Utilisation de pompes à haute teneur en chrome dans l'industrie des eaux usées minières

Jul 11, 2023

L’exploitation minière industrielle est une activité rudimentaire, et les pompes utilisées pour assécher les sites et déplacer les boues supportent le poids de l’usure. Les pompes à boue avec des pièces d’usure en fer à haute teneur en chrome sont spécialement conçues pour prolonger la durée de vie des composants intégraux, même lorsqu’elles travaillent avec des fluides de processus qui ruineraient rapidement les équipements fabriqués à partir d’autres matériaux.

Dans l’industrie minière et de la production minérale, le déplacement des boues est le nom du jeu. La boue, le fluide épais et visqueux contenant des solides en suspension, est souvent difficile à déplacer avec les pompes chimiques ou à eau traditionnelles. Des pompes à boue à hauteur de chute élevée sont donc recrutées pour effectuer le levage lourd.

Les boues sont régulièrement utilisées dans des applications industrielles, car elles permettent de déplacer plus facilement de grands volumes de solides pulvérisés. Tout site impliquant des fouilles profondes – exploitation minière, forage pétrolier et gazier, production d’électricité et plus encore – a besoin d’une méthode efficace pour déplacer la terre extraite. L’introduction d’eau permet de pomper les solides loin du site à l’aide d’une pompe à boue. Par rapport aux matériaux mobiles mécaniquement utilisant des véhicules de transport, les pompes sont plus rapides et moins chères.

Les pompes à boue submersibles sont largement répandues dans l’industrie minière. Un débit élevé, des vitesses lentes et des concentrations élevées de boues menacent les composants de la pompe d’usure et de dégradation sévères. La viscosité et l’abrasivité élevées de la boue elle-même contribuent à l’usure des pièces. Cela signifie que les pompes à boue submersibles peuvent avoir une courte durée de vie, qui dure souvent aussi peu qu’un mois ou moins, si la mauvaise pompe est utilisée.

Le démontage, la réparation et l’installation constants des pompes sont coûteux non seulement en raison des coûts des composants, mais aussi en raison des coûts élevés des temps d’arrêt et des pertes d’activité potentielles.

Pour mieux comprendre les exigences qu’une excavation industrielle impose aux pompes à lisier, imaginez une mine. Cela pourrait être au fond d’une grotte. Peut-être que c’est la saison des pluies, donc il y a beaucoup d’eau supplémentaire et de sable qui doit être enlevé. Ils creusent et déplacent des tonnes de matériaux. Il y a ce mélange de pierres, d’eau, de saleté et de boue, et comme ils pompent tout, ces matériaux solides et abrasifs sont introduits dans la pompe.

Il existe des conditions difficiles et dégradantes dans les applications minières industrielles, où les composants métalliques non durcis s’usent comme un bois tendre sur du papier de verre. Chaque fois que la roue tourne dans de l’eau sablonneuse ou graveleuse, les pompes s’usent rapidement.

Les pompes à boue sont largement répandues dans les endroits où des éléments tels que le ruissellement des minéraux et du charbon sont extraits, ce qui signifie qu’une concentration encore plus élevée de particules abrasives se trouve dans la boue. Ce ne sont pas seulement les matériaux dans la boue, mais l’ensemble du processus de pompage qui conduit à l’usure. Le processus de pompage des boues peut être comparé à un mélangeur à l’envers.

La volute est comme le pichet, et la roue est comme les pales. Quand il tourne, il y a une force, qui crée une pression et force la boue à sortir. Il y a la force de la roue et cette eau granuleuse avec des particules qui se frottent les unes contre les autres, ce qui crée une grande quantité de chaleur et de pression.

C’est une tempête parfaite d’abrasion constante, de haute pression et de chaleur qui provoque la dégradation rapide des composants de la pompe.

Avec des matériaux typiques, les pièces s’usent comme si elles étaient poncées. Il gaspille littéralement les composants. D’abord, il y a des trous, puis il s’érode fondamentalement à néant. Lorsque les choses commencent à se dégrader, les utilisateurs commencent à remarquer des pertes hydrauliques et des fuites. Cela peut être comme aspirer de l’eau à travers une paille percée de trous.

Le plus souvent, les pièces les plus abrasives des boues sont la roue, la plaque d’usure, les manchons d’arbre, les faces d’étanchéité mécaniques, les joints à lèvres et la volute.

Il existe plusieurs façons de prolonger la durée de vie d’une pompe. Un exemple est de faire fonctionner la pompe immergée aussi complètement possible tout en ne permettant pas à la boue de se déposer au fond des pipelines. Le pompage des boues à une submersion inférieure réduira la durée de vie des pièces de la pompe. conduisant à la cavitation due à la turbulence pouvant conduire à la défaillance.

De plus, le fonctionnement des pompes les plus proches du BEP est essentiel, car des débits plus élevés créent plus de potentiel d’usure de la pompe. Idéalement, la pompe devrait fonctionner à son meilleur point d’efficacité tout en maintenant le débit à un débit suffisamment élevé pour que les matériaux ne puissent pas se déposer au fond du pipeline.

Dans le monde réel, même lorsqu’une mine utilise ces meilleures pratiques, les pompes continuent de s’user. C’est la dure réalité de l’exploitation minière industrielle.

Dans le domaine des pompes d’eaux usées minières, une solution pour prolonger la durée de vie des pompes consiste à fabriquer des composants en fer à haute teneur en chrome. Le processus de coulée à haute teneur en chrome crée des surfaces durables qui sont moins sujettes à l’usure due à la température, à la pression et à l’abrasion.

Le moulage de chrome peut aller au-delà de la simple durabilité de surface. Les pièces moulées en fonte à haute teneur en chrome peuvent offrir le mélange parfait de durabilité et de rigidité. La coulée au chrome peut être avantageuse car elle atteint un niveau de résistance qui se maintient au fil du temps.

Les alliages à haute teneur en chrome tirent leur dureté de la présence de carbures de chrome. Durs et résistants à la corrosion, les carbures de chrome sont un composé réfractaire et conservent leur résistance à des températures et des pressions immenses.

Selon la composition spécifique de l’alliage, la présence de carbures de chrome peut augmenter la dureté d’une pièce de pompe jusqu’à 1 800HV (dureté Vickers) en utilisant le test de dureté Vickers.

Le processus implique un traitement thermique spécifique qui produit de la dureté. La texture de l’alliage à haute teneur en chrome offre également une résistance supplémentaire à l’usure.

Lorsque vous envisagez de mettre à niveau les composants de la pompe vers ceux de la variété coulée à haute teneur en chrome, il est important de travailler avec un fournisseur capable d’adapter les solutions aux besoins des utilisateurs. L’industrie minière apporte avec elle des opérations intrinsèquement coûteuses qui sont déjà sujettes à une surveillance et à une réglementation exigeantes. La dernière chose dont un opérateur a besoin, ce sont des arrêts et des arrêts supplémentaires dus à l’usure prématurée de composants de mauvaise qualité.

Jomary Rivera est ingénieur d’applications chez Industrial Flow Solutions. Matthew Phillips est ingénieur d’applications chez Industrial Flow Solutions. Pour plus d’informations, visitez flowsolutions.com.