Fallas comunes en las mangueras de minería y cómo prevenirlas

Las mangueras para minería operan en condiciones exigentes. Pueden transportar lodo abrasivo, agua, aire, productos químicos u otros materiales mientras están expuestos a alta presión, vibración, impacto, calor, radiación ultravioleta y movimiento continuo.

La mayoría de las fallas de las mangueras de minería no ocurren sin previo aviso. Por lo general, se desarrollan debido a abrasión, recorrido incorrecto, aumentos repentinos de presión, materiales inadecuados, ensamblaje de acoplamiento deficiente o condiciones de operación que exceden los límites de diseño de la manguera. Reemplazar la manguera sin corregir la causa subyacente puede provocar fallas repetidas y tiempos de inactividad innecesarios.

Antes de revisar los principales modos de falla, es útil comprender qué es una manguera minera y cómo funcionan juntos su revestimiento, refuerzo y cubierta exterior. Este artículo se centra en las causas comunes de fallas y en formas prácticas de prevenirlas.

Conclusiones clave

• La abrasión, la sobrepresión, la instalación inadecuada, la incompatibilidad química y la fatiga son las principales causas de fallas en las mangueras mineras.

• Una manguera para minería siempre debe evaluarse como un conjunto completo, incluido el cuerpo de la manguera, los acoplamientos, las conexiones, las abrazaderas, los soportes y el recorrido.

• Los aumentos repentinos de presión y las vibraciones repetidas pueden dañar una manguera incluso cuando la presión de funcionamiento normal parece aceptable.

• La selección correcta de la manguera debe considerar el medio transportado, la presión, la temperatura, el caudal, el vacío, el movimiento y el entorno de instalación.

• Una manguera de repuesto volverá a fallar si no se corrige el problema de recorrido, soporte o funcionamiento original.

• La inspección periódica, los registros de servicio y el análisis de fallas ayudan a reducir el tiempo de inactividad no planificado y mejorar la vida útil de la manguera.

Fallas comunes en mangueras de minería de un vistazo

1. Abrasión y desgaste del revestimiento interno

La abrasión es una de las causas más comunes de fallas en las mangueras de minería, especialmente en aplicaciones de manejo de lodos. Puede afectar tanto a la cubierta exterior como al revestimiento interior.

La abrasión externa ocurre cuando la manguera roza contra estructuras de acero, rocas afiladas, equipos, soportes o el suelo. Arrastrar una manguera sobre superficies rugosas puede quitar gradualmente la cubierta protectora y exponer el refuerzo.

La abrasión interna es causada por partículas sólidas que se mueven a través de la manguera. La tasa de desgaste del revestimiento depende de factores como:

• Tamaño de partícula y dureza.

• Concentración de sólidos

• Velocidad del flujo

• composición de lodo

• Diámetro de la manguera

• Cambios en la dirección del flujo.

• El número y la nitidez de las curvas.

Es posible que el desgaste del revestimiento interno no sea visible desde el exterior. Una manguera puede parecer aceptable si el espesor de su pared se reduce gradualmente desde el interior.

Cómo prevenir el desgaste abrasivo

• Seleccione una manguera con un revestimiento interior adecuado para el lodo transportado.

• Evite curvas cerradas innecesarias y cambios bruscos en la dirección del flujo.

• Evite que la manguera se arrastre por el suelo o entre en contacto con bordes afilados.

• Utilice soportes, sillines, almohadillas de desgaste o fundas protectoras donde no se pueda evitar el roce.

• Mantenga la manguera dentro del rango de presión y flujo recomendado.

• Evite utilizar una manguera que sea demasiado pequeña, ya que una velocidad excesiva puede acelerar el desgaste del revestimiento.

• Evite condiciones que permitan que los sólidos se asienten y creen obstrucciones localizadas.

• Monitoree los cambios en el flujo, la presión, la carga de la bomba y el rendimiento de la descarga.

Para aplicaciones de lodos abrasivos, compare las opciones de mangueras de caucho para lodos adecuadas según el material que se transporta y las condiciones de operación.

2. Explosión o ruptura causada por sobrepresión

Una manguera puede explotar cuando la presión interna excede la capacidad del refuerzo de la manguera o del conjunto de acoplamiento. Sin embargo, también puede ocurrir una falla debido a aumentos repentinos de presión de corta duración que no se muestran en una lectura de presión normal.

