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Jun 29, 2023

Éviter les points douloureux des vannes à guillotine

Vannes à guillotine utilisées dans la tuyauterie des résidus Crédit : Victaulic Arrêts du système dus

Vannes à guillotine utilisées dans les conduites de résidus Crédit : Victaulic

Les arrêts de système dus à l'usure et à la défaillance de l'équipement coûtent cher aux exploitants miniers, représentant des millions de dollars en perte de production par an. En fait, la maintenance représente généralement plus de 30 à 50 % des coûts d'exploitation totaux d'une mine.

Pour les opérations minières dépendantes des vannes à guillotine (KGV), les remplacements de vannes ont été particulièrement coûteux car l'inspection et la réparation nécessitent l'isolation de la conduite et le retrait complet d'une vanne du système de tuyauterie. Les budgets opérationnels sont en outre grevés par le coût des pièces de rechange et du stockage : afin de réduire les temps d'arrêt lors des changements, les mines conservent généralement un inventaire complet de vannes de remplacement en stock. Ainsi, bien que les KGV soient très courants, ils créent également plusieurs problèmes pour les opérations minières.

Dans cet article, nous présentons les procédures de maintenance courantes du KGV et mettons en évidence le processus et les avantages d'une nouvelle technologie "en ligne" qui modifie la façon dont les mines abordent et budgétisent la maintenance.

Processus traditionnels

Les mines utilisent depuis des décennies des KGV à plaquettes à brides ou à cosses pour contrôler le flux de boues extrêmement abrasives lorsqu'elles sont acheminées à travers divers équipements vers une usine de traitement. Les KGV subissent une usure significative pendant le fonctionnement, de sorte que l'entretien est effectué à intervalles réguliers pour réduire le risque de défaillance soudaine des vannes et d'arrêts imprévus du système. Ce cycle de maintenance dépend de la grosseur des particules traversant le système, du pourcentage de solides contenus dans le fluide et de la vitesse de son écoulement.

Lorsque vient le temps de réparer ou de remplacer un KGV, la vanne entière doit être retirée du système de tuyauterie afin d'être inspectée. Ce processus nécessite souvent plusieurs heures par vanne. Pour les projets de maintenance à plus grande échelle, les remplacements entraînent inévitablement des jours d'arrêt du système et une perte de productivité.

Mais avant même que le processus d'inspection puisse commencer, le système de tuyauterie doit être fermé et isolé avec des procédures d'étiquetage/verrouillage appropriées, conformément aux réglementations provinciales en matière de santé et de sécurité. Toutes les connexions électriques ou pneumatiques à l'actionneur de la vanne doivent être déconnectées et, selon la taille et le poids des vannes, un équipement de gréage peut être nécessaire pour les séparer du système. Il peut également être nécessaire de couper des tuyaux ou de retirer des raccords en raison de la corrosion des boulons de bride causée par des fuites de boue ou une expulsion du fond de la vanne.

Après le retrait d'une ancienne vanne, une nouvelle vanne doit être installée à sa place. Pour éviter les retards lors des réparations, de nombreuses mines investissent dans un inventaire sur site de vannes de remplacement, ce qui signifie souvent stocker un changement pour chaque vanne de leur système de tuyauterie. Compte tenu des centaines de vannes dans le système d'une seule mine, cependant, l'investissement dans des vannes de remplacement et le stockage peut presque égaler les coûts d'inventaire de l'équipement lourd utilisé pour déterrer les matériaux. Surtout pour les producteurs d'or et d'autres minéraux de grande valeur, les coûts d'opportunité de l'entretien traditionnel des vannes peuvent être très élevés.

Les vannes en ligne offrent une maintenance plus simple et plus sûre

Pendant des années, les exploitants miniers ont réclamé une alternative plus légère et moins chère aux KGV traditionnels. En théorie, une vanne légère et abordable rendrait la maintenance plus facile et moins dangereuse pour les travailleurs, sans faire exploser les budgets de fonctionnement. Cependant, ces améliorations marginales sur une technologie de vanne fondamentalement obsolète n'ont pas réussi à résoudre les conséquences les plus coûteuses de l'entretien des vannes : arrêts de travail constants et réorientation des ressources des tâches rentables vers les réparations.

