365bet

尾礦脫水干排

確定渣漿泵的抗沖擊磨損性能

2021-01-07160


365bet離心泵是世界上最常用的機器之一。每天,測試實驗室都會評估其性能。這些泵中的大多數已設計為在工業過程中輸送流體或產生壓力。因此,最重要的測量包括泵壓力(揚程),流量和功率,以及維護和環境因素,例如振動,聲級和工作溫度。

 

365bet當泵的主要目的不是流體的流動而是巖石,沙子,礫石和泥漿的輸送時,測試工程師應該考慮什么?通常不考慮將離心泵用于此類目的,但這正是泥漿泵在采礦和疏浚行業中的作用。

 

365bet盡管在渣漿泵操作中,固體中總是存在水(或其他流體),但通常它只是一種載體。雖然可以回收利用,但用于移動和加壓的動力卻損失了能量。在某些情況下,水的存在會給工藝帶來不利影響,例如在疏浚作業(側重于港口和港口的土地建設)中,或者在采礦作業中,必須將去除礦石后殘留的大量巖石運回采礦廠。以對環境負責和地質穩定的方式進行景觀美化。

 

在這些情況下,將用水量減少到最低限度對于確保穩定性和節省稀缺水資源至關重要。輸送這些固體的大部分水都留在地下,必須予以更換,即使一桶濕污垢也要消耗35%的水。

 

泵的磨損是另一個考慮因素。盡管高固含量的運輸是節省電力和水資源的最有效策略,但這些稠密的漿料混合物(有時固體含量超過40%)對漿料泵的濕部造成了巨大損失。葉輪或機殼襯套經常會完全磨損,在幾個月內損失多達其原始重量的一半。考慮到典型的渣漿泵以每小時500至5,000立方米的高密度渣漿移動,某些大型操作的速度為10,000至20,000 m3 / hr,更換零件的大小和費用就成為一個因素。實際上,它可以達到總成本(包括電力成本)的40%。

 

365bet渣漿泵液壓實驗室在清水上進行常規的泵性能測試(可用作設計基準),而泥漿測試則提供了最有趣的結果。考慮到影響和考慮因素的范圍,測試本身差異很大。本文討論了兩個示例來幫助說明這一點。

在某些應用中,例如疏通新水道或在磷酸鹽基質和油砂的“水力運輸”中,最大的固體直徑可能超過100毫米。在這種尺寸下,葉輪入口和機殼截止水的沖擊磨損通常會限制使用壽命。盡管存在一些量化泥漿耐磨性的測試,但它們始終使用沙粒大小的顆粒,因此對于典型的渣漿泵材料在更大極限載荷下的耐沖擊性了解甚少。由于許多此類材料相對較硬且易碎,因此不能忽略此問題。關鍵問題包括:

 

365bet隨著影響變得更加嚴重,材料的相對排名會發生變化嗎?

是否必須保持強度或韌性極限?

沖擊速度與磨損之間的三次方關系是否仍然成立?

為了回答這些問題,液壓實驗室建造了一個“磨損測試”裝置,該裝置由28英寸(710毫米)吸水泵組成,在20英寸(508毫米)管道中運行,流速高達每秒33英尺(ft / s),或每秒10米(m / s)。測試固體由花崗巖“ rip-rap”組成,經過篩網后的頂部尺寸為6英寸(150毫米),平均直徑為3英寸(75毫米)。磨損樣品由2英寸(50毫米)的試棒組成,這些試棒垂直于管道沿固體底部移動時抵抗固體的全部沖擊力而垂直放置在管道中。測試了不同的材料,包括幾種等級的白鐵,碳化鎢和焊接涂層。還包括合金鋼棒作為對照樣品。測試以不同的速度進行,在每種情況下,在四個小時的過程中,每15分鐘將新鮮的巖石添加到系統中,最終達到約6%的體積濃度。固體的磨損嚴重,幾乎沒有顆粒大于3英寸。

 

作為這項研究的一部分,還使用離散粒子計算流體動力學(DEM CFD)軟件對泵內固體之間的相互作用進行了建模,在該軟件中,可以跟蹤單個粒子并確定它們與泵送表面以及彼此之間的相互作用。這導致了泵設計方面的改進,以減少沖擊磨損影響。

 

在許多采礦應用中,礦石中含有少量金屬。例如,許多銅礦的銅含量不到1%。提取貴重金屬的過程需要每天以數千噸的速度對礦石進行大量研磨和加工。

高揚程渣漿泵.jpg

 

一旦去除了含有濃金屬的礦物進行冶煉,就可以保留97%的固體以填埋到環境中。如上所述,應將這些固體盡可能以最高濃度放置,以確保地質景觀穩定并節約水資源。這些通常被精細研磨,尺寸為100微米或更小,并形成具有非牛頓流體性質的粘稠糊狀物。通常,運輸必須延伸數公里,并且管道中的摩擦損失可能很高。

 

來自每個礦山的漿液是不同的,只有實驗室中的測試才能精確定義其參數,以確保成功進行系統設計并保護泵送系統和填海區建設中涉及的大量投資。渣漿泵液壓實驗室會定期為采礦工程師測試此類泥漿,但也有興趣確定這些泥漿對泵性能的影響。

 

在某些方面,這些漿料的作用類似于粘性液體,但通常也具有所謂的“屈服應力”,即在液體剪切之前必須施加的力的值。這種行為在蛋黃醬和花生醬等日常液體中表現出來。在泵送應用中,會導致異常的流動模式,例如管道中的活塞流,其中液體的中心核心就像固體圓柱一樣在其中運動。在泵中,情況變得更加復雜,并且在某些情況下,離心泵由于未知原因而無法移動這些液體。在最近的測試中,以高達1200 Pa的屈服應力泵送泥漿,導致每英尺管道的管道摩擦損失高達4英尺水頭,從實際(經濟)的角度來看,這是一種極端情況,但對于開發油井非常有用。


?