В медных, железных или золотых рудниках шлам - это не просто вода, а измельченная смесь воды и острых частиц породы, способная разорвать традиционные транспортные системы. Этот грубый состав, словно промышленная наждачная бумага, ежесекундно скребет стенки труб. Обычный Стальная труба часто изнашивается в течение нескольких месяцев, что приводит к дорогостоящим остановкам производства, угрозе окружающей среде из-за утечек и увеличению бюджета на техническое обслуживание. Для горнодобывающих предприятий, где бесперебойная транспортировка гидросмеси имеет решающее значение для производительности, выбор стальной трубы и толщины ее стенки - это не просто техническая деталь, а решающий фактор устойчивости производства. В этой статье рассматривается, как правильный выбор материала и толщина стенки могут значительно продлить срок службы трубопровода, при этом особое внимание уделяется тому, почему Труба LSAW является оптимальным решением для самых тяжелых условий горной промышленности.

Наука об износе: Абразия против эрозии

Для того чтобы понять, почему толщина стенки очень важна для шахты стальная труба, Необходимо различать два основных механизма износа, влияющих на транспортировку шлама: износ от скольжения и ударный износ. Оба процесса ускоряют потерю материала, но их механика различна, и оба усиливаются в условиях высокоскоростной добычи.

Когда острые частицы суспензии скользят по внутренней поверхности стальной трубы, происходит скользящий износ, который вызывает эффект микрорезания и постепенно делает стальная труба стенка тоньше. Такая ситуация наиболее характерна для прямых участков труб с относительно ламинарным потоком. Напротив, ударный износ преобладает на коленах, тройниках и других направлениях. В этих местах частицы внезапно меняют свою траекторию и сталкиваются со стенкой трубы с большей силой. Исследования, опубликованные в журнале Petroleum Science, подтверждают, что максимальный угол эрозии колен трубопровода (R = 1,5 D) составляет 55°, где удар частиц приводит к наиболее серьезным повреждениям стенок трубы и риску перфорации.

Основной принцип обоих типов износа: скорость износа экспоненциально возрастает с увеличением скорости потока. Даже при умеренном увеличении скорости движения суспензии скорость утонения стенок может быть удвоена или утроена, так что толстостенные стальные трубы становятся необходимым буфером для предотвращения ускоренного разрушения. Это особенно актуально для горнодобывающей промышленности, где высокая скорость обычно требуется для предотвращения осаждения частиц и поддержания эффективного сброса хвостов.

стальная труба с абразивным износом при скользящем ударе.

 

Почему углеродистая сталь по-прежнему остается королем?

При выборе трубопровода для транспортировки горного шлама обычно обсуждают трубопроводы из углеродистой стали и полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Несмотря на то, что ПЭВП обладает преимуществами по стоимости и коррозионной стойкости, в суровых условиях горнодобывающей промышленности он не справляется с поставленными задачами. углеродистая стальная труба неоспоримый выбор для работы под высоким давлением и на больших расстояниях.

Трубы из ПНД имеют небольшой вес и низкую цену, но их жесткость невысока, что требует плотных несущих конструкций, увеличивает стоимость монтажа и ограничивает пролет. Что еще более важно, ПНД не выдерживает высокого давления, характерного для гидротранспорта горного шлама, где давление в системе часто превышает 10 МПа. Напротив, трубы из углеродистой стали обладают исключительной жесткостью, что позволяет увеличить пролеты между опорами и снизить стоимость инфраструктуры. Высокая прочность на разрыв (более 415 МПа для API 5L Такие марки, как B и X42, прошли проверку на соответствие отраслевым спецификациям материалов, что делает их способными выдерживать экстремальные давления и делает их единственно возможным выбором для магистральных пульпопроводов и систем отвода хвостов.

Кроме того, трубы из углеродистой стали могут быть изготовлены в соответствии со строгими промышленными стандартами, такими как ASTM A53 и API 5L, обеспечивая стабильную работу в условиях износа. Например, ASTM A53 Трубы из углеродистой стали предназначены для транспортировки жидкостей и обладают надежными механическими свойствами, в то время как марки API 5L (такие как X42, X52 и x 70) обеспечивают повышенную прочность и жесткость, которые предназначены для применения в энергетике и горнодобывающей промышленности. Благодаря этим стандартам трубы из углеродистой стали способны выдерживать механические нагрузки и износ при добыче полезных ископаемых, в отличие от ПНД, который быстро разрушается при многократном воздействии.

Сравнительная таблица распространенных материалов для горных труб

Материал Уровень давления Устойчивость к истиранию Стоимость (в среднем по рынку в 2025 году)
Стандартная стальная труба (ASTM A53) Высокая (до 15 МПа) Хорошо $1,900-$2,400 за тонну
Толстостенные стальная труба (API 5L X52) Очень высокая (до 30 МПа) Превосходно $5,800-$6,200 за тонну
Полиэтилен высокой плотности Низкий (до 2 МПа) Умеренный $1,200-$1,800 за тонну

Решение Allland: Толстостенные трубы LSAW

Поскольку износ неизбежен при транспортировке горного шлама, наиболее эффективной стратегией для продления Стальная труба жизни является включение жертвенной толщины стенки. Этот “припуск на износ” действует как физический барьер для предотвращения износа, и даже если внутренняя поверхность со временем становится тоньше, он может обеспечить сохранение хорошей структуры трубопровода. Для общего применения припуск на коррозию стандартных стальных труб обычно составляет 3-6 мм, в то время как припуск на износ более 10 мм необходим в горнодобывающей промышленности, чтобы выдержать постоянное воздействие частиц.

