Valvulas de Cuchillo en La Mineria

Gerencia Técnica Junio de 2009UHC – 6 Curso Interno Válvulas 2007 - ACH 12/2006

VÁLVULAS DE CUCHILLO EN LA

MINERIA


Válvulas de Cuchillo en la Minería

•Introducción

En la industria minera, el proceso productivo contempla el manejo de fluidos en las más diversas condiciones y con características muy particulares.

Dentro de estos fluidos encontramos muchas aplicaciones en donde la presencia de sólidos es muy marcada.

Esto presenta exigencias muy elevadas a todos los equipos involucrados, entre los que se destacan las válvulas.



Los fluidos con alto contenido de sólidos son comúnmente llamados SLURRY, existiendo varias categorías dependiendo de las características que presentan:

SLURRIES LIVIANOS:

Son aquellos en que la presencia de sólidos es ocasional y con concentraciones inferiores al 5%.

La granulometría de las partículas sólidas es menor a 200 micras

En esta clasificación se incluyen normalmente las aguas recuperadas y de proceso.



SLURRIES MEDIOS:

Son aquellos en que la presencia de sólidos es habitual y con concentraciones que van desde un 5 a un 20%.

La granulometría de las partículas sólidas va de 200 micras a ¼”

En esta clasificación se incluyen normalmente los fluidos asociados a las celdas de flotación.



SLURRIES PESADOS:

Son aquellos con sólidos presentes siempre y con concentraciones superiores al 20%

La granulometría de las partículas sólidas superior a ¼”

En esta clasificación se incluyen normalmente las descargas de molinos y las alimentaciones a hidro ciclones.



El manejo de estos fluidos con contenido de sólidos presenta serios inconvenientes para los equipos involucrados en su manejos debido a la alta abrasión que genera su paso en velocidad, a lo cual en muchas ocasiones se agrega una componente de corrosión ante la presencia de ácidos y/o cloruros presentes en el agua de dilución. Además, cualquier tipo de cavidad que exista en el piping va a permitir la acumulación de sólidos que entorpecerá el adecuado funcionamiento del equipo en cuestión.

Es por estos parámetros que para el manejo de slurries normalmente se utilizan válvulas de cuchillo.



DEFINICION

La válvula de cuchillo es conceptualmente similar a una válvula de compuerta, teniendo como principales características:

- Elemento obturador de bajo espesor y con terminación biselada, de modo de permitir el “corte” del fluido.

- Se definen como unidireccionales, dado que es la presión del flujo la que ayuda a obtener la estanqueidad, presentando un aumento en la fuga presente en la medida que tenemos una menor presión de entrada.

- La norma de fabricación permite tener un paso reducido (inferior al diámetro nominal de la tubería)



Sin embargo, los requerimientos especiales que tiene el manejos de slurries obliga a la utilización de válvulas sin la presencia de cavidades y con estanqueidad bi direccional

Cavidad no permitida por acumulación de sólidos

Sello Unidireccional Insuficiente



Para cumplir con estas exigencias operacionales, se han desarrollado varios sistemas que tienen por objetivo entregar la característica de bi direccionalidad y de minimizar o eliminar los puntos de acumulación de sólidos.

Cada uno de estos sistemas tiene un diseño particular y que presenta ventajas, limitaciones e inconvenientes desde el punto de vista operacional. Estos sistemas los podemos clasificar básicamente como:

- Compresión de asiento

- Desplazamiento del asiento

- Asiento deslizante



SELLADO POR COMPRESIÓN DEL ASIENTO

Se trata de un asiento que se presenta en línea con el cuerpo de la válvula de modo de no presentar ningún tipo de obstrucción al paso del fluido ni punto de acumulación alguno de sólidos.

Sin embargo, este sistema tiene limitaciones

en cuanto a la presión máxima permitida,

quedando limitada normalmente a 150 psi.