Puis, en 2017, une nouvelle technologie KGV a été développée spécifiquement pour l'industrie minière afin de fournir ce que les exploitants miniers souhaitaient vraiment - une productivité améliorée. Grâce à une nouvelle conception "en ligne" qui permet à la vanne de rester installée tout au long des cycles de maintenance, les utilisateurs ont constaté des réductions des temps d'arrêt pour maintenance allant jusqu'à 95 %, tout en générant jusqu'à 60 % d'économies sur les coûts de maintenance annuels de la vanne.

Les pièces d'usure de la vanne – y compris un couteau en acier inoxydable, un siège en polyuréthane, un presse-étoupe, un joint de couteau et d'autres éléments de quincaillerie – sont enfermées dans un kit de cartouche à siège unique, ce qui simplifie grandement les réparations. Les équipes de maintenance doivent simplement isoler la conduite, retirer la cartouche de pièces d'usure et la remplacer par une nouvelle cartouche, tout en laissant la vanne installée en ligne.

Cette approche de la maintenance des KGV offre des avantages à plusieurs niveaux. Il n'est pas nécessaire de retirer toute la vanne du système de tuyauterie, ce qui élimine une quantité substantielle de temps d'arrêt. Plutôt que les nombreuses heures généralement nécessaires à l'entretien d'une seule vanne traditionnelle, la cartouche de pièces d'usure du nouveau KGV est retirée et remplacée en quelques étapes faciles en aussi peu que 12 minutes.

De plus, les KGV en ligne réduisent également les risques de maintenance pour les travailleurs. Un seul composant léger - la cartouche - doit être remplacé, ce qui réduit considérablement le besoin de gréement avec de lourdes chaînes et poulies (qui se balancent au-dessus de la tête des équipes de maintenance).

Ce processus de maintenance unique élimine le besoin de maintenir une deuxième vanne en veille. En fait, l'investissement dans les stocks de pièces de rechange peut être considérablement réduit et souvent pratiquement éliminé.

Au-delà de ce processus de maintenance amélioré, il a été reconnu que des gains de productivité supplémentaires pourraient être obtenus en prolongeant la durée de vie totale de la vanne et, en fin de compte, le temps entre les cycles de maintenance. À cette fin, la cartouche d'usure a été conçue avec un siège en polyuréthane (jusqu'à 10 fois plus résistant que le caoutchouc) et un couteau près de quatre fois plus épais que les vannes traditionnelles, ce qui se traduit par une résistance à l'abrasion et une durée de vie largement supérieures par rapport aux conceptions traditionnelles.

En chiffres

Conclusion

Dans tous les cas d'utilisation, la maintenance des vannes qui nécessitait autrefois des heures d'arrêt peut être réduite à quelques minutes grâce à l'utilisation de la technologie des vannes en ligne. Pour les mines dotées de systèmes de tuyauterie contenant des centaines de vannes, les avantages annuels en matière de sécurité et de coût de la technologie KGV en ligne sont susceptibles d'être substantiels.

Les opportunités d'utiliser des KGV en ligne existent partout où les systèmes de tuyauterie sont conçus pour les services abrasifs, y compris les boues, les cellules de flottation, les cyclones et les résidus.

À mesure que les systèmes à lisier évoluent pour gérer des niveaux plus élevés de teneur en solides, de débits et de pressions, les KGV sont des composants de plus en plus importants des systèmes d'exploitation. Les exploitants miniers qui adoptent les KGV en ligne sont en mesure de minimiser l'occurrence et le coût croissants de l'usure et de la maintenance des vannes.

Michel Princeest directeur, ingénierie de soutien, chez Victaulic.

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Intéressant. Quel fabricant propose ce design ?