كيف يُختار مُستشعرات الإنفجار لخطابات السلوري في التعدين تجهيز المعادن

Understanding the Unique Challenges of Slurry Flow Measurement

إن خطوط الأنابيب المتناقلة في التعدين وتجهيز المعادن تنقل مزيجا من الجسيمات الصلبة التي تم تعليقها في ناقلات سائلة عادة ما تكون المياه، وهذا النظام التدفقي المتجانس يمثل صعوبات في القياس نادرا ما تصادف في تطبيقات السائل النظيف، ويمكن أن يختلف الكسر الصلب من نسبة قليلة إلى أكثر من 70 في المائة بالوزن، ويمتد توزيع المواد الجسيمات إلى سمات، وقد يُظهر الازدراء غير النيوتن، ويُحدِّدِّدِّدِّدِّدِّدِّدِّدِّدِّيّ من خصائصه.

العوامل الرئيسية في اختيار أجهزة استشعار الموجات المتدفقة للزهور

حجم الجسيمات، الشيب، الكثافة

فحجم وكثافة المواد الصلبة المعلقة يؤثران تأثيرا كبيرا على كل من إمكانيات التآكل ومبدأ القياس، إذ أن الجسيمات المتناثرة )مثل الركاز المحطم( تعجل بالارتداء على أي عنصر من أجهزة الاستشعار المبللة التي تتدفق إلى الزهر، وقد تسبب الجسيمات الصغيرة المطوّرة ضررا أقل مباشرة، ولكنها قد تتسبب في دقتها على مر الزمن.

Slurry Rheology and Flow Regime

وقد يُظهر الكثير من الاضطرابات المعدنية إجهاداً وتصرفاً متصاعداً، مما يعني انخفاض في معدلات الارتفاع في معدلات الارتفاع، وقد تؤدي هذه السمة غير النيوتنوية إلى إغراء سمة المياه، مما يؤثر على العلاقة بين سرعة المقاييس والإشارة المقيسة، بالإضافة إلى أن التدفق يمكن أن يتحول بين نظم التجانس (المعلقة) والهيدر (معدة التركيز).

مدفعية متحركة ورقمة

وكثيرا ما تتطلب عمليات التعدين قياسا دقيقا على نطاق واسع من التدفق المنخفض أثناء البدء أو التحميل الجزئي إلى التدفق المرتفع في العمليات العادية، كما أن نسبة الانتقال إلى الحد الأقصى إلى التدفق الأدنى القابل للقياس مع الدقة المقبولة هي مواصفات رئيسية، حيث أن قياسات التدفق المغناطيسي تقدم عادة تحويلات تبلغ 100:1 أو أفضل، في حين أن قياسات تدفق الدوافع قد تقتصر على 10:1 أو 20:1 في تطبيقات الصمام بسبب الضوضاء من التدفق المحتمل.

قياس النسيج والاحتياجات من الركض المباشر

وقد أوصى كل جهاز استشعار للتدفقات في أعلى المجرى وفي أسفل المجرى بالطول المباشر لضمان وضع ملامح سريعة خالية من السوائل تماما، وفي خطوط الأنابيب المائلة، قد تكون هذه المتطلبات أكثر صرامة لأن القوس والصمامات يمكن أن تؤدي إلى تفاقم الفصل بين الجسيمات، مثلا، يمكن أن ينتج قوس قوارير طارد مركزية تضغط على جسيمات أكبر في الخارج، مما يؤدي إلى تركيزات قياسية وسرعات.

المقارنات المادية وال مقاومة التآكل

وينبغي أن تقاوم المواد المبللة للمستشعر كلا من الهجوم الكيميائي والنسيج الميكانيكي، أما بالنسبة للسيارات الحمضية (مثل حلول الرش النحاس)، فإن البطانات التي تصنع من PTFE أو PFA أو البوليوريثان هي مواد شائعة، وقد تشمل التآكلات الحادية الحادية الحادّة (مثلاً، العصيان الحديدية الخبيثة) أو التآكلات التراكمية.