SELLADO POR DESPLAZAMIENTO DEL ASIENTO

Se trata de un sistema compuesto de dos secciones, habitualmente denominadas mangones, que envuelven al cuerpo de modo de protegerlo del desgaste y que realizan el sellado al estar ambas partes en contacto.



Al momento del cierre de la válvula, el cuchillo se inserta en la unión entre estos dos mangones, desplazándolos lateralmente de modo de minimizar la descarga de fluido hacia el interior del cuerpo.

Este sistema es de muy buena eficiencia. Sin embargo, presenta problemas cuando el cuchillo atrapa un sólido de gran tamaño, pues puede desgarrar los asientos



Los problemas con este sistema se presentan principalmente ante dos situaciones:

- Cuando el cuchillo atrapa un sólido de gran tamaño y lo arrastra entre los mangones al momento del cierre. Generando un alto riesgo de desgarramiento del asiento.

- Cuando la válvula permanece durante mucho tiempo en posición abierta, los mangones tienden a “pegarse” por el efecto de la compresión presente. De modo que al abrir la válvula el cuchillo corta los mangones.



SELLADO POR ASIENTO DESLIZANTE

En este caso se utiliza el concepto de cuchilla pasante (plancha con perforación de paso) y con asientos en permanente contacto con el cuchillo.

Es un sistema de muy alta eficiencia en cuanto a estanqueidad en ambas direcciones y una alta vida útil de los asientos, pero que presenta una descarga hacia el cuerpo durante el período en que está en una posición intermedia entre apertura y cierre. Siendo recomendable el uso de una caja recolectora para estas descargas.



VALVULAS DE CUCHILLO

EN FASTPACK.S.A.



FASTPACK S.A. ha sido nombrado recientemente representante de la reconocida marca de válvulas de cuchillo ITT, para su línea FABRI VALVES ® destinadas al mercado minero.



En su planta ubicada en Amory, MS, USA, ITT fabrica una completa línea de válvulas de cuchillo destinadas al manejo de los más diversos fluidos.

Dentro de estas líneas tiene algunas destinadas específicamente al manejo de slurries:



LINEA C45Aplicación en fluidos limpios como agua industrial, con pocos sólidos y de muy baja granulometría. En aplicaciones sin corrosión.

Características constructivas:

- Sellado UNIDIRECCIONAL (asistido por la presión)

- Cuerpo en hierro dúctil

- Asiento reemplazable tipo mangón en: poliuretano, goma natural, UHMW-P y RTFE

- Tamaños de DN 2 a DN 24”

- Presión máxima de servicio 150 psi



LINEA C67Aplicación en slurries livianos como agua industrial o recuperada, con contenido de sólidos y de muy baja granulometría y con una concentración de hasta 5%. Características constructivas:

- Sellado BIDIRECCIONAL (independiente de la presión)

- Cuerpo en hierro dúctil o en acero inoxidable

- Paso total

- Asiento reemplazable inserto en el cuerpo, sistema patentado por ITT

-Tamaños de DN 2 a DN 36”

- Presión máxima de servicio 150 psi



LINEA C67Diseño de sellado bidireccional independiente de la presión de operación, patentado por ITT.

Mantiene una superficie lisa, sin presentar obstrucciones al paso del fluido ni cavidades que permitan la acumulación de sólidos.

Capacidad de hermeticidad asegurada por sistema de absorción de compresión, destinada a aumentar la vida útil del asiento.



LINEA C33 / 133Aplicación en slurries medios y pesados, incluyen aplicaciones tan exigentes como la descarga de molinos.

Permite presencia de sólidos de gran tamaño y con concentraciones que pueden superar el 60%.

Características constructivas:

- Sellado BIDIRECCIONAL (independiente de la presión)

- Cuchillo pasante de alta resistencia

- Cuerpo en hierro dúctil o en acero carbono.

