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Jul 12, 2023

Concentradores de minerales y procesamiento de minerales

¿Cómo se decide cuando una válvula o bomba no es ideal y dificulta el funcionamiento? La decisión de cambiar suele ser difícil y costosa. Sin embargo, la decisión de no realizar un cambio puede resultar más costosa.

¿Cómo se decide cuando una válvula o bomba no es ideal y dificulta el funcionamiento? La decisión de cambiar suele ser difícil y costosa. Sin embargo, la decisión de no realizar un cambio puede resultar más costosa debido a los altos gastos operativos. En cada canal hay muchas opciones. En determinadas circunstancias, la decisión se toma confiando en el vendedor local que ha brindado soporte y soluciones en el pasado. Puede que el producto no sea la mejor tecnología, pero ofrecen soporte, ayudan a resolver problemas y ponen el proceso en funcionamiento.

Este artículo ayudará a mostrar cuán costosa una mala selección de válvula o bomba puede generar enormes gastos operativos. En algún momento, toda operación toma la decisión de que lo que se está haciendo no tiene sentido económico y operativo. Esas decisiones son difíciles y requieren inversión.

En un caso, una instalación de procesamiento de minerales seleccionó una marca de válvulas de manguito para manejar una suspensión de minerales donde las válvulas se activaban y cerraban cada 45 segundos. Tenían dos plantas de procesamiento y, entre las dos operaciones, habían instalado 156 pequeñas válvulas de manguito.

Las válvulas requerían un mantenimiento regular y los manguitos de goma se reemplazaban cada cuatro meses. Las dos plantas pidieron ayuda al fabricante para prolongar la vida útil de los manguitos de goma. Algunas de las recomendaciones del fabricante fueron cambiar el material de caucho, capacitar a las personas para cambiar los manguitos de caucho y cambiar la presión nominal de las válvulas.

Aunque la presión de operación era de solo 60 libras por pulgada cuadrada (psig) y la lechada tenía 40% de sólidos, el fabricante recomendó manguitos de caucho con capacidad de presión más alta. A pesar de varias visitas del fabricante, en tres años no se logró mucho progreso para extender la vida útil del manguito de la válvula.

Después de lidiar con esto, estas instalaciones de procesamiento buscaron mejores alternativas. La válvula de prueba de un fabricante diferente funcionó continuamente durante dos años sin un solo cambio de manguito de goma y sin mantenimiento.

Después de eso, la planta comenzó a reemplazar las válvulas de manguito defectuosas por una nueva marca con el mismo éxito. En sus dos plantas sustituyeron 156 válvulas. La vida útil promedio reportada por la planta para la mejor válvula de manguito fue de 27 meses antes de que la válvula requiriera reparación.

Algunas ventajas de las válvulas de manguito son:

Las válvulas de manguito son estructuras simples con tres componentes principales: manguito de válvula de manguito, cuerpo de válvula y método de actuación.

Las válvulas de manguito son dispositivos simples que dependen del caucho para proporcionar la vida útil de una válvula y pueden repararse fácil y rápidamente. Lamentablemente, la calidad y el rendimiento del caucho pueden variar de una marca a otra.

Algunos de los compuestos de caucho que pueden estar disponibles en manguitos de válvulas de manguito son caucho natural (NR), caucho de estireno butadieno (SBR), caucho de estireno butadieno de alta temperatura (SBRT), caucho de monómero de etileno propileno dieno (EPDM), caucho de nitrilo (NBR). , caucho de nitrilo hidrogenado (HNBR), caucho de neopreno (CR), caucho de butilo (IIR), caucho fluorado o Viton (FPM), caucho de polietileno clorosulfonado (CSM) y algunas versiones de poliuretano (PU). Cada uno de los materiales de caucho y poliuretano anteriores puede manejar lechadas abrasivas con alto contenido de sólidos, pero ciertos compuestos de caucho son mejores para manejar diversos productos químicos. En algunos casos, contra productos químicos agresivos, una válvula de manguito puede ser una mejor opción que las válvulas metálicas de materiales exóticos.