عمليات التركيب والصيانة

وقد يكون الوصول إلى الصيانة وسهولة الصيانة يؤثران تأثيرا مباشرا على وقت التشغيل، وكثيرا ما تكون خطوط الأنابيب المفلورة موجودة في المناطق النائية أو المحصورة، كما أن أجهزة الاستشعار التي يمكن تركيبها دون قطع الأنابيب (الكلبون) أو التي تتضمن إدخالا واضحا إلى الحد الأدنى من اضطراب العمليات، ولكن أي جهاز للادراج يجب أن يكون مصمما لتحمل ضغط الأنابيب ودرجات الحرارة المتوهة.

أنواع أجهزة الاستشعار المتدفقة المناسبة للخطوط العازلة

جهاز كهرباء (المغنطيسية)

وأجهزة التدفق المغناطيسي الموصى بها هي أجهزة قياس السائل المتحركة، وهي تعمل على قانون الحد الأدنى للتنقيب في فاراداي: فمنطقة مغناطيسية تُفرض عبر الأنابيب، وفولاذ متطور يتناسب مع متوسط سرعة التدفق يُستحث في السوائل المُتَسَكِّلة، ونظراً لأن الكمود الحرارية تُحدث مع السواحل، لا توجد عوائق أمام التدفق.

كلمب أون ذا إلتراسونيا

تستخدم أجهزة التبريد غير المكثفة أجهزة مترجمة مُنقَّلة إلى خارج الأنابيب، وتُحدث موجات صوتية تُغشِّي المُسَحَّل، والمبدأ الأكثر شيوعاً لللوير هو الفرق في وقت العبور، ولكن ذلك لا يعمل إلا عندما يكون اللوري متجانساً نسبياً، وتُحمّل الجسيمات معتدل (عادة [FLT: نماذج] Emtraerson’s Rose.

Coriolis Mass Flow Meters

وتقيس الأورام الاصطناعية تدفقاً جماعياً مباشرةً باستشعار التلويث الذي يُستحث في الأنابيب المهتزنة مع مرور البلورات، وهي توفر تدفقاً جماعياً دقيقاً للغاية (في كثير من الأحيان تبلغ نسبة التدفق الحراري 1 في المائة) وقياس الكثافة المتزامنة للتحكم في التركيزات، لأنها تقيس الكتلة وليس حجماً، ولا تتأثر بتغيرات في المقاييس الكثيفة أو الكثافة أو نظام التدفق.

محطة تفرق الترددات

إن عناصر التدفق، وهي لوحات أوصال أو أنبوب التهوية أو أجهزة التزود بالبضائع، تخلق انخفاضاً في الضغط يتصل بمعدل التدفق عن طريق مبدأ برنوللي، وفي خدمة السائل، فإن التحدي الرئيسي هو تآكل حافة العنصر، الذي يغير معامل التصريف بمرور الوقت، والمترات العتيقة هي خيار شائع لأن أجهزة التدقيق الشرائط أقل عرضة للتحات وتوفر عملاً سلساً.

أجهزة الموجة الفوتكس (مع التحذير)

وتُعدّ أجهزة قياس الصوت من خلال الكشف عن تواتر الطلقات التي تُقشر من جسم مُحتَل في التدفق، وفي السوائل النظيفة، توفر أجهزة معالجة الدوافع دقة جيدة وتُحوّل، وفي خطوط الأنابيب المُحتَجَة، تخضع الجسيمات المُحتَلَبة للتحات والثدي، ويمكن أن تُكَبَّن في النسيجات الخفيضة.

أجهزة الموجات الحرارية (الاستعمال الترهيب)

وتستخدم أجهزة التشت الحراري أساسا لقياس تدفق الغاز، وفي خطوط الأنابيب الملوحة، نادرا ما تكون مناسبة لأن التصريف الحراري والقدرة الحرارية للتغير المائي غير متوقع مع وجود كسر في الجذور، وتضخيم عناصر الاستشعار تؤدي إلى انجراف شديد، وينبغي تجنبها بالنسبة لمعظم تطبيقات التوت التعدينية.

