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

La minería industrial es un negocio complicado y las bombas utilizadas para deshidratar los sitios y mover lodos son las más afectadas por el desgaste. Las bombas de lodo 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 equipos fabricados con otros materiales.

En la industria minera y de producción de minerales, mover lodos es el nombre del juego. La lechada, 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 contratan bombas de lodo de alta cabeza para realizar el levantamiento pesado.

Los lodos se utilizan habitualmente en aplicaciones industriales porque proporcionan una forma más fácil de mover grandes volúmenes de sólidos pulverizados. Cualquier sitio que implique 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 mediante una bomba de lodo. En comparación con el transporte 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. Un alto caudal, velocidades lentas y altas concentraciones de lodo amenazan los componentes de la bomba con un desgaste y degradación severos. Contribuyen al desgaste de las piezas la alta viscosidad y abrasividad de la propia lechada. Esto significa que las bombas sumergibles para lodos pueden tener una vida operativa corta, que a menudo dura tan solo un mes o menos, si se utiliza la bomba incorrecta.

El desmontaje, la reparación y la instalación constantes de las bombas son costosos no sólo 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, imagine una mina. Podría estar en lo más profundo de una cueva. Tal vez sea temporada de lluvias, por lo que hay mucha agua y arena extra que es necesario eliminar. Están excavando y moviendo toneladas de material. Existe una mezcla de piedras, agua, tierra y barro, y a medida que bombean todo, estos materiales sólidos y abrasivos se introducen en la bomba.

En las aplicaciones de minería industrial se dan condiciones duras y degradantes, donde los componentes metálicos no endurecidos se desgastan como la madera blanda sobre el papel de lija. Siempre que el impulsor gira en agua cargada de 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 sólo los materiales del lodo sino todo el proceso de bombeo lo que provoca desgaste. El proceso de bombeo de lodo se puede comparar con una licuadora invertida.

La voluta es como el cántaro y el impulsor es como las palas. Cuando gira, hay una fuerza que crea presión y expulsa la lechada. Está la fuerza del impulsor y el agua arenosa con partículas que se frotan entre sí, lo que genera 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 las estuvieran lijando. Literalmente desperdicia los componentes. Primero hay agujeros, luego básicamente se erosiona hasta quedar en nada. Cuando las cosas empiezan a degradarse, los usuarios empiezan a notar pérdidas y fugas hidráulicas. Puede ser como chupar agua con una pajita con agujeros.

Por lo general, las piezas que experimentan la mayor abrasión debido a los lodos son el impulsor, la placa de desgaste, las camisas del eje, las caras del sello mecánico, los sellos de labio 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 deposite en el fondo de las tuberías. El bombeo de lodo a menor inmersión reducirá la vida útil de las piezas de la bomba. lo que lleva a cavitación debido a turbulencias que potencialmente conducen a fallas.

Además, hacer funcionar las bombas más cercanas a BEP es fundamental, ya que caudales más altos 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 pueda depositarse 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 mineras, una solución para prolongar la vida útil de las bombas 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 temperatura, presión y abrasión.

La fundición de cromo puede ir más allá de la simple durabilidad de la superficie. Las piezas fundidas de hierro con alto contenido de cromo pueden ofrecer la combinación perfecta de durabilidad y rigidez. La fundición con cromo puede resultar ventajosa porque logra un nivel de resistencia que se mantiene en 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 resistencia a inmensas temperaturas y presiones.

Dependiendo de la composición específica de la aleación, la presencia de carburos de cromo puede aumentar la dureza de una pieza de bomba hasta 1.800 HV (dureza Vickers) mediante 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 resistencia adicional al desgaste.

Al considerar actualizar los componentes de la bomba a aquellos 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 componentes de baja calidad.

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