Nuevamente, tenga en cuenta que, con las válvulas de manguito, el manguito de goma es el único componente en contacto con el medio. Esto significa que el cuerpo de la válvula no necesariamente tiene que estar hecho de aleaciones exóticas. SBR, SBRT, NR y PU son todos buenos contra medios abrasivos. EPDM y FPM son ideales para ácidos fuertes y de resistencia media (consulte con el fabricante para obtener la mejor recomendación). NBR y HNBR son ideales para aceites, grasas y betún. CR, CSM e IIR tienen medios específicos en los que son resistentes.

Al igual que las válvulas de manguito, la fabricación de caucho tiene un impacto en la vida útil de las mangueras de las bombas peristálticas. La peristalsis deriva de un término médico que se refiere a cómo la constricción y relajación de un canal puede crear movimientos ondulatorios que empujan el contenido del canal hacia adelante.

El principio de funcionamiento de la bomba peristáltica se basa en esta misma compresión de una manguera de goma. Cuando se retira o se mueve hacia adelante el mecanismo de compresión, la manguera de goma sin comprimir rebota y regresa a la posición abierta. Esta reapertura de la manguera de goma aspira material nuevo debido a la succión creada y el proceso comienza de nuevo.

Las bombas peristálticas tienen los siguientes atributos positivos:

Algunos de los puntos anteriores son importantes para los usuarios. Por ejemplo, si se bombean floculantes, reactivos o polímeros, la bomba peristáltica no cortará el medio como ciertos estilos de bombas, lo que a menudo puede reducir el consumo de productos químicos. Además, se producen accidentes y, en ocasiones, las bombas se dejan funcionar en seco.

Con ciertos estilos de bombas, esto significa desastre y reparaciones costosas. Una bomba peristáltica puede funcionar en seco durante largos períodos sin dañarla. Es posible que no sea posible limpiar el agua de los sellos del prensaestopas en entornos mineros, lo que, en períodos de tiempo más cortos, puede provocar la destrucción de los costosos sellos del prensaestopas. Las bombas peristálticas no tienen prensaestopas. Cuando se detiene, una bomba peristáltica obstruye el flujo por completo, mientras que otras bombas pueden tener fugas cuando se detiene y deshidratar la lechada aguas arriba. Finalmente, ciertos tipos de bombas centrífugas son excelentes para bombear sólidos. Sin embargo, cuando el contenido de sólidos comienza a superar el 35%, aumenta la tasa de desgaste del revestimiento, los impulsores y otras piezas expuestas. Por lo tanto, una bomba centrífuga que funciona bien con un 35 % de sólidos puede tener entre dos y tres veces los costos de reparación cuando el contenido de sólidos aumenta entre un 50 % y un 55 %. Por el contrario, una bomba peristáltica tendrá tasas de desgaste y programas de reparación similares ya sea que la bomba bombee 35% de sólidos o 80% de sólidos.

Una manguera de caucho de calidad es vital para la vida útil de una bomba peristáltica, pero el método de cierre mecánico de la manguera de caucho también afecta el rendimiento y la vida útil de la manguera. El principal factor determinante de la duración de una manguera en una bomba peristáltica es cuántas veces se comprime la manguera. Existe una idea errónea común de que la abrasividad de la lechada o el porcentaje de sólidos determina la vida útil de la manguera. Generalmente, es la cantidad de compresiones que se aplican a la manguera. Otro factor importante es qué tan caliente se calienta la manguera debido a la acción de compresión y la temperatura media dentro de la manguera. A medida que la temperatura de la manguera aumenta debido al método de compresión y la temperatura del medio, la vida útil de la manguera puede disminuir diez veces cuando alcanza la temperatura nominal de la manguera.

Hay tres tipos de métodos de compresión en las bombas peristálticas actuales. Uno implica dos protuberancias o zapatas de metal que giran 360 grados para comprimir la manguera. Las bombas de manguera diseñadas con calzado generan fricción y calor durante el proceso de compresión. Por esta razón, las velocidades de rotación de la bomba de zapato deben mantenerse a una velocidad lenta por minuto (rpm) y la carcasa de la bomba debe llenarse con una gran cantidad de glicerina para ayudar a disipar el calor que creará la acción del roce.

