پروژه های اسلاری با پایپینگ پلی اتیلن

برای درک بهتر پروژه های اسلاری ابتدا باید به معنی واژه اسلاری بپردازیم اسلاری یا دوغاب به مخلوط نیمه مایعی گفته میشود که عمدتا از آب و ذرات ریز جامد تشکیل شده است ؛ این ذرات میتواند سیمان ، خاک رس ، آهک یا سایر مواد معدنی باشد. دوغاب در معدن کاری به مخلوطی از یک مایع (معمولا آب) با ذرات جامد معلق (سنگ های خرد شده یا کانسنگ معدنی) گفته میشود که انتقال این ریز سنگ ها با استفاده از خطوط لوله میسر میشود.

در روش استخراج دوغابی (slurry mining) ،مواد زیرزمینی مانند زغال سنگ به صورت هیدرولیکی شکسته میشوند و سپس دوغاب حاصل برای فرآوری و جداسازی مواد معدنی استخراج میگردد. دوغاب ها گاهی دارای رفتار غیرنیوتنی هستند ، به این معنا که ویسکوزیته (گرانروی) آنها بسته به میزان تنش برشی تغییر میکند ؛ یعنی در شرایط مختلف ، میزان روانی یا غلظت دوغاب ثابت نیست و متناسب با شرایط جریان تغییر میکند.

در این مقاله قصد داریم مزایا انتقال دوغاب با استفاده از خطوط لوله پلی اتیلنی را بیان کنیم.

ویژگی های لوله پلی اتیلن سنگین (HDPE) از جمله مقاومت بالا در برابر سایش ، سطح داخلی صاف، مقاومت شیمیایی و خوردگی ، استحکام در برابر ضربه ، هزینه های پایین و سهولت نصب ، این لوله را به انتخابی ممتازدر صنایع معدنی برای انتقال دوغاب معدنی و فاضلاب معدنی تبدیل کرده است .

کابرد های لوله و اتصالات پلی اتیلن در معدن :

• خطوط انتقال دوغاب (Slurry Transfer Line)
• سیستم‌های آب‌زدایی از معادن (Mine Dewatering) و حوضچه‌های ذخیره (Ponds)
• انتقال پسماندهای معدنی
• انتقال آب و مواد شیمیایی در معادن روباز و زیرزمینی

انتخاب لوله مناسب برای انتقال دوغاب معدنی:

انتخاب لوله مناسب برای دوغاب (Slurry) یکی از تصمیم‌های حیاتی در طراحی سیستم‌های انتقال دوغاب معدنی و صنعتی است. نوع لوله، مستقیماً بر طول عمر پروژه، بازده انتقال، هزینه نگهداری و ایمنی سیستم تأثیر می‌گذارد. در پروژه‌های معدنی که جریان ترکیبی از آب و ذرات جامد ساینده وجود دارد، کوچک‌ترین اشتباه در انتخاب جنس یا قطر لوله می‌تواند به سایش شدید، افت فشار و توقف عملیات منجر شود.

بیشتر بخوانید: قیمت و اطلاعات روز لوله پلی اتیلن

برای انتخاب صحیح، پیمانکاران و طراحان باید عوامل زیر را به‌صورت مهندسی و دقیق بررسی کنند:

۱. ترکیب دوغاب (Slurry Composition)

اولین گام، شناخت دقیق ترکیب دوغاب است. اگر ذرات جامد اندازه بزرگ و خاصیت سایندگی بالا داشته باشند، لوله‌های فلزی یا لوله‌های با آستر سرامیکی یا لاستیکی گزینه‌ی بهتری هستند. اما در دوغاب‌های سبک‌تر یا دارای مواد شیمیایی خورنده، لوله‌های پلی‌اتیلن (HDPE) به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و سایش، بهترین انتخاب محسوب می‌شوند.

۲. حجم انتقال

لوله انتخابی باید توانایی عبور حجم مورد نیاز دوغاب را بدون ایجاد افت فشار زیاد داشته باشد. قطر لوله، فشار پمپ و ویسکوزیته دوغاب باید در طراحی به‌صورت همزمان بررسی شوند تا توازن بین ظرفیت انتقال و راندمان انرژی برقرار شود.

۳. مسافت انتقال

در پروژه‌هایی با خطوط انتقال طولانی، مقاومت مکانیکی لوله اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. لوله‌های پلی‌اتیلن با ضخامت دیواره بالا یا لوله‌های فولادی پوشش‌دار معمولاً برای مسیرهای طولانی‌تر و فشارهای بالا استفاده می‌شوند تا از تغییر شکل یا شکست جلوگیری شود.

۴. شرایط محیطی

دماهای بسیار بالا یا پایین، رطوبت زیاد، تابش مستقیم آفتاب یا محیط‌های خورنده می‌توانند عمر لوله را کاهش دهند. انتخاب موادی مانند HDPE مقاوم در برابر UV یا لوله‌های با پوشش ضدخوردگی، پایداری سیستم را در شرایط سخت تضمین می‌کند.

۵. هزینه و دوام

در طراحی خطوط دوغاب، ارزان‌ترین گزینه همیشه بهترین نیست. پیمانکار باید بین هزینه اولیه خرید و هزینه تعمیرات بلندمدت تعادل ایجاد کند. تجربه نشان داده است که لوله‌های HDPE به‌رغم قیمت اولیه بالاتر، در بلندمدت بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر از لوله‌های فلزی هستند.

۶. فشار کاری

سیستم‌های انتقال دوغاب معمولاً تحت فشار بالا کار می‌کنند. بنابراین، لوله باید توان تحمل فشار کاری واقعی و ضربه‌های ناگهانی (Water Hammer) را داشته باشد. انتخاب کلاس فشاری مناسب بر اساس استانداردهای بین‌المللی (مانند ISO 4427 یا ASTM D3035) برای جلوگیری از شکست ناگهانی الزامی است.

