Vermeiden Sie die Schwachstellen von Plattenschiebern

Plattenschieber, die in Tailings-Rohrleitungen verwendet werden. Quelle: Victaulic

Systemabschaltungen aufgrund von Geräteverschleiß und -ausfällen sind für Minenbetreiber teuer und führen zu Produktionsausfällen in Millionenhöhe pro Jahr. Tatsächlich macht die Wartung in der Regel mehr als 30–50 % der gesamten Betriebskosten einer Mine aus.

Bei Bergbaubetrieben, die auf Messerschieber (KGVs) angewiesen sind, waren Ventilwechsel besonders kostspielig, da Inspektionen und Reparaturen eine Leitungsisolierung und die vollständige Entfernung eines Ventils aus dem Rohrleitungssystem erfordern. Die Betriebsbudgets werden durch die Kosten für Ersatzteile und Lagerung zusätzlich belastet: Um Ausfallzeiten bei Umrüstungen zu reduzieren, halten Bergwerke in der Regel einen vollständigen Bestand an Ersatzventilen auf Lager. Obwohl KGVs sehr verbreitet sind, stellen sie auch mehrere Probleme für Bergbaubetriebe dar.

In diesem Artikel stellen wir gängige KGV-Wartungsverfahren vor und beleuchten den Prozess und die Vorteile einer neuen „Inline“-Technologie, die die Art und Weise verändert, wie Minen an die Wartung herangehen und diese budgetieren.

Traditionelle Prozesse

Seit Jahrzehnten werden in Bergwerken Flansch-Wafer- oder Laschen-KGVs eingesetzt, um den Fluss von extrem abrasivem Schlamm zu steuern, der durch verschiedene Ausrüstungsteile zu einer Verarbeitungsanlage geleitet wird. KGVs unterliegen während des Betriebs einem erheblichen Verschleiß. Daher werden in regelmäßigen Abständen Wartungsarbeiten durchgeführt, um das Risiko eines plötzlichen Ventilausfalls und ungeplanter Systemausfallzeiten zu verringern. Dieser Wartungszyklus hängt von der Grobheit der durch das System fließenden Partikel, dem Prozentsatz der in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe und der Fließgeschwindigkeit ab.

Wenn es an der Zeit ist, ein KGV zu reparieren oder auszutauschen, muss das gesamte Ventil zur Inspektion aus dem Rohrleitungssystem entfernt werden. Dieser Vorgang erfordert oft mehrere Stunden pro Ventil. Bei größeren Wartungsprojekten führt der Austausch unweigerlich zu tagelangen Systemausfällen und Produktivitätsverlusten.

Doch bevor der Inspektionsprozess überhaupt beginnen kann, muss das Rohrleitungssystem gemäß den vorgeschriebenen Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften der Provinz mit geeigneten Markierungs-/Sperrverfahren abgeschaltet und isoliert werden. Alle elektrischen oder Luftverbindungen zum Stellantrieb des Ventils müssen getrennt werden. Abhängig von der Größe und dem Gewicht der Ventile sind möglicherweise Montagegeräte erforderlich, um sie vom System zu trennen. Aufgrund der Korrosion der Flanschschrauben, die durch Schlammlecks oder Austritt aus dem Ventilboden verursacht wird, kann es auch erforderlich sein, Rohre abzuschneiden oder Kupplungen zu entfernen.

Nachdem ein altes Ventil entfernt wurde, muss an seiner Stelle ein neues Ventil eingebaut werden. Um Verzögerungen bei Reparaturen zu vermeiden, investieren viele Bergwerke in einen Bestand an Ersatzventilen vor Ort, was oft bedeutet, dass für jedes Ventil in ihrem Rohrleitungssystem ein Austauschventil gelagert wird. Angesichts der Hunderten von Ventilen im System eines einzelnen Bergwerks können die Investitionen in Ersatzventile und Lagerung jedoch fast den Lagerkosten für schweres Gerät entsprechen, das zum Abbau von Materialien verwendet wird. Insbesondere für Produzenten von Gold und anderen hochwertigen Mineralien können die Opportunitätskosten der herkömmlichen Ventilwartung sehr hoch sein.