La segunda opción es la que incorpora dos rodillos para comprimir la manguera de goma. Este estilo no genera el calor de las zapatas de fricción, lo que probablemente aumentará la vida útil de la manguera, especialmente a caudales más altos y rpm más altas. Además, este diseño no requiere grandes cantidades de glicerina para ayudar a disipar el calor. La vida útil de la manguera de caucho y los gastos operativos deberían ser menores que los de un diseño de zapata si todo el conjunto está compuesto por componentes y construcción de alta calidad.

La tercera opción es la más nueva e incorpora un eje excéntrico y un rodillo resistente que rueda sobre la manguera una vez cada rotación de 360 ​​grados. Este diseño elimina una compresión en cada rotación. Dado que el número de compresiones de la manguera es el principal factor determinante en la vida útil de la manguera, este diseño tendrá aproximadamente el doble de vida útil que las opciones alternativas anteriores.

Esto también se debe a que el diseño prácticamente no genera calor. Este estilo también requiere sólo una pequeña cantidad de glicerina para una ligera lubricación de la manguera de goma.

Las bombas peristálticas diseñadas con zapata limitan su velocidad de funcionamiento debido al calor que generan en el diseño de compresión. La acción de fricción genera acumulación de calor, por lo que no pueden funcionar a más revoluciones. Por esta razón, si usan una bomba de zapato, los usuarios pueden verse obligados a usar una bomba más grande que pueda funcionar más lentamente para eliminar el calor.

Los diseños de rodillo doble o de rodillo único excéntrico pueden funcionar a mayores rpm y no generar este calor. Por ejemplo, una bomba con diseño de zapata de 4 pulgadas puede tener un caudal máximo de 200 galones por minuto (gpm) si la bomba funciona continuamente. Sin embargo, los diseños de rodillo doble o de rodillo simple excéntrico pueden producir 440 galones por minuto cuando funcionan continuamente.

En la mayoría de los casos que involucran bombas peristálticas de mayor diámetro, se puede usar un tamaño más pequeño por menos costo al comparar un diseño rodante con un diseño de zapata. Por lo tanto, si el caudal requerido es de 150 gpm continuamente, probablemente requeriría una bomba con diseño de zapata de 4 pulgadas, mientras que un diseño de compresión simple rodante excéntrico puede producir de manera confiable 150 gpm continuamente con una bomba peristáltica de 3 pulgadas.

La tecnología y la capacidad del caucho han mejorado en los últimos 20 a 25 años. Existen numerosas mezclas en casi todos los tipos de material de caucho. Las válvulas de manguito y las bombas peristálticas proporcionan productos más fiables y duraderos gracias a estos avances.

El caucho también puede combatir materiales abrasivos y ciertas mezclas de caucho son ideales para productos químicos agresivos. El uso de bombas y válvulas de caucho en lugar de aleaciones puede proporcionar un servicio duradero, así como impresionantes ahorros de costos en bombas y válvulas de aleaciones. En el caso de las bombas peristálticas, el método de compresión puede desempeñar un papel importante en los gastos operativos.

Tenga en cuenta que el costo de la bomba suele ser solo aproximadamente 1/10 del costo total de la bomba en un período de 7 años. El 90% del costo total de propiedad de la bomba proviene de los próximos siete años de gastos operativos. Un diseño excéntrico de un solo rodillo proporcionará de dos a cinco veces la vida útil de una manguera en comparación con otros diseños de compresión, y estos ahorros en costos operativos pueden ser enormes.

Todd Loudin es jefe de negocios Flowrox en Valmet Flow Control, jefe de ventas y servicios en América del Norte y del Sur y jefe de minería y metales en Valmet Flow Control. Puede comunicarse con él en [email protected]. Para obtener más información, visite valmet.com.