Пульпопровод: диаметр, скорость пульпы, трубы и износ

Пульпопровод — это трубопровод, по которому насос перекачивает пульпу: смесь воды с песком, рудой, хвостами или шламом. От водовода он отличается тем, что в нём постоянно работают абразив и осадок. Если скорость мала, частицы оседают и забивают трубу. Если скорость велика, труба быстро истирается. Поэтому пульпопровод рассчитывают вместе с насосом, а не подбирают по остаточному принципу.

Пульпопровод и скорость пульпы

Главный параметр — скорость потока. Она должна быть выше критической, при которой частицы начинают оседать на дно трубы. Критическая скорость растёт с диаметром трубы, крупностью и плотностью частиц. Для песчаной пульпы в трубе 100 мм она обычно около 1,8–2,5 м/с. Как её оценить по формуле Дюранда, объясняет статья о плотности пульпы.

Рабочую скорость берут немного выше критической. Лишний запас вреден: износ трубы растёт быстрее скорости, а потери напора — примерно пропорционально её квадрату.

Как подобрать диаметр пульпопровода

Диаметр подбирают так, чтобы при расчётной подаче насоса скорость оставалась выше критической. Здесь частая ошибка — взять трубу «с запасом». В широкой трубе скорость падает, и пульпопровод заиливается. Узкая труба, наоборот, съедает напор и быстрее изнашивается. Формулу связи подачи, диаметра и скорости даёт статья о диаметре трубы для насоса.

Какие трубы выбрать под пульпопровод

• Стальные трубы — прочные и доступные, но быстро истираются на абразиве, особенно снизу.
• Полиэтиленовые трубы — лёгкие, стойкие к истиранию мелким песком и к коррозии. Их часто берут для гидромеханизации и хвостового хозяйства.
• Трубы с футеровкой — резина или полиуретан внутри стальной трубы. Дороже, но служат дольше на мелком абразиве.
• Напорные рукава — для временных и переносных линий у насоса.

Какой рукав выбрать для временной линии, описывает статья о напорном рукаве для насоса.

Где пульпопровод изнашивается быстрее

Сильнее всего истираются отводы, тройники и переходы, а также нижняя часть прямых труб: по ней катятся крупные частицы. Поэтому отводы делают с большим радиусом, а на стальных линиях трубы периодически поворачивают вокруг оси на треть оборота. Так износ распределяется по всей окружности, и труба служит дольше. Толщину стенки на отводах проверяют чаще, чем на прямых участках.

Пульпопровод при остановке насоса

Когда насос останавливается, пульпа в трубе стоит, и частицы оседают. Особенно опасны пониженные участки трассы: там осадок собирается пробкой. Поэтому перед плановой остановкой пульпопровод промывают водой несколько минут. Если линия длинная, на низких точках ставят спускные задвижки. Аварийную остановку лучше предусмотреть заранее — через автоматику с промывкой. Чем на пульпу опасен и гидроудар, объясняет статья о гидроударе в трубопроводе.

Частые вопросы

Какой насос нужен для пульпопровода? Шламовый, рассчитанный на плотность и крупность частиц вашей пульпы. Обзор серии — в статье о шламовых насосах Grindex.

Почему пульпопровод забивается? Скорость ниже критической, труба слишком широкая или линию не промыли перед остановкой.

Можно ли гнать пульпу по трубе от водовода? Можно ненадолго, но износ будет быстрым, а диаметр, скорее всего, не подойдёт по скорости.

Как учесть пульпу при расчёте напора? Потери на пульпе выше, чем на воде, а мощность растёт вместе с плотностью. Расчёт разбирает статья о перекачке пульпы и шлама.

Вывод: пульпопровод работает, пока скорость пульпы выше критической, но не намного. Диаметр подбирают по подаче насоса, трубы — по абразиву, отводы делают плавными, а перед остановкой линию промывают водой. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.