Uso de bombas con alto contenido de cromo en la industria minera de aguas residuales

Jan 08, 2024

La minería industrial es un negocio arenoso, y las bombas utilizadas para desaguar los sitios y mover lodos soportan la peor parte del desgaste. Las bombas para lodos con piezas de desgaste de hierro con alto contenido de cromo están diseñadas específicamente para prolongar la vida útil de los componentes integrales, incluso cuando se trabaja con fluidos de proceso que arruinarían rápidamente los equipos fabricados con otros materiales.

En la industria de la minería y la producción de minerales, mover lodos es el nombre del juego. El lodo, el fluido espeso y viscoso que contiene sólidos en suspensión, a menudo es difícil de mover con bombas químicas o de agua tradicionales. Por lo tanto, se reclutan bombas de lodo de cabeza alta para realizar el trabajo pesado.

Los lodos se usan regularmente en aplicaciones industriales porque brindan una manera más fácil de mover grandes volúmenes de sólidos pulverizados. Cualquier sitio que involucre excavaciones profundas (minería, perforación de petróleo y gas, generación de energía y más) necesita un método eficiente para mover la tierra extraída. La introducción de agua permite bombear los sólidos fuera del sitio utilizando una bomba de lodo. En comparación con el movimiento mecánico de materiales mediante vehículos de transporte, las bombas son más rápidas y económicas.

Las bombas sumergibles para lodos se encuentran ampliamente en toda la industria minera. Una tasa de flujo alta, velocidades lentas y concentraciones altas de lodo amenazan los componentes de la bomba con desgaste y degradación severos. Contribuyen al desgaste de las piezas la alta viscosidad y la abrasividad del propio lodo. Esto significa que las bombas sumergibles para lodo pueden tener una vida útil corta, a menudo de un mes o menos, si se usa la bomba incorrecta.

El desmontaje, la reparación y la instalación constantes de la bomba son costosos no solo por los costos de los componentes, sino también por los altos costos del tiempo de inactividad y la pérdida de negocios potenciales.

Para comprender mejor las demandas que una excavación industrial impone a las bombas de lodo, imagínese una mina. Podría estar en el fondo de una cueva. Tal vez sea la temporada de lluvias, por lo que hay mucha agua y arena adicionales que deben eliminarse. Están excavando y moviendo toneladas de material. Existe esta mezcla de piedras, agua, tierra y lodo, y a medida que bombean todo, estos materiales sólidos y abrasivos se introducen en la bomba.

Hay condiciones duras y degradantes que se encuentran en las aplicaciones de minería industrial, donde los componentes de metal sin endurecer se desgastan como la madera blanda al papel de lija. Cada vez que el impulsor gira en agua con arena o grava, las bombas se desgastan rápidamente.

Las bombas de lodo se encuentran ampliamente en lugares donde se extraen minerales y escorrentías de carbón, lo que significa que se encuentra una concentración aún mayor de partículas abrasivas en el lodo. No son solo los materiales en la suspensión, sino todo el proceso de bombeo lo que conduce al desgaste. El proceso de bombeo de lodos se puede comparar con una licuadora invertida.

La voluta es como el cántaro, y el impulsor es como las aspas. Cuando gira, hay una fuerza que crea presión y expulsa la lechada. Está la fuerza del impulsor y esta agua arenosa con partículas que se frotan entre sí, lo que crea una gran cantidad de calor y presión.

Es una tormenta perfecta de abrasión constante, alta presión y calor que hace que los componentes de la bomba se degraden rápidamente.

Con materiales típicos, las piezas se desgastan como si estuvieran siendo lijadas. Literalmente desperdicia los componentes. Primero hay agujeros, luego básicamente se erosiona hasta quedar en nada. Cuando las cosas comienzan a degradarse, los usuarios comienzan a notar pérdidas y fugas hidráulicas. Puede ser como succionar agua a través de una pajilla con agujeros.

Por lo general, las piezas que experimentan la mayor abrasión de los lodos son el impulsor, la placa de desgaste, las camisas del eje, las caras del sello mecánico, los sellos de labios y la voluta.

Hay varias formas de prolongar la vida útil de una bomba. Un ejemplo es hacer funcionar la bomba sumergida lo más posible sin permitir que la lechada se asiente en el fondo de las tuberías. El bombeo de lodo a menor inmersión reducirá la vida útil de las piezas de la bomba. que conduce a la cavitación debido a la turbulencia que puede conducir a la falla.

Además, hacer funcionar las bombas lo más cerca posible de BEP es fundamental, ya que las tasas de flujo más altas crean un mayor potencial de desgaste en la bomba. Idealmente, la bomba debe funcionar en su punto de mayor eficiencia y, al mismo tiempo, mantener el flujo a una velocidad lo suficientemente alta como para que el material no se asiente en el fondo de la tubería.

En el mundo real, incluso cuando una mina emplea estas mejores prácticas, las bombas continúan desgastándose. Es la cruda realidad de la minería industrial.

En el ámbito de las bombas de aguas residuales de minería, una solución para prolongar la vida útil de la bomba son los componentes de hierro con alto contenido de cromo. El proceso de fundición con alto contenido de cromo crea superficies duraderas que son menos propensas al desgaste por la temperatura, la presión y la abrasión.

La fundición de cromo puede ir más allá de la durabilidad de la superficie. Las piezas de fundición de hierro con alto contenido de cromo pueden ofrecer la combinación perfecta de durabilidad y rigidez. La fundición de cromo puede ser ventajosa porque logra un nivel de resistencia que se mantiene con el tiempo.

Las aleaciones con alto contenido de cromo obtienen su dureza de la presencia de carburos de cromo. Duros y resistentes a la corrosión, los carburos de cromo son un compuesto refractario y conservan su fuerza a temperaturas y presiones inmensas.

Según la composición específica de la aleación, la presencia de carburos de cromo puede aumentar la dureza de una pieza de la bomba hasta 1800 HV (dureza Vickers) utilizando la prueba de dureza Vickers.

El proceso implica un tratamiento térmico específico que produce dureza. La textura de la aleación con alto contenido de cromo también ofrece una mayor resistencia al desgaste.

Cuando se considera actualizar los componentes de la bomba a los de la variedad de fundición con alto contenido de cromo, es importante trabajar con un proveedor que pueda adaptar las soluciones a las necesidades del usuario. La industria minera trae consigo operaciones inherentemente costosas que ya son propensas a exigir supervisión y regulaciones. Lo último que necesita un operador son paradas y paradas adicionales debido al desgaste prematuro de los componentes de baja calidad.

Jomary Rivera es ingeniera de aplicaciones en Industrial Flow Solutions. Matthew Phillips es ingeniero de aplicaciones en Industrial Flow Solutions. Para obtener más información, visite flowsolutions.com.