Los aumentos repentinos de presión pueden deberse a:

• Cierre rápido de la válvula

• Arranque o apagado repentino de la bomba

• Líneas de descarga bloqueadas

• Pulsación de la bomba

• Golpe de ariete

• Cambios repentinos en la dirección del flujo.

• Equipo de control de presión mal ajustado

La presión de trabajo de la manguera no es la misma que su presión de rotura. Nunca se debe operar una manguera cerca de su presión de rotura, y la presión nominal también puede verse afectada por la temperatura, el medio, la flexión y el diseño del acoplamiento.

Cómo prevenir fallas relacionadas con la presión

• Seleccione un conjunto de manguera con una presión de trabajo adecuada tanto para la presión normal como para los picos esperados.

• Considere la presión nominal de la manguera, el acoplamiento, la brida, la abrazadera y otros componentes juntos.

• Utilice procedimientos de inicio y apagado graduales.

• Evite cerrar las válvulas repentinamente cuando la manguera esté transportando fluido presurizado.

• Instale equipos adecuados de alivio de presión o control de sobretensiones cuando sea necesario.

• Mantenga la manguera alejada de tensiones e impactos innecesarios.

• Investigue los picos de presión repetidos en lugar de simplemente reemplazar la manguera defectuosa.

• Nunca utilice una manguera después de haber estado expuesta a un evento de sobrepresión grave sin una evaluación profesional.

Una manguera que ha experimentado sobrepresión puede tener daños ocultos en el refuerzo incluso si la cubierta exterior no parece gravemente dañada.

3. Falla en el acoplamiento y en el ajuste final

Los extremos de las mangueras y los acoplamientos son puntos de falla frecuentes porque transfieren presión, movimiento y cargas mecánicas entre la manguera flexible y el equipo conectado.

La falla del acoplamiento puede ocurrir debido a:

• Combinación incorrecta de manguera y acoplamiento

• Profundidad de inserción insuficiente

• Engarzado, estampado o sujeción incorrectos

• Casquillos o abrazaderas dañados

• Pernos de brida flojos

• Instalación incorrecta de la junta

• Tensión de la manguera cerca de la conexión.

• Doblarse demasiado cerca del acoplamiento

• Desalineación entre la manguera y la tubería

• Vibración o movimiento excesivo

Cuando un acoplamiento se sale, la manguera puede separarse repentinamente y liberar medio presurizado. Incluso una pequeña fuga en una conexión puede indicar que la conexión está perdiendo su capacidad de sellado o retención.

Cómo prevenir fallas en el acoplamiento

• Utilice acoplamientos diseñados para la construcción y aplicación de manguera específicas.

• Siga las dimensiones y procedimientos de montaje del fabricante.

• Confirme la profundidad de inserción antes de completar la conexión.

• No reutilice accesorios engarzados, estampados o sujetos dañados.

• Apoye la manguera cerca de la conexión sin restringir su movimiento natural.

• Evite colocar una curva pronunciada directamente al lado del acoplamiento.

• Mantenga la manguera y la tubería conectada correctamente alineadas.

• Utilice restricciones adecuadas donde el movimiento de la manguera pueda crear un peligro de latigazo.

• Pruebe la presión del conjunto completo de acuerdo con el procedimiento aplicable.

Un acoplamiento no debe tratarse como un componente separado. La manguera y el acoplamiento deben seleccionarse, ensamblarse y probarse como un conjunto completo de manguera para minería.

4. Retorcimiento, aplastamiento y deformación permanente

El retorcimiento ocurre cuando una manguera se dobla más allá de su radio de curvatura mínimo o se tuerce durante la instalación. Una torcedura puede restringir el flujo y ejercer una tensión excesiva sobre el refuerzo.

El aplastamiento puede ocurrir cuando una manguera es atropellada por vehículos, atrapada entre equipos, comprimida por un soporte o expuesta a materiales que caen. Es posible que una manguera permanentemente aplanada o arrugada ya no proporcione la presión o el rendimiento de vacío requeridos.

Cómo evitar que se doblen y aplasten

• Mantenga el radio de curvatura mínimo del fabricante.

• Pase la manguera sin torcerla alrededor de su propio eje.

