 등급은 실제 의무와 일치해야 합니다.

연마성 슬러리 운반용 파이프는 시스템에 의해 부과되는 압력도 견뎌야 합니다. 내마모성은 부적절한 압력 등급을 보상할 수 없습니다.

설계 검토에서는 정상 작동 압력과 시스템이 경험할 수 있는 최대 압력을 구별해야 합니다. 펌프 시작 및 정지, 밸브 작동, 유량 변화 및 기타 작동 이벤트로 인해 일시적인 압력 조건이 발생할 수 있습니다.

엔지니어는 온도가 재료의 허용 압력, 파이프 치수, 연결 시스템 및 해당 설계 표준에 미치는 영향도 고려해야 합니다.

공칭 압력 값을 단독으로 선택해서는 안 됩니다. 허용 가능한 작동 조건은 제조업체의 기술 문서와 프로젝트의 설계 요구 사항을 통해 확인해야 합니다.

교체를 고려 중인 기존 강철 파이프라인의 경우 엔지니어링 검토에는 현재 시스템 압력, 펌프 특성, 고도 차이 및 발생한 압력 서지가 포함되어야 합니다. 새로운 파이프 시스템은 단순히 작동 게이지에 표시된 평균 압력뿐만 아니라 이러한 조건에도 적합해야 합니다.

5. 파이프 연결 및 설치에 따라 결과가 결정될 수 있습니다.

적합한 파이프 재료라도 연결이 잘못 조립되거나 파이프라인이 부적절하게 지지되면 성능이 저하될 수 있습니다.

UHMWPE 광산 파이프 시스템은 제품 설계 및 프로젝트 요구 사항에 따라 플랜지 연결을 사용할 수 있습니다. 설치 전에 계약자는 플랜지 치수, 밀봉 배열, 볼트 요구 사항, 정렬 공차 및 제조업체의 조립 절차를 확인해야 합니다.

볼트를 조여 연결부를 강제로 정렬해서는 안 됩니다. 과도한 정렬 불량으로 인해 조인트가 수용하도록 설계되지 않은 하중이 발생할 수 있습니다.

지지 및 고정 장치도 주목할 만합니다. 파이프 지지대는 파이프와 슬러리의 무게, 설치 형상, 작동 중에 생성되는 하중을 고려해야 합니다. 방향 변경, 장비 인터페이스 및 다양한 파이프 재료 간 전환은 설치 계획 중에 특히 주의를 기울여야 합니다.

매설된 파이프라인의 경우 설치 팀은 트렌치 상태, 지층, 되메우기 재료, 압축 및 집중된 외부 하중에 대한 보호를 확인해야 합니다. 지상 시스템의 경우 지지 간격과 연결부 하중 관리는 파이프 제조업체의 지침과 엔지니어링 설계를 따라야 합니다.

시운전에 앞서 계약자는 완성된 파이프라인을 검사하고 승인된 프로젝트 절차에 따라 필요한 압력 또는 기타 승인 테스트를 수행해야 합니다. 테스트 압력, 기간 및 승인 기준은 일반적인 권장 사항이 아닌 해당 설계 및 테스트 요구 사항에서 나와야 합니다.

6. UHMWPE 파이프는 모든 파이프라인에 대한 정답이 아닙니다.

UHMWPE 파이프는 연마성 슬러리 작업에 강력한 후보일 수 있지만 재료 선택은 실제 작동 환경을 반영해야 합니다.

깨끗한 물 배수를 위해 압력 등급 및 설치 요구 사항이 프로젝트 요구 사항을 충족할 경우 기존 HDPE 압력 파이프가 더 경제적이고 적절한 옵션이 될 수 있습니다.

고압 광산 배수 또는 공정 용수의 경우 SRTP 강선 강화 폴리에틸렌 파이프의 구조, 압력 성능, 연결 시스템 및 관련 인증이 해당 임무에 적합한지 평가할 가치가 있을 수 있습니다.

마모성이 높은 철광석 슬러리의 경우 UHMWPE가 이점을 제공할 수 있지만 엔지니어는 여전히 최대 입자 크기, 고형물 농도, 흐름 조건, 작동 압력, 온도 및 제조업체가 문서화한 한계를 확인해야 합니다.

파이프라인에는 다양한 서비스 섹션이 포함될 수도 있습니다. 슬러리 운송, 정수 공급, 배수 및 광미 처리에는 반드시 동일한 파이프 재료가 필요하지 않습니다. 전체 사이트를 하나의 획일적인 애플리케이션으로 취급하면 불필요한 비용이 발생하거나 사양이 적합하지 않을 수 있습니다.