Тяжелая стена Олланда Труба LSAW разработана специально для удовлетворения этой потребности. В горнодобывающей промышленности трубы с продольной дуговой сваркой под флюсом (трубы с продольной дуговой сваркой под флюсом) имеют очевидные преимущества перед трубами SSAW (спиральными трубами с дуговой сваркой под флюсом). Спиральный сварной шов трубы SSAW создает внутреннюю выпуклость, которая нарушает поток пульпы, создает турбулентность и ускоряет локальный износ, особенно в месте сварного шва. В отличие от, Труба LSAW имеет гладкую внутреннюю поверхность с одним продольным сварным швом, что минимизирует сопротивление потоку и устраняет очаги турбулентности. Такая конструкция обеспечивает равномерный износ по всей стенке трубы и максимизирует эффект от уменьшения толщины.

Еще одним главным преимуществом труб, изготовленных методом продольной дуговой сварки под флюсом, является их способность адаптироваться к экстремальной толщине стенки - до 30 мм+, что значительно превосходит возможности SSAW или бесшовной сварки. стальная труба. Эта толстостенная конструкция сочетается со стандартами API 5L PSL 2, что обеспечивает превосходную прочность. Трубы LSAW компании Allland выпускаются в марках API 5L от X42 до x 70, с наружным диаметром (OD) от 219 мм до 762 мм и настраиваемой толщиной стенки для удовлетворения конкретных потребностей горнодобывающей промышленности, в соответствии с API 5L размерные спецификации. Трубы подвергаются тщательному неразрушающему контролю, включая ультразвуковую дефектоскопию и испытания гидростатическим давлением, чтобы гарантировать отсутствие структурных дефектов, которые могут снизить износостойкость.

Для горнодобывающих предприятий надежность Труба LSAW Это означает снижение общей стоимости владения (TCO). Хотя толстостенные трубы LSAW имеют более высокую первоначальную стоимость, чем стандартные стальные трубы, они исключают частые замены, простои и экологические риски, связанные с более тонкими стенками. Одна толстостенная труба LSAW может прослужить в 5-8 раз дольше, чем стандартная стальная труба в шламовых системах, что значительно снижает долгосрочные затраты.

ЧАВО

Q 1: Wв чем разница между ASTM A53 и API 5L стальные трубы для горнодобывающей промышленности?

A: ASTM A53 это общий стандарт транспортировки жидкостей, который подходит для применения в горнодобывающей промышленности при низком и среднем давлении. API 5L - это специализированный стандарт для трубопроводной стали, предлагающий более высокие классы прочности (X42-X70) с повышенной вязкостью и износостойкостью - идеальное решение для гидротранспорта суспензий под высоким давлением и выгрузки хвостов. Благодаря отличным характеристикам API 5L в условиях износа, Allland рекомендует использовать API 5L для добычи полезных ископаемых.

Вопрос 2: Как толщина стенки влияет на срок службы стальных труб для горнодобывающей промышленности?

О: Толщина стенки напрямую связана со сроком службы, поскольку она обеспечивает устойчивый к износу жертвенный слой. В горнодобывающей промышленности с высоким уровнем износа срок службы может быть увеличен на 6-12 месяцев на каждый миллиметр увеличения толщины стенки. Что касается транспортировки шлама, то производительность продольной дуги под флюсом с толщиной стенок более 30 мм сварная труба Allland обычно в 3-5 раз выше, чем у стандартной стальной трубы 10 мм-15 мм.

Вопрос 3: Могут ли трубы LSAW быть изготовлены на заказ для конкретных условий добычи?

О: Да. Allland предлагает настраиваемые Труба LSAW с толщиной стенки от 10 мм до 30 мм+, варианты класса API 5L и антикоррозийные покрытия 3PE для повышения коррозионной стойкости. Мы подбираем каждую трубу в соответствии с составом шлама, скоростью потока и давлением на шахте, чтобы оптимизировать износостойкость.

Заключение

Выбирая стальные трубы для транспортировки шлама, горнодобывающие предприятия не могут ставить предварительные затраты выше долгосрочной надежности. Суровая реальность абразивного шлама требует решения, которое решает проблему износа в корне, и таким решением являются толстостенные трубы LSAW. Благодаря большому запасу на износ, использованию преимуществ плавного течения труб, сваренных продольной дуговой сваркой под флюсом, и соблюдению строгих требований ASTM A53 Стальные трубы Allland, изготовленные по стандартам API 5L, минимизируют время простоя, снижают затраты на обслуживание и уменьшают экологический риск.

Истинная ценность толстостенных труб LSAW заключается в их способности снижать общую стоимость владения. Хотя первоначальные затраты на покупку высоки, с течением времени увеличенный срок службы и сокращение частоты замены принесут значительную экономию. Для горнодобывающих предприятий, стремящихся к максимальной производительности и устойчивости, нет лучшего выбора, чем специально разработанные толстостенные трубы LSAW. Устали от замены изношенных труб? Обратитесь в Allland за толстостенными трубами LSAW, разработанными специально для применения в горнодобывающей промышленности - там, где долговечность сочетается с производительностью.