Inline-Ventile bieten eine einfachere und sicherere Wartung

Seit Jahren fordern Bergwerksbetreiber eine leichtere und kostengünstigere Alternative zu herkömmlichen KGVs. Theoretisch würde ein leichtes und erschwingliches Ventil die Wartung einfacher und weniger gefährlich für die Arbeiter machen, ohne das Betriebsbudget zu sprengen. Solche geringfügigen Verbesserungen an der grundsätzlich veralteten Ventiltechnologie konnten jedoch die teuersten Folgen der Ventilwartung nicht beheben: ständige Arbeitsunterbrechungen und die Umleitung von Ressourcen weg von gewinnbringenden Aufgaben und hin zu Reparaturen.

Im Jahr 2017 wurde dann eine neue KGV-Technologie speziell für die Bergbauindustrie entwickelt, um das zu erreichen, was sich Bergwerksbetreiber wirklich wünschten: eine höhere Produktivität. Dank des neuen „Inline“-Designs, das es ermöglicht, dass das Ventil während der gesamten Wartungszyklen installiert bleibt, konnten Anwender die Wartungsausfallzeiten um bis zu 95 % reduzieren und gleichzeitig bis zu 60 % der jährlichen Ventilwartungskosten einsparen.

Die Verschleißteile des Ventils – darunter ein Edelstahlmesser, ein Polyurethansitz, eine Stopfbuchse, eine Messerdichtung und andere Kleinteile – sind in einem Einsitz-Patronensatz enthalten, was Reparaturen erheblich vereinfacht. Wartungsteams müssen lediglich die Leitung isolieren, die Verschleißteilkartusche entfernen und durch eine neue Kartusche ersetzen – und das alles, während das Ventil in der Leitung installiert bleibt.

Dieser Ansatz zur KGV-Wartung bietet Vorteile auf mehreren Ebenen. Da nicht das gesamte Ventil aus dem Rohrleitungssystem entfernt werden muss, entfallen erhebliche Ausfallzeiten. Statt wie üblich mehrere Stunden für die Wartung eines einzelnen herkömmlichen Ventils aufzuwenden, lässt sich die Verschleißteilkartusche des neuen KGV mit wenigen Handgriffen in nur 12 Minuten ausbauen und austauschen.

Darüber hinaus verringern Inline-KGVs auch das Wartungsrisiko für die Arbeiter. Nur eine leichte Komponente – die Patrone – muss ausgetauscht werden, wodurch der Bedarf an Takelagen mit schweren Ketten und Riemenscheiben (die über den Köpfen der Wartungsteams schwingen) erheblich reduziert wird.

Durch diesen einzigartigen Wartungsprozess entfällt die Notwendigkeit, ein zweites Ventil in Bereitschaft zu halten. Tatsächlich können Investitionen in Ersatzbestände erheblich reduziert und oft sogar praktisch eliminiert werden.

Über diesen verbesserten Wartungsprozess hinaus wurde erkannt, dass weitere Produktivitätssteigerungen durch eine Verlängerung der Gesamtverschleißlebensdauer des Ventils und letztendlich der Zeit zwischen Wartungszyklen erzielt werden könnten. Zu diesem Zweck wurde die Verschleißpatrone mit einem Sitz aus Polyurethan (bis zu zehnmal widerstandsfähiger als Gummi) und einem Messer ausgestattet, das fast viermal dicker ist als bei herkömmlichen Ventilen, was zu einer weitaus besseren Abriebfestigkeit und Betriebslebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen führt.

Durch die Zahlen

Abschluss

In allen Anwendungsfällen kann die Ventilwartung, die früher mehrere Stunden Ausfallzeit erforderte, durch den Einsatz der Inline-Ventiltechnologie auf nur noch wenige Minuten reduziert werden. Bei Bergwerken mit Rohrleitungssystemen mit Hunderten von Ventilen dürften die jährlichen Sicherheits- und Kostenvorteile der Inline-KGV-Technologie erheblich sein.

Möglichkeiten für den Einsatz von Inline-KGVs bestehen überall dort, wo Rohrleitungssysteme für abrasive Dienste ausgelegt sind, einschließlich Schlamm, Flotationszellen, Zyklonen und Rückständen.

Da sich Schlammsysteme weiterentwickeln, um höhere Feststoffgehalte, Durchflussraten und Drücke zu bewältigen, werden KGVs immer wichtigere Komponenten von Betriebssystemen. Bergbaubetreiber, die Inline-KGVs einsetzen, können das steigende Auftreten und die Kosten von Ventilverschleiß und -wartung minimieren.

Michael Princeist Manager für Sustaining Engineering bei Victaulic.

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