Estudio de caso de fabricante de tuberías de bomba de concreto: Relleno de pozos de mina

Un contratista de relleno estaba bombeando relaves cementados por un pozo de 180 m y 600 m a lo largo de una galería, y cambiaba los codos en la sección vertical cada pocas semanas. Cada cambio detenía el vertido y sacaba mano de obra de la cara. Sumistramos una línea resistente al desgaste templada con codos fundidos de doble capa para las posiciones de alto desgaste. El reemplazo de codos pasó de ser un suceso semanal a una parada planificada en el calendario de mantenimiento.

Resumen del proyecto

El problema: El desgaste se concentra donde no se puede alcanzar

El abrasivo de relleno no es concreto. Los relaves cementados llevan partículas afiladas y angulares, bombeadas a alta presión por una línea que cambia de dirección dos veces. La tubería recta se desgasta uniformemente. Los codos se desgasten en el exterior de la curva, y lo hacen rápidamente.

La línea tenía tres posiciones problemáticas: el primer codo debajo del collarín, donde la columna de material aterriza después de 180 m de caída, y dos codos en la galería donde la línea desciende hasta la stope. Cada reemplazo implicaba detener el vertido, enviar una tripulación hacia abajo y repressurizar la línea, lo que costaba horas en lugar de minutos.

Dos restricciones dificultaron la respuesta habitual. El pozo no tiene capacidad de manejo extra, por lo que una línea más pesada cuesta tiempo de aparejamiento en cada instalación, y la planta produce continuamente, por lo que la ventana de mantenimiento es corta y fija.

Por qué elegimos tubería resistente al desgaste templada y codos de doble capa sobre otras tres opciones

Tubería de acero carbono estándar en todo. Excluida. Es la línea más barata en la cotización y la más cara de poseer, porque los codos se consumen en semanas.

Tubería de pared más gruesa del mismo material. Excluida. Añadir grosor de pared retrasa el desgaste sin cambiar la tasa de desgaste, y la masa extra cuesta tiempo de aparejamiento en cada cambio.

Codo fundido de una sola capa solo con superficie más dura. Excluido. La capa resistente al desgaste es delgada, por lo que el codo pasa de protegido a desprotegido sin mucha advertencia.

Tubería resistente al desgaste templada con codos fundidos de doble capa en las posiciones de alto desgaste. Seleccionada. La capa resistente al desgaste es lo suficientemente profunda como para planificar alrededor de ella, y los codos manejan el impacto así como la abrasión por deslizamiento.

La línea que fabricamos

La resistencia al desgaste proviene del tratamiento del calibre, no del nombre de la grado de la tubería. La superficie interior se templa a HRC 55–62 a una profundidad de 2 a 4 mm, lo que permite que la línea transporte una pulpa abrasiva durante un período planificado en lugar de una suposición.

Los codos se funden con una construcción de doble capa, por lo que la carcasa exterior soporta la presión y la capa interior resiste el desgaste. Hicimos esa capa interior más gruesa donde el material aterriza después de la caída vertical.

La línea es DN125 con grosor de pared de 8 a 12 mm, y las abrazaderas se ajustan a los extremos de tubería usados en las bombas de brazo de la flota del contratista, por lo que la tripulación no tuvo que aprender un nuevo acoplamiento. La tubería de bomba resistente al desgaste templada lleva el mismo tratamiento en las secciones rectas, y el codo de acero fundido resistente al alto desgaste es el accesorio usado en las tres posiciones problemáticas.

Instalación: Cómo se desarrolló el trabajo

La línea se preensambló y probó a presión en el collarín en lugar de en el pozo, que es la única forma de trabajar dentro de una ventana corta.

Durante nueve días, la tripulación dispuso la carrera vertical en secciones, marcó las posiciones de desgaste y las ensambló con reducciones donde la línea disminuía de tamaño. Cada junta se torció y registró, y la línea se probó a presión por etapas antes de bajar.

Los codos se instalaron con un marcador de desgaste en el exterior de la curva, por lo que el equipo de mantenimiento podía medir el grosor restante en el mismo punto cada vez y ver la tendencia en lugar de descubrir una falla. Dos codos de repuesto y una sección de tubería se mantienen en el collarín, repuestos desde nuestro stock de reserva.

Pruebas y control de calidad

Cada tubería se comprueba el grosor de pared y la rectitud del calibre, y la dureza de la capa resistente al desgaste se prueba en la planta antes de la liberación. Los codos se comprueban dimensionalmente en el radio de la curva y los extremos de soldadura, porque una curva que se desvía unos pocos milímetros tira de una junta a tensión cuando la línea se ensambla.

En el sitio, el contratista mide el grosor de pared restante en las posiciones marcadas durante cada parada de mantenimiento y lo registra contra el volumen de bombeo desde la última comprobación, lo que convierte el desgaste en un reemplazo planificado.

Resultados: Lo que muestran los números

El reemplazo de codos ahora ocurre en una parada planificada en lugar de llegar como una falla en medio del vertido. El propio registro de desgaste del contratista muestra que las tres posiciones problemáticas duran bien dentro del número planificado, lo que le permitió reestructurar el calendario de mantenimiento.

El tiempo de inactividad en la línea del pozo ha disminuido, y el contratista dejó de mantener una línea de repuesto completa en el sitio, porque dos codos y una sección de tubería cubren el mismo riesgo en una fracción del almacenamiento. La continuidad del vertido mejoró, lo que es más importante que el costo de las piezas en un calendario de relleno que controla la secuencia minera.

El contratista ha estandarizado desde entonces sus carreras rectas con el mismo tratamiento y ha usado la comparación de pared simple versus doble al especificar una segunda línea.

Qué significa este caso para tu proyecto

El desgaste de la tubería no es uniforme, por lo que una línea uniforme es la respuesta incorrecta. Los codos y las posiciones bajo una caída son los que más se desgastan, y absorben el presupuesto de mantenimiento.

Si bombeas material abrasivo en una carrera vertical o horizontal larga, trabaja con un fabricante de tuberías de bomba de concreto que mapee primero las posiciones de desgaste. Envíanos el diseño, el material y la presión de bombeo. Proponemos el tratamiento y la construcción del codo para cada posición, y cotizamos la línea con los accesorios y abrazaderas. Envía el diseño de tu línea a nuestros ingenieros y te devolvemos un plan de reemplazo que puedes poner en la pared.