목표는 모든 라인에 대해 가장 비싸거나 내마모성이 가장 높은 파이프를 선택하는 것이 아닙니다. 실제 매체, 작동 조건, 유지 관리 요구 사항을 처리할 수 있는 시스템을 선택하는 것입니다.

UHMWPE 광업 파이프: 확인해야 할 기술 정보

철광석 슬러리 운송의 경우 내마모성과 함께 파이프 치수 및 재료 특성을 고려해야 합니다. 다음 표는 Zhengju UHMWPE 광산 슬러리 파이프에 대해 공개된 기술 사양을 나타냅니다.

결론: 실제 채광 조건에 따라 UHMWPE 파이프를 선택하십시오

남아프리카 철광석 작업에서 슬러리 파이프라인 마모는 단순히 물질적인 문제가 아닙니다. 입자 특성, 슬러리 농도, 유속, 작동 압력 및 파이프라인 레이아웃은 모두 마모가 진행되는 속도와 고장이 발생할 가능성이 있는 위치에 영향을 미칩니다.

UHMWPE 파이프는 내마모성, 매끄러운 내부 표면 및 내식성을 결합하여 연마성 슬러리 운송을 위한 실용적인 옵션을 제공합니다. 그러나 그 적합성은 실제 작업 조건과 파이프라인 시스템의 기술 요구 사항에 따라 달라집니다.

기존 파이프라인을 교체하기 전에 광산 운영자와 EPC 계약자는 주요 마모 위치를 식별하고 운영 데이터를 검토하며 필요한 파이프 치수, 압력 등급 및 연결 방법을 확인해야 합니다. 이 접근 방식은 한 문제가 다른 문제로 대체되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.

FAQ

1. 철광석 슬러리에 UHMWPE 파이프가 적합한가요?

재료, 치수, 압력 등급, 온도 제한 및 연결이 작동 조건과 일치하는 경우 연마성 철광석 슬러리에 적합할 수 있습니다. 최종 결정은 실제 슬러리와 제조업체의 기술 문서를 기반으로 이루어져야 합니다.

2. UHMWPE 파이프가 슬러리 파이프라인 마모를 제거할 수 있습니까?

모든 조건에서 마모를 방지하는 파이프 재질은 없습니다. UHMWPE는 적절한 응용 분야에서 마모 관련 손상을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 입자 특성, 유속, 파이프라인 형상 및 작동 조건은 계속해서 마모에 영향을 미칩니다.

3. UHMWPE 파이프는 항상 강관보다 좋나요?

아니요. 적절한 선택은 작업, 압력, 온도, 설치 조건, 유지 관리 요구 사항 및 수명 주기 비용에 따라 달라집니다. Steel과 UHMWPE는 기계적, 작동적 특성이 다르기 때문에 실제 프로젝트를 기준으로 비교해야 합니다.

4. 굴곡 시 국부적인 마모의 원인은 무엇입니까?

슬러리의 방향이 바뀌면서 입자가 파이프 벽에 부딪힐 수 있습니다. 마모 정도와 위치는 굽힘 형상, 흐름 조건, 입자 특성 및 파이프라인 레이아웃에 따라 달라집니다. 검사 결과는 재료 변경, 형상 검토 또는 운영 조정이 적절한지 여부를 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.

5. UHMWPE 슬러리 파이프를 선택하려면 어떤 정보가 필요합니까?

최소한 공급업체는 필요한 직경, 작동 및 최대 압력, 슬러리 구성, 고형물 농도, 입자 크기 분포, 온도, 설치 방법 및 연결 요구 사항을 알아야 합니다. 최종 엔지니어링 승인을 위해서는 더 자세한 정보가 필요할 수 있습니다.

6. 광산 광미 운송에 UHMWPE 파이프를 사용할 수 있습니까?

고형분 함량, 입자 특성, 화학, 압력 및 파이프라인 레이아웃에 따라 특정 광미 응용 분야에 적합할 수 있습니다. 광미 특성은 작업마다 다르므로 "광미"라는 용어만 사용하기보다는 실제 운송 조건을 사용하여 파이프를 선택해야 합니다.

7. 기존 슬러리 파이프라인을 교체하기 전에 확인해야 할 사항은 무엇입니까?

현재 고장 위치, 남은 벽 두께, 작동 압력, 유량, 슬러리 특성, 펌프 조건 및 설치 레이아웃을 검토하십시오. 이러한 조사 결과는 교체가 재료 마모만 해결해야 하는지 아니면 시스템 설계에도 주의가 필요한지 여부를 결정하는 데 도움이 됩니다.

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