• Utilice guías, rodillos, silletas y soportes cuando sea necesario.

• Proteger mangueras que crucen caminos o áreas utilizadas por equipos móviles.

• Evite que el peso de la manguera sin soporte cuelgue de un acoplamiento.

• Evite forzar una manguera en un giro brusco durante la instalación.

• Utilice una manguera con un nivel adecuado de flexibilidad y resistencia al aplastamiento.

• Guarde las mangueras sin pliegues pronunciados ni presión de apilamiento excesiva.

• Reemplace las mangueras que tengan torceduras permanentes, aplanamientos severos o arrugas estructurales.

Para aplicaciones de succión, una manguera también puede colapsar si el nivel de vacío es mayor que la capacidad nominal de la manguera. Por lo tanto, la manguera debe seleccionarse teniendo en cuenta las condiciones de aspiración reales, no sólo por su diámetro nominal.

5. Delaminación, formación de ampollas y separación de capas

Las mangueras para minería están hechas de múltiples capas que funcionan juntas. Dependiendo del diseño, estos pueden incluir un revestimiento interior, capas de refuerzo y una cubierta exterior.

La delaminación ocurre cuando la unión entre capas se debilita o separa. Puede provocar ampollas, puntos blandos, protuberancias, diámetro desigual o pérdida repentina de la capacidad de presión.

Las posibles causas incluyen:

• calor excesivo

• Ataque químico

• Ciclos de presión repetidos

• Flexión o flexión excesiva

• Defectos de fabricación o de unión

• Envejecimiento a largo plazo

• Contaminación durante el montaje.

• Operación fuera de las condiciones de diseño de la manguera.

La separación de capas puede progresar internamente antes de que el daño sea evidente desde el exterior.

Cómo prevenir la delaminación

• Seleccione una construcción de manguera adecuada para el medio y la temperatura reales.

• Evite repetidos aumentos repentinos de presión y ciclos operativos severos.

• No exceda el rango de temperatura recomendado.

• Proteja la manguera de aceites, disolventes y agentes de limpieza incompatibles.

• Evite flexiones y torsiones bruscas durante la instalación.

• Guarde las mangueras en condiciones que reduzcan el calor, la humedad y la exposición a productos químicos.

• Retire del servicio las mangueras con protuberancias estructurales o signos de separación de capas.

Una manguera delaminada no debe volver a funcionar simplemente porque la cubierta exterior parece intacta.

6. Ataque químico y degradación térmica

Las operaciones mineras pueden involucrar ácidos, álcalis, aceites, reactivos, químicos de proceso, agua contaminada y agentes de limpieza. Una manguera adecuada para un fluido puede deteriorarse rápidamente cuando se expone a otro.

El ataque químico puede causar hinchazón, ablandamiento, endurecimiento, agrietamiento, decoloración, pegajosidad o pérdida de adhesión entre las capas de manguera. Las altas temperaturas pueden acelerar el daño químico y reducir la capacidad de presión de la manguera.

La compatibilidad depende de algo más que el nombre químico. También puede verse afectado por:

• Concentración química

• Temperatura de funcionamiento

• Tiempo de exposición

• Condiciones de flujo

• Presión

• Procedimientos de limpieza

• El revestimiento de la manguera y los materiales de la cubierta exterior.

• Materiales de acoplamiento y junta.

Cómo prevenir daños químicos y térmicos

• Confirme la compatibilidad con los medios, la concentración y la temperatura reales.

• Considere los materiales del revestimiento, la cubierta, el acoplamiento, la junta y el sello en conjunto.

• No asuma que una manguera adecuada para productos químicos diluidos también lo será para productos químicos concentrados.

• Mantenga la manguera alejada de superficies calientes, llamas y calor radiante excesivo.

• Utilice agentes de limpieza aprobados y siga el procedimiento de limpieza correcto.

• Enjuague la manguera cuando lo requiera la aplicación.

• Reemplace una manguera que se haya hinchado, quebradizo, pegajoso o muy descolorido.

• Corrija la fuente de exposición química o térmica antes de instalar un reemplazo.

El uso de un material de manguera inadecuado puede provocar fallas prematuras incluso cuando la presión y el tamaño sean correctos.