- Paso total

- Asiento reemplazable con refuerzo metálico

-Tamaños de DN 2 a DN 60”

- Presión máxima de servicio 300 psi o mayores



LINEA C33 / 133Sistema de sellado con asientos en permanente contacto con el cuchillo y con un mínimo esfuerzo de compresión, asegurando una alta vida útil de los asientos y bajo requerimiento de mantención (mayor disponibilidad de equipo)

Diseño de sello permite guiar permanentemente el cuchillo, manteniéndolo en su posición y evitando deformaciones.

Sistema de asiento compatible con flanges RF y FF



LINEA C33 / 133

Otra características importante de esta línea de válvulas es el revestimiento interior del cuerpo en UHWM-P que garantiza que el fluido no entra en contacto con el cuerpo, reduciendo los efectos abrasivos y corrosivos del fluido manejado en la vida útil del cuerpo.

Insertos metálicos en los asientos

Recubrimiento del cuerpo en UHWM-P de alto lubricación

Caja recolectora Opcional



LINEA C33 / 133Disponible opción de suministro de caja recolectora de descarga.

Caja recolectora de descarga



Referencias en ChileUsuario Producto

MineroFecha de Compra Figuras Cant Tamaños Aplicación

Minera Los Pelambres Cobre 1998 C45 300 3 - 24" Light slurries, water, l ime

Minera Escondida/Phase 3.5 Cobre 1998 C/F33, C67 450 2 - 24" Slurries, water, l ime

Minera Escondida/Phase 3 Cobre 1995 F33 45 20-24-30-36-48-54"

Tailings slurry, PAD's recovery water

Candelaria Cobre 1994 C45 80 4 - 14" Light slurries, water, l ime

Zaldivar Cobre 1995 C45 90 4" Hydrocyclons

Chuquicamata Cobre 1994-2005 F33/133, C37 240 4 - 24" Slurries, secondary ball mills,

foundry

Minera Escondida Cobre 1994 F33/C67 300 4" - 54" Slurries, concentrator, tailing

Minera Escondidia Cobre 2004 F33 26 20" 24" 36" Reclaimed water

Disputada de Las Condes Cobre 2004 C/F33-SG 120 6-30" Slurries, secondary ball mills, foundry

Disputada de Las Condes Cobre 1996/2000 C37,F33 230 4" - 32" Slurries, water, l ime

Disputada El Soldado Cobre 1999 C33 100 8-14" Slurries

Salvador Cobre 1996 F33/133, C37 30 4 - 20" Slurries

Salvador Cobre 1996 2833 20 4 - 8" Water for mills control loops



Referencias en ChileUsuario Producto Minero Fecha de

Compra Figuras Cant Tamaños Aplicación

Codel Andina Cobre 1999 C33-C67 24 4-12" Slurry and process water

Ojos del Salado Cobre 1996 F133 10 6 - 12" Slurries

Quebrada Blanca Cobre 1994 Plastic DF's 1/2 - 4" Bio leaching, acid solutions

Altonorte (former Refimet) Cobre 1996 F133 10 8 - 20" Pneumatic Transport Copper Conc.

Minsal Nitrato 1996 F33/133, C67 250 4 - 20" Potassium salts, water

Minsal Nitrato 1996 2833 20 4 - 8" Potassium salts, water

Minera Yolanda Nitrato 1996 C67 80 4 - 6" Nitrate salts, water, Iodine

Minera Yolanda Nitrato 1996 BV, KNA 40 1/2 - 3" Nitrate salts, water, Iodine

Soquimich Nitrato 1993-2005 C67-F133 130 6 - 14" Potassium salts, water

Soquimich Nitrato 1994-2005 2833 76 3 - 6" Potassium salts, water

Soquimich Nitrato BV, KNA 20 1/2 - 3" Iodine

Codelco Cobre 2006 C/F33-C67-C45 300 4" to 24" Copper slurries-recovery water



Próximamente tendremos un amplio stock de válvulas de cuchillo en nuestras bodegas

Caja recolectora de descarga

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