۷. نگهداری و تعمیرات

در محیط‌های معدنی که شرایط کاری سخت است، دسترسی آسان به لوله، قابلیت جوشکاری در محل و سادگی تعمیرات اهمیت زیادی دارد. سیستم‌های پلی‌اتیلنی به دلیل اتصال جوشی لب‌ به‌ لب و بدون نشتی، هزینه و زمان تعمیر را به حداقل می‌رسانند.

فشار کاری و گرید مناسب لوله های پلی اتیلن در پروژه های معدنی SDR

در پروژه‌های معدنی، خطوط انتقال دوغاب، آب فرآیندی، فاضلاب صنعتی و پسماندهای معدنی تحت فشار، سایش و شرایط محیطی بسیار سخت قرار دارند. به همین دلیل انتخاب گرید مواد، SDR و فشار کاری (PN) مناسب برای لوله‌های پلی‌اتیلن (HDPE) اهمیت حیاتی دارد. انتخاب نادرست می‌تواند منجر به شکست لوله، نشتی و توقف عملیات معدن شود. در ادامه مشخصات دقیق مورد استفاده در این صنعت را بررسی می‌کنیم:

۱. گرید مواد پلی‌اتیلن مورد استفاده در معادن

در کاربردهای معدنی تنها گریدهای با مقاومت مکانیکی بالا قابل قبول هستند:

• PE100:

پرکاربردترین گرید در پروژه‌های معدنی است. دارای MRS = 10 MPa و چگالی حدود 0.955 g/cm³ بوده و در برابر سایش، ضربه و فشار مقاوم است.

مناسب برای خطوط انتقال دوغاب، آب برگشتی، آب فرآیندی و پساب صنعتی.

تولیدکنندگان معتبر ایرانی: جم، امیرکبیر، Marun (EX3, CRP100)

• PE80:

در برخی پروژه‌های کوچک‌تر یا با فشار پایین‌تر (تا PN10) استفاده می‌شود، اما در معادن بزرگ و دوغاب‌های سنگین به‌تدریج جای خود را به PE100 داده است و استفاده از آن در کشور های پیشرفته کاملا منسوخ شده است

• PE120 (پلی‌اتیلن نسل جدید):

گریدهای نسل جدید با MRS = 12.5 MPa در پروژه‌های بین‌المللی استفاده می‌شوند. در ایران هنوز تجاری‌سازی کامل نشده اما آینده‌ی صنعت به سمت این گرید حرکت می‌کند.

۲. SDR مناسب برای خطوط دوغاب و فاضلاب معدنی

• SDR (Standard Dimension Ratio) نسبت قطر خارجی به ضخامت دیواره است و تعیین‌کننده‌ی مقاومت فشاری لوله محسوب می‌شود.
• انتخاب SDR باید بر اساس فشار کاری، طول مسیر و ماهیت سیال انجام شود:
• نوع کاربری SDR پیشنهادی فشار اسمی (PN) توضیح فنی
• خطوط دوغاب معدنی سنگین (Slurry) SDR 11 – SDR 13.6 PN16 – PN12.5 مقاومت بالا در برابر فشار و سایش
• خطوط آب فرآیندی و برگشتی SDR 17 PN10 تعادل بین وزن سبک و مقاومت
• خطوط فاضلاب صنعتی و زهکشی معدن SDR 21 – SDR 26 PN6 – PN8 مناسب برای جریان ثقلی یا فشار کم
• لوله‌های موقت یا قابل جابه‌جایی SDR 17 – SDR 26 PN10 – PN6 برای کاربردهای فصلی یا موقت در معادن روباز

۳. فشار کاری مناسب (PN)

در معادن، معمولاً لوله‌ها باید فشار کاری بین6 تا 16 بار را تحمل کنند.

انتخاب دقیق به ارتفاع مسیر، نوع پمپ، فاصله انتقال و درصد جامدات در دوغاب بستگی دارد.

• PN16 (SDR11): برای خطوط اصلی و فشار بالا
• PN10 (SDR17): برای خطوط آب یا دوغاب سبک
• PN6–8 (SDR21–26): برای مسیرهای کم‌فشار و ثقلی

۴. سایزهای پرکاربرد در پروژه‌های معدنی

در پروژه‌های معدنی، قطر لوله معمولاً بین ۹۰ تا ۱۲۰۰ میلی‌متر متغیر است.

• ۹۰ تا ۲۵۰ میلی‌متر: خطوط کم‌فشار، آب برگشتی، یا فاضلاب صنعتی
• ۳۱۵ تا ۵۶۰ میلی‌متر: خطوط دوغاب نیمه‌سنگین
• ۶۳۰ تا ۱۲۰۰ میلی‌متر: انتقال دوغاب سنگین یا خطوط اصلی آب و tailings

برای قطرهای بالا (بیش از ۱۰۰۰ میلی‌متر)، استفاده از لوله‌های HDPE با جوش لب‌به‌لب در محل توصیه می‌شود تا استحکام اتصال حفظ شود.

۵. پروژه های اسلاری با پایپینگ پلی اتیلن در پترو اب حیات کالا

در پروژه‌های معدنی، انتخاب صحیح لوله پلی‌اتیلن باید بر اساس سه فاکتور اصلی انجام شود:

گرید مواد (PE100 یا PE120)، SDR متناسب با فشار کاری، و قطر هماهنگ با دبی مورد نیاز.

استفاده از لوله‌های HDPE تولیدشده طبق استاندارد ISO 4427 و INSO 14427 تضمین می‌کند که سیستم انتقال دوغاب یا فاضلاب معدنی، پایدار، ایمن، و اقتصادی عمل کند.