7. Fatiga por vibración, flexión y pulsación de presión

Los equipos de minería a menudo producen vibraciones y movimientos continuos. Las bombas, excavadoras, equipos móviles y sistemas de procesamiento pueden someter una manguera a flexiones y pulsaciones de presión repetidas.

La falla por fatiga es más probable cuando:

• La manguera no tiene soporte en una larga distancia.

• La misma sección se dobla repetidamente

• La manguera está instalada bajo tensión.

• El movimiento se transfiere directamente al acoplamiento.

• La manguera se ve obligada a absorber la vibración excesiva de la bomba.

• La manguera es demasiado corta para acomodar el movimiento del equipo.

• La manguera se utiliza en una aplicación dinámica sin la flexibilidad adecuada.

La tensión repetida puede debilitar el refuerzo y los extremos de la manguera incluso cuando no hay abrasión externa evidente.

Cómo prevenir fallas por fatiga

• Utilice una manguera diseñada para el movimiento dinámico requerido.

• Proporcione suficiente longitud para el movimiento normal del equipo.

• Sostenga secciones largas de manguera sin crear puntos de presión afilados.

• Mantenga la manguera relajada en lugar de estirada entre dos conexiones.

• Aísle la vibración excesiva de la bomba o del equipo cuando sea posible.

• Evite flexiones repetidas en el mismo punto.

• Siga inclinándose lejos del área de acoplamiento.

• Revisar la vida útil en función de los ciclos de movimiento, no solo de la edad calendario.

Una manguera debe proporcionar flexibilidad dentro del sistema. No debe utilizarse como soporte estructural ni como sustituto de la alineación adecuada del equipo.

8. UV, ozono, intemperie y almacenamiento deficiente

Las mangueras instaladas al aire libre pueden estar expuestas a la luz solar, ozono, lluvia, polvo, cambios de temperatura y otras condiciones ambientales. Con el tiempo, estas exposiciones pueden endurecer la cubierta exterior y provocar grietas en la superficie.

Un almacenamiento deficiente también puede acortar la vida útil. Los problemas de almacenamiento comunes incluyen:

• Exposición directa a la luz solar.

• Almacenamiento cerca de motores eléctricos o equipos generadores de ozono.

• Contacto con aceite, productos químicos o disolventes.

• Doblado o plegado brusco

• Peso de apilamiento excesivo

• Extremos abiertos de manguera expuestos a suciedad o humedad.

• Almacenamiento cerca de fuentes de calor

• Almacenamiento a largo plazo sin identificación ni rotación

Cómo prevenir el daño ambiental

• Guarde las mangueras en un área fresca, seca y sombreada.

• Manténgalos alejados de la luz solar directa y de equipos productores de ozono.

• Evite el contacto con aceite, productos químicos y superficies afiladas.

• Tape o proteja los extremos de las mangueras durante el almacenamiento.

• Almacene las mangueras sin dobleces pronunciadas ni cargas aplastantes.

• Mantenga registros de almacenamiento y utilice primero material antiguo y adecuado.

• Inspeccione las mangueras almacenadas antes de la instalación.

• Proteja las mangueras instaladas de la exposición innecesaria a los rayos UV y a la intemperie.

El almacenamiento adecuado es especialmente importante para las mangueras de repuesto que pueden permanecer sin uso durante períodos prolongados.

9. Bloqueo, acumulación de sedimentos y restricción del flujo

Una manguera puede perder rendimiento sin romperse inmediatamente. Pueden producirse obstrucciones y restricciones de flujo cuando sólidos abrasivos se depositan dentro de la manguera, el revestimiento se daña o la manguera colapsa en una curva o en un punto de succión.

Las posibles causas incluyen:

• Velocidad de flujo demasiado baja para la pulpa transportada

• Largos periodos de parada con lodo dentro de la manguera

• Dobleces permanentes o secciones aplanadas

• Separación del revestimiento interno

• Diámetro de manguera incorrecto

• Cambios repentinos en la dirección de la tubería.

• Materiales extraños que ingresan al sistema.

• Lavado inadecuado después de la operación.

La restricción del flujo aumenta la carga de la bomba y puede crear fluctuaciones de presión. En las líneas de succión, también puede causar un suministro insuficiente de material y condiciones de vacío excesivas.

Cómo prevenir el bloqueo

• Seleccione el diámetro de la manguera y las condiciones de flujo para el medio real.

