Aplicación típica de disco de ruptura para sistema de tubería de lodos
En la minería del cobre, existe una aplicación interesante para los discos de ruptura. Esta aplicación es típica para minas ubicadas a elevaciones de 1500 metros o más, y que transportan concentrados, relaves o minerales diluidos en agua a través de una tubería de alta presión, y donde se han implementado medidas para reducir y controlar la corrosión que ocurre debido a fuertes escalado interno de la tubería de alta presión de los clientes. Esta corrosión ocurre debido al carbonato de calcio que se usa en el proceso para mantener el nivel de pH durante la transferencia del concentrado de cobre en forma de lodo, a medida que desciende la montaña. Antes de realizar algunas modificaciones de diseño, el cliente descubrió que efectivamente se producía una gran incrustación interna y era evidente en el aumento del espesor de la pared (menos área dentro de la tubería) a lo largo de los 167 kilómetros de 9-5/8 pulgadas (acero ERW de diámetro exterior) tubería. La tubería fue diseñada para operar a una presión de hasta 3700 psig.
La solución:
Se utilizaron tres estaciones de válvulas para seccionar la tubería, limitando así la cabeza estática a una presión aceptable. Cada válvula de bloqueo de estación de tubería debe abrirse en secuencia, desde el punto más bajo hasta el más alto, y cerrarse en secuencia, comenzando con el punto más alto. Esto permite telescopar el espesor de la pared de la tubería, ahorrando así un costo significativo en tubería de acero. Se instalaron discos de ruptura con puntos de ajuste de hasta 4000 psig para proteger cada sección de la tubería, en caso de que el extremo inferior de la tubería se obstruyera o se cerrara accidentalmente con carga estática completa en dos secciones o más.
Los discos de ruptura fueron diseñados para liberar la presión y proteger la sección de la tubería. Se usaron discos de ruptura en lugar de válvulas de alivio debido al severo servicio de la lechada de concentrado de cobre. Además, cada disco de ruptura incluye nuestro sistema de alarma BDI, que está diseñado específicamente para usarse con nuestros discos de ruptura. Señala al operador cuando ha estallado un disco de ruptura para aliviar una condición de sobrepresión. Esto es extremadamente importante debido a que la estación de válvulas es muy remota. Dos empresas que utilizan exitosamente discos de ruptura en la extracción de concentrado de cobre son: Anglo American Chile División los Bronces y Cía. Minera Doña Inés de Collahuasi.
Además, en cada estación de válvulas había tres válvulas de bloqueo, una válvula de aislamiento, una válvula de sello y una válvula de desgaste. En el lado aguas arriba de cada estación de válvulas, se instaló un disco de ruptura delante de cada válvula de aislamiento para proteger y evitar que la sección de la tubería se vea afectada por la carga estática combinada de dos o más secciones.
El remedio de usar discos de ruptura resolvió el largo tiempo de inactividad con la suspensión de cobre en la tubería que en el pasado había iniciado una acción galvánica con el cobre asentado en el fondo de la tubería de acero. Cada apagado y arranque de mantenimiento no programado podría causar un desgaste excesivo en el fondo de la tubería y un mayor desgaste en las áreas de flujo lento. Además, las bacterias encontradas en la suspensión eran aeróbicas y anaeróbicas: los costos del tratamiento eran elevados y podían causar problemas ambientales. La principal preocupación era que la descarga de agua de la planta debía ser respetuosa con el medio ambiente. Además, el sistema seleccionado que utiliza discos de ruptura proporcionó un ahorro en los costos operativos y el agua del emisario podría utilizarse para otros fines.
