Evitar los puntos débiles de las válvulas de guillotina

Válvulas de guillotina utilizadas en tuberías de relaves Crédito: Victaulic

Las paradas del sistema debido al desgaste y fallas de los equipos son costosas para los operadores de minas y representan millones de dólares en pérdida de producción por año. De hecho, el mantenimiento suele representar más del 30-50% de los costos operativos totales de una mina.

Para las operaciones mineras que dependen de válvulas de guillotina (KGV), los cambios de válvulas han sido particularmente costosos porque la inspección y reparación requieren el aislamiento de la línea y la extracción completa de una válvula del sistema de tuberías. Los presupuestos operativos se ven aún más afectados por el costo de las piezas de repuesto y el almacenamiento: para reducir el tiempo de inactividad durante los cambios, las minas suelen mantener un inventario completo de válvulas de repuesto en stock. Entonces, si bien los KGV son muy comunes, también crean varios puntos débiles para las operaciones mineras.

En este artículo, describimos los procedimientos comunes de mantenimiento de KGV y destacamos el proceso y los beneficios detrás de una nueva tecnología "en línea" que cambia la forma en que las minas abordan y presupuestan el mantenimiento.

Procesos tradicionales

Las minas han utilizado KGV con bridas o tipo oblea durante décadas para controlar el flujo de lodo extremadamente abrasivo a medida que se canaliza a través de varios equipos hasta una planta de procesamiento. Los KGV sufren un desgaste significativo durante el funcionamiento, por lo que el mantenimiento se realiza a intervalos regulares para reducir el riesgo de falla repentina de la válvula y tiempo de inactividad no planificado del sistema. Este ciclo de mantenimiento depende del grosor de las partículas que recorren el sistema, el porcentaje de sólidos contenidos en el fluido y la velocidad de su flujo.

Cuando llega el momento de reparar o reemplazar una KGV, se debe retirar toda la válvula del sistema de tuberías para poder inspeccionarla. Este proceso suele requerir varias horas por válvula. Para proyectos de mantenimiento a gran escala, los reemplazos conducen inevitablemente a días de inactividad del sistema y pérdida de productividad.

Pero antes de que el proceso de inspección pueda siquiera comenzar, el sistema de tuberías debe cerrarse y aislarse con procedimientos de etiquetado/bloqueo adecuados, según las normas provinciales de salud y seguridad obligatorias. Se debe desconectar cualquier conexión eléctrica o de aire al actuador de la válvula y, según el tamaño y el peso de las válvulas, es posible que sea necesario instalar equipo para separarlas del sistema. También puede ser necesario cortar la tubería o quitar los acoplamientos debido a la corrosión de los pernos de la brida causada por fugas de lodo o expulsión del fondo de la válvula.

Después de retirar una válvula vieja, es necesario instalar una válvula nueva en su lugar. Para evitar demoras durante las reparaciones, muchas minas invierten en un inventario in situ de válvulas de reemplazo, lo que a menudo significa almacenar un reemplazo para cada válvula en su sistema de tuberías. Sin embargo, considerando los cientos de válvulas en el sistema de una sola mina, la inversión en válvulas de reemplazo y almacenamiento puede casi igualar los costos de inventario del equipo pesado utilizado para desenterrar materiales. Especialmente para los productores de oro y otros minerales de alto valor, los costos de oportunidad del mantenimiento de las válvulas tradicionales pueden ser muy elevados.

Las válvulas en línea ofrecen un mantenimiento más sencillo y seguro

Durante años, los operadores mineros clamaron por una alternativa más ligera y económica a los KGV tradicionales. En teoría, una válvula liviana y asequible haría que el mantenimiento fuera más fácil y menos peligroso para los trabajadores, sin arruinar los presupuestos operativos. Sin embargo, estas mejoras marginales en una tecnología de válvulas fundamentalmente obsoleta no lograron abordar las consecuencias más costosas del mantenimiento de las válvulas: constantes paros laborales y redirección de recursos de tareas rentables hacia reparaciones.

Luego, en 2017, se desarrolló una nueva tecnología KGV específicamente para la industria minera para brindar lo que los operadores de minas realmente deseaban: productividad mejorada. Con un nuevo diseño "en línea" que permite que la válvula permanezca instalada durante los ciclos de mantenimiento, los usuarios han experimentado reducciones en el tiempo de inactividad por mantenimiento de hasta un 95 %, al tiempo que generan hasta un 60 % de ahorro en los costos anuales de mantenimiento de la válvula.

Las piezas de desgaste de la válvula, incluida una cuchilla de acero inoxidable, un asiento de poliuretano, un prensaestopas, un sello de cuchilla y otros elementos de hardware, están incluidas en un kit de cartucho de un solo asiento, lo que simplifica enormemente las reparaciones. Los equipos de mantenimiento simplemente necesitan aislar la línea, quitar el cartucho de la pieza de desgaste y reemplazarlo con un cartucho nuevo, todo mientras la válvula permanece instalada en línea.

Este enfoque del mantenimiento de KGV ofrece beneficios en varios niveles. No tener que retirar toda la válvula del sistema de tuberías elimina una cantidad sustancial de tiempo de inactividad. En lugar de las varias horas que normalmente se requieren para el mantenimiento de una sola válvula tradicional, el cartucho de piezas de desgaste del nuevo KGV se retira y reemplaza con unos sencillos pasos en tan solo 12 minutos.

Además, los KGV en línea también reducen el riesgo de mantenimiento para los trabajadores. Sólo se debe reemplazar un componente liviano, el cartucho, lo que reduce significativamente la necesidad de utilizar cadenas y poleas pesadas (que giran sobre las cabezas de los equipos de mantenimiento).

Este proceso de mantenimiento único elimina la necesidad de mantener una segunda válvula en espera. De hecho, la inversión en inventario de repuestos puede reducirse sustancialmente y, a menudo, prácticamente eliminarse.

Más allá de este proceso de mantenimiento mejorado, se reconoció que se podrían obtener mayores ganancias de productividad extendiendo la vida útil total de la válvula y, en última instancia, el tiempo entre ciclos de mantenimiento. Para este fin, el cartucho de desgaste fue diseñado con un asiento de poliuretano (hasta 10 veces más resistente que el caucho) y una cuchilla casi cuatro veces más gruesa que las válvulas tradicionales, lo que resulta en una resistencia a la abrasión y una vida útil muy superiores a los diseños tradicionales.

Por los números

Conclusión

En todos los casos de uso, el mantenimiento de válvulas que antes requería horas de inactividad se puede reducir a solo unos minutos mediante el uso de tecnología de válvulas en línea. Para las minas con sistemas de tuberías que contienen cientos de válvulas, los beneficios anuales de seguridad y costos de la tecnología KGV en línea probablemente sean sustanciales.

Existen oportunidades para utilizar KGV en línea en cualquier lugar donde los sistemas de tuberías estén diseñados para servicios abrasivos, incluidos lodos, celdas de flotación, ciclones y relaves.

A medida que los sistemas de lodos evolucionan para manejar niveles más altos de contenido de sólidos, caudales y presiones, los KGV son componentes cada vez más importantes de los sistemas operativos. Los operadores mineros que adoptan KGV en línea pueden minimizar la creciente ocurrencia y el costo del desgaste y mantenimiento de las válvulas.

miguel príncipees gerente de ingeniería de mantenimiento en Victaulic.

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