• Evite puntos bajos innecesarios donde se puedan acumular sólidos.

• Lave la manguera de acuerdo con los requisitos de la aplicación.

• Evite que el lodo permanezca dentro de la manguera durante períodos prolongados, ya que esto podría causar sedimentación.

• Inspeccione el sistema después de una reducción inesperada del flujo.

• Verifique la manguera, la bomba, las válvulas y las tuberías rígidas juntas.

• Reemplace las secciones con colapso interno o daños severos en el revestimiento.

Un problema de flujo no debe atribuirse automáticamente a la bomba. La manguera puede estar parcialmente bloqueada o dañada internamente.

10. Falla prematura causada por una discrepancia en la aplicación de la manguera

Algunas fallas en las mangueras para minería comienzan antes de la instalación porque la manguera no era adecuada para la aplicación.

Los ejemplos incluyen:

• Usar una manguera de agua para lodo abrasivo

• Seleccionar una manguera de presión sin suficiente resistencia al vacío

• Elegir una manguera con un rango de temperatura inadecuado

• Usar un revestimiento incorrecto para el producto químico transportado

• Seleccionar un conjunto que es demasiado corto para el movimiento del equipo

• Usar un acoplamiento o junta incompatible

• Ignorando el efecto de la pulsación de presión.

• Elegir una manguera basándose únicamente en el diámetro y la apariencia

Una manguera puede ser de alta calidad y aun así fallar prematuramente si su construcción no se adapta a las condiciones de funcionamiento.

Cómo evitar que las aplicaciones no coincidan

Antes de pedir o instalar una manguera de repuesto, registre:

• Material transportado

• Contenido de sólidos y características de las partículas.

• Caudal requerido

• Diámetro interno

• Presión normal y máxima

• Condiciones de vacío o succión.

• Temperatura de funcionamiento y limpieza.

• Longitud de la manguera

• Radio de curvatura mínimo

• Frecuencia de movimiento

• Requisitos de acoplamiento y brida

• Condiciones de instalación en exteriores, subterráneas o interiores

Utilice esta información para elegir el conjunto de manguera de minería adecuado en lugar de seleccionar un reemplazo basándose únicamente en la apariencia de la manguera anterior.

Un programa práctico para prevenir fallas en las mangueras mineras

Prevenir fallas en las mangueras requiere más que controles visuales ocasionales. Un programa práctico debe cubrir todo el ciclo de servicio.

1. Registre las condiciones de la solicitud

Cree un registro básico para cada manguera crítica. Incluya su ubicación, función, medio, tamaño, presión, temperatura, longitud, tipo de acoplamiento y fecha de instalación.

2. Utilice un conjunto de manguera compatible

El cuerpo de la manguera, refuerzo, acoplamiento, brida, junta, abrazadera y sujeción deben ser adecuados para la misma aplicación. El componente más débil puede limitar el rendimiento del conjunto completo.

3. Instale la manguera correctamente

Evite torsiones, flexiones excesivas, tensiones, bordes afilados, peso sin soporte y contacto directo con equipos en movimiento. Confirme que la manguera pueda moverse naturalmente durante la operación.

4. Controlar el inicio y el apagado

El arranque gradual de la bomba, el funcionamiento controlado de la válvula y el manejo adecuado de la presión pueden reducir los aumentos repentinos de presión y los choques mecánicos.

5. Inspeccionar según el riesgo

Las mangueras críticas de alta presión, lodos, productos químicos, succión y aire comprimido pueden requerir una inspección más frecuente que las mangueras de servicio de bajo riesgo. La frecuencia de la inspección debe reflejar las consecuencias de la falla y las condiciones de operación reales.

6. Analice cada falla grave

Cuando falla una manguera, registre dónde ocurrió la falla y cómo se ve el área dañada. Verifique si la falla ocurrió en el medio de la manguera, cerca de una curva, cerca del acoplamiento o en un punto de apoyo.

No se debe instalar un reemplazo hasta que se haya considerado la causa raíz probable.

