Подземная добыча возвращает износ на производителя локтей для бетонных насосов

Первая полностью подземная литиевая шахта Австралии планирует полностью перейти на подземную добычу в этом месяце. Такая работа осуществляется с использованием насыпаемого заполнения, а насыпаемое заполнение изнашивает локти. Это объяснение технологий и закупок, основанное на данных проекта.

Этап подземной разработки

Проект в Западной Австралии описан в правительственных материалах как первая полностью подземная литиевая шахта страны. Открытая разработка началась в июле 2024 года, переход на подземную добычу — в апреле 2025 года, а полная подземная добыча планируется к сентябрю 2026 года.

Указанная начальная производительность составляет 2,8 миллиона тонн руды в год, производя примерно 500 000 тонн сподуменового концентрата в год, с действующими соглашениями о сбыте и государственной поддержкой.

Подземная шахта перемещает значительно меньше отвального породы, чем открытая карьерная разработка, но все, что она перемещает, проходит через штанги, спуски и трубопроводы.

Почему подземная работа использует насыпаемое заполнение

Подземная добыча оставляет пустоты. Эти пустоты обычно заполняют цементным пастообразным материалом из отходов обогащения, воды и связующего, и заполнение насосится из наземного завода вниз в рабочую зону.

Пастообразное заполнение является абразивным и тяжелым, оно содержит мелкие частицы породы при высокой концентрации твердых веществ, поэтому трубопровод подвергается непрерывному скользящему износу, а не ударному. Износ концентрируется там, где поток изменяет направление, поэтому локоть определяет интервал технического обслуживания. Цементно-шпатовые, дренажные и инжекционные цепи подчиняются тому же правилу: они разрушаются на изгибе раньше, чем на прямом участке.

Почему локоть является точкой проектирования

Прямая труба представляет собой гладкую поверхность для движущегося потока. Изгиб заставляет поток изменить направление, и энергия, которая изменяет направление потока, передается на внешнюю стенку изгиба.

Из этого следует три вещи.

Износ неравномерный. Внешний радиус локтя изнашивается в несколько раз быстрее внутреннего радиуса или прямых участков с обеих сторон, поэтому осмотр трубопровода должен проводиться в правильном месте, чтобы быть значимым.

Давление концентрируется. Изгиб — это место, где потеря давления на метр максимальна, и при длинном вертикальном спуске сочетание давления и абразии приводит к разрыву стенки.

Отказы быстрые. Изношенная прямая труба постепенно тонет и легко обнаруживается при обследовании толщины стенки. Изношенный локоть может достичь критической толщины между обследованиями.

Что такое износостойкий локоть

Износостойкость локтя для насоса зависит от материала за поверхностью износа и геометрии изгиба.

Рабочая поверхность обычно представляет собой упрочненный слой, твердость которого указывается по шкале Роквелла С. Термообработанный слой в диапазоне 55–62 HRC устойчив к скользящему абразивному износу, который создает пастообразное заполнение. Под твердым слоем толщина стенки обеспечивает удержание давления, а двойная конструкция стенки разделяет эти две функции: внешняя оболочка несет давление, а внутренний линер принимает износ.

Радиус важен так же, как и материал. Изгиб с большим радиусом распределяет изменение направления на большую дистанцию, что снижает локальную скорость износа и потерю давления. Изгибы с коротким радиусом легче устанавливать в ограниченном тоннеле, но они изнашиваются быстрее, и этот компромисс должен обсуждаться на этапе проектирования, а не при заказе деталей.

Проектирование соединений — третий элемент. Зажимы должны удерживаться под давлением и вибрацией, и они должны быстро отпускаться во время остановки, потому что трубопровод, который нельзя открыть недорого, не будет обслуживаться в срок.

Спецификация для линии заполнения или шпатования

Спецификация, работающая на месте, указывает на нагрузку, а не только на деталь: производительность насоса и выходное давление, концентрация твердых веществ и максимальный размер частиц, длины участков и количество изгибов, а также ожидаемые часы между остановками, которые определяют, должен ли локоть быть стандартным или усиленным.

Затем установите условия приемки. Запросите измеренную твердость слоя износа, толщину стенки участка, удерживающего давление, внутренний радиус и номинальное давление собранного соединения.

Часто упускаются два практических момента. Покупатели должны убедиться, что фитинги совместимы с насосом и распределительной стрелайкой, уже установленными на месте, и что редуктор и зажим поступают от одного и того же поставщика, что и локоть.

Где линия протягивается на большую дистанцию с несколькими изменениями направления, практическим решением часто является смешанный заказ. Усиленные изгибы устанавливаются там, где износ максимален, а стандартные — на прямых участках. Сравнение стандартного и усиленного локтя для бетонного насоса — обычный способ определить границу.

Планирование технического обслуживания и замены

Вторая половина проблемы — знать, когда заменять.

Измерение толщины стенки на внешнем радиусе каждого изгиба, записанное относительно позиции и насосованного объема, позволяет построить скорость износа, которую можно прогнозировать, поэтому замена становится запланированной активностью, а не реакцией на разрыв. Протоколы обследований также показывают, какие изгибы работают наиболее интенсивно, и если один локоть изнашивается в два раза быстрее соседних, обычно это проблема геометрии, а не материала. Справочные материалы о паттернах износа локтей для бетонных насосов охватывают распространенные формы отказов и то, что каждая из них указывает. Важно также наличие запасов, потому что шахта, которая хранит запасные изгибы по классам позиций, может завершить замену в рамках окна остановки.

Соответствие заказа нагрузке

Практический путь — указывать спецификацию по позиции, а не только по диаметру трубы. Определите, какие изгибы испытывают максимальное давление и содержат наиболее крупный материал, установите там усиленную конструкцию, а остальные стандартизируйте, чтобы запасные части были взаимозаменяемыми.

Компания Hongchang Machinery производит локти для бетонных насосов и трубные сборки с слоем износа 55–62 HRC путем термообработки и закалки, имеет сертификацию ISO 9001 и поставляет локти для бетонных насосов из высокоизносостойкого литого стали вместе с линейкой локтей для насосных труб, которая включает радиальные и длиннорадиусные формы для тоннелей, шахт и длинномерной подачи.