أفضل الممارسات في مجال أجهزة الاستشعار المتدفقة

اختيار موقع المتر

ويضع جهاز الاستشعار في قطاع عمودي من الأنابيب مع تدفق أعلى، إن أمكن، ويساعد التدفق الرأسي الأعلى على الحفاظ على توزيع أكثر تجانساً من الصلب لأن الجاذبية تعمل على إبقاء الجسيمات معلقة، بينما يمكن للجسيمات الأفقية أن تستقر في قاع الأنابيب، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء في سرعة الانزلاق والقياس، وإذا لم يكن من الممكن تركيب أجهزة عمودية، تختار جزءاً أفقياً من المضخات ذات الوجهة بحيث تكون مائل مائل مائل

الإنشاءات والشحنات

وتحتاج أجهزة التدفق المغناطيسي إلى أرضية كهربائية سليمة للأرض من خلال عملية الرصيف، وكثيرا ما تكون خطوط الأنابيب المفلورة تزرع الغازات أو الحماية الكاسحة التي يمكن أن تكسر الطريق الأرضي، كما أن حلقات الهبوط المكشوفة أو الكهروديس ضرورية لضمان قياس دقيق محتمل، وقد تحتاج المترات البرقية إلى درع دقيق للكابلات، وإلى توجيه لتجنب التدخل الكهرومغناطيسي من محركات الطاقة الكهربائية الحيوية في بيئة مختلفة.

التحلل الحراري وتعقب الحرارة

وفي ظل المناخ البارد، يمكن أن تتجمد خطوط الأنابيب المزروعة إذا توقف تدفقها، فبعض أجهزة استشعار التدفق، ولا سيما أجهزة قياس الأشعة فوق البنفسجية التي تحتوي على الغليان، حساسة لدرجة الحرارة، ويجب أن تطبق عملية تعقب الحرارة والعزل بحيث لا تزيد حرارة أجهزة الاستشعار الالكترونية، أما بالنسبة للمترات المغناطيسية، فتكفل أن تكون مواد الخيط قادرة على تحمل درجات الحرارة المحلية القصوى.

استراتيجيات الصيانة والمعايرة

التفتيش المقرر للأجزاء المبتلة

وحتى مع وجود مواد مقاومة للارتداء، فإن خط وكهرباء متر الكهرومغناطيسي سينهار في نهاية المطاف، كما أن عمليات التفتيش الدورية التي تجرى خلال عمليات الإغلاق المقررة، ويمكن سحب المسبار، بالنسبة لمترات الإدخال، للتحقق من حالة جهاز الاستشعار، والاحتفاظ بسجل للتنبيهات العائمة - يمكن أن يشير التغير التدريجي في مؤشرات قياس التدفق بسرعة مضخة ثابتة إلى حدوث مشاكل في التشخيص (مثلا، الكهرومغناطيسي).

التحقق من عدم وجود قوة متينة ومواقع معايرة

وينبغي التحقق من نقطة الصفر في مجسات تدفق السلوري في ظل ظروف عدم تدفقها )مثلا عندما تكون المضخة مطفأة والأنبوب ممتلئ بالبخار الثابت( ونظرا لأن النغمات يمكن أن تستقر، فإن نقطة الصفر يمكن أن تتحول كحزمة صلبة حول أجهزة الاستشعار الأنابيب، وبالنسبة للمترات فوق الصوتية المكبلة، فإن حالة التدفق الصفري تكون صعبة للغاية - قد لا تزال الوثيقة الملوحة تكشف عن التدفقية التي تسببها

إجراءات التنظيف والدفع

ويمكن أن يؤدي تراكم المواد الصلبة على الجدران داخل الأنبوب (البناء) إلى خفض المساحة المتشابكة الفعلية وتغيير ملامح التدفق، ففي الليمون مثلاً، يمكن أن تشكل الودائع الجامدة، وفي الخيوط الميكانيكية المتعددة الألياف، يمكن أن تتراكم المواد المتجمعة على الكهروديس، وحيثما يتوقع أن يكون التراكم، يحدد المسافات التي تحتوي على موانئ متفجرة قوية أو آليات للتنظيف.

خاتمة

ويتوقف اختيار جهاز الاستشعار الصحيح لخطوط الأنابيب الملوحة في التعدين وتجهيز المعادن على قرار متعدد المستويات، يؤثر مباشرة على كفاءة العمليات، وتكاليف الصيانة، وتوافر النباتات، ولا يوجد نوع واحد من أجهزة الاستشعار يناسب جميع تطبيقات التدفق، ولا تزال أجهزة قياس التدفق الكهرمغنطيسية أكثر قوة ودقة في المقاييس السلوكية ذات المحتوى الصلب المعتدل.