Qué hacer después de una falla en una manguera minera

Cuando ocurre una falla grave:

1. Aislar el equipo y liberar toda la presión almacenada.

2. Mantenga al personal alejado del área de falla hasta que el sistema esté seguro.

3. Registre la presión de funcionamiento, la temperatura, los medios y los eventos recientes.

4. Fotografíe la manguera defectuosa y su posición de instalación.

5. Revise los soportes, acoplamientos, válvulas, bombas y tuberías duras cercanas.

6. Conserve el conjunto fallido para realizar análisis adicionales cuando sea necesario.

7. Corrija el problema de ruta, presión, material o instalación antes del reemplazo.

8. Pruebe el nuevo conjunto antes de devolver el equipo a su funcionamiento normal.

No deseche todas las mangueras defectuosas sin registrar el patrón de fallas. Los fallos repetidos en la misma ubicación suelen revelar un problema a nivel del sistema.

Conclusión

Las fallas comunes de las mangueras de minería generalmente están relacionadas con causas identificables, que incluyen abrasión, aumentos repentinos de presión, problemas de acoplamiento, retorcimientos, ataques químicos, vibraciones, exposición ambiental, bloqueos y desajustes en la aplicación.

La estrategia de prevención más eficaz es tratar la manguera como parte de un sistema completo. Seleccione la construcción correcta, use acoplamientos compatibles, instale la manguera sin tensión excesiva, controle las condiciones de operación y mantenga registros de servicio precisos.

Si está reemplazando una manguera defectuosa o planea una nueva instalación minera, explore la gama de productos de mangueras para minería de ZYfire y proporcione los requisitos de medios, presión, temperatura, tamaño, longitud, recorrido y acoplamiento para que el conjunto pueda adaptarse a la aplicación.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la falla más común de las mangueras mineras?

La abrasión es una de las fallas más comunes, particularmente en aplicaciones de lodos. Los daños en los acoplamientos, los aumentos repentinos de presión, las torceduras y la degradación química también son causas frecuentes de reemplazo prematuro de las mangueras.

¿Por qué puede explotar una manguera de minería incluso cuando la presión normal está dentro de su clasificación?

Una manguera puede estar expuesta a aumentos repentinos de presión de corta duración que no se muestran en las lecturas de presión normales. La abrasión previa, los daños químicos, el envejecimiento, los acoplamientos incorrectos y los ciclos de presión repetidos también pueden reducir la resistencia real de la manguera.

¿Cómo se puede prevenir la falla del acoplamiento de mangueras mineras?

Utilice un acoplamiento diseñado para la manguera específica, siga el procedimiento de montaje correcto, confirme la profundidad de inserción, evite doblarse cerca del extremo de la manguera, proporcione un soporte adecuado y evite tensión o desalineación en la conexión.

¿Cómo se puede reducir el desgaste de las mangueras de lodo?

Utilice un revestimiento adecuado para materiales abrasivos, controle la velocidad del flujo, evite curvas pronunciadas, evite el roce externo, enjuague la manguera cuando sea apropiado y controle los cambios en el flujo, la presión y la carga de la bomba.

¿Con qué frecuencia se deben reemplazar las mangueras mineras?

No existe un intervalo de reemplazo universal para cada manguera de minería. La vida útil depende del medio, la presión, la temperatura, la abrasión, el movimiento, la instalación, el almacenamiento y los resultados de la inspección. La condición y el historial operativo deben considerarse juntos.

¿Se puede reparar una manguera minera dañada?

Algunas mangueras pueden repararse profesionalmente cuando el fabricante proporciona un método de reparación aprobado. No se deben utilizar cinta, pegamento, abrazaderas comunes y parches improvisados ​​como reparaciones no aprobadas en mangueras de minería con clasificación de presión.

¿Se debe reemplazar el acoplamiento por separado de la manguera?

Un acoplamiento dañado puede afectar el extremo de la manguera y la integridad de todo el conjunto. Se debe evaluar el conjunto completo de la manguera y el reemplazo debe seguir los requisitos del fabricante de la manguera y el acoplamiento.

¿Cómo se pueden investigar las fallas repetidas de las mangueras mineras?

Registre la ubicación de la falla, las condiciones de operación, el método de instalación, la antigüedad de la manguera, el material transportado y eventos recientes como aumentos repentinos de presión o movimiento del equipo. Comparar varios ensamblajes fallidos puede ayudar a identificar si la causa raíz es la abrasión, el recorrido, la presión, la compatibilidad del material o la instalación.