Réservoirs de sable de fracturation : Là où l'abrasion, et non la corrosion, dicte la conception

La plupart des spécifications de réservoirs sont rédigées en fonction de la corrosion, car dans la plupart des services, c'est la corrosion qui finit par l'emporter. Le sable de fracturation inverse cette tendance. Le proppant de quartz est plus dur que presque tous les revêtements ou surfaces en acier qu'il touchera, il est stocké et déplacé en grandes quantités, et sa densité apparente est suffisamment élevée pour que la structure soit un calcul sérieux. Un réservoir conçu uniquement selon la logique de la corrosion sera structurellement adéquat et usé aux endroits où le matériau se déplace réellement.

Le point de départ honnête est une comparaison de dureté : le quartz se situe autour de 7 sur l'échelle de Mohs, tandis qu'une surface en émail vitrifié cuit est autour de 6,0. Ce seul fait devrait orienter la spécification. Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Center Enamel) fournit à la fois des silos à proppant sec et des cuves à boue, et les conçoit en fonction de la gestion de l'usure plutôt que d'une revendication de revêtement.

Trois propriétés distinguent cette tâche : la dureté, la densité et la manière dont le matériau se déplace lors de la décharge. Chacune d'elles pousse la conception dans une direction qu'un réservoir de liquide n'a jamais à prendre.

• Dureté : Le proppant de quartz est autour de 7 sur l'échelle de Mohs, plus dur que la calamine d'aciérie et plus dur qu'une surface vitrifiée cuite. Tout ce contre quoi le sable glisse s'usera.
• Densité apparente : Le sable de fracturation sec pèse environ 1,5 à 1,7 tonne par mètre cube, soit plusieurs fois la densité de l'eau. La compression de la coque, les charges de la trémie et la fondation en tiennent compte.
• Glissement abrasif : L'usure se concentre là où le matériau glisse contre une paroi - dans la trémie, à la sortie, et le long de toute surface que le chemin de décharge traverse.
• Pontage et formation de canaux : Le sable peut former un arc au-dessus d'une sortie ou former un canal central stable, deux situations qui arrêtent la décharge et incitent les opérateurs à utiliser des méthodes qui endommagent le réservoir.
• Humidité et mottage : Le sable mouillé forme des mottes et gèle. Le proppant humide dans un climat froid cesse de couler, et les remèdes auxquels les opérateurs ont recours sont rarement doux pour le réservoir.

L'usure est mécanique et est régie par la vitesse, l'angle et la distance parcourue par le matériau. La protection contre la corrosion ne s'en occupe pas, c'est pourquoi les deux doivent être spécifiés séparément.

• Usure par glissement dans la trémie : Lorsque le matériau converge vers la sortie, il glisse le long du cône. L'usure suit le chemin de glissement plutôt que de se répartir uniformément.
• Impact à l'entrée : Le matériau entrant frappe une surface à vitesse. Les entrées dirigées et les plaques d'usure sacrificielles absorbent l'impact là où il est peu coûteux de les remplacer.
• Érosion de la sortie et de la vanne : Les vitesses les plus élevées dans tout le réservoir se produisent à la sortie. C'est là que l'usure est la plus rapide et que les composants remplaçables se rentabilisent.
• Distance parcourue : L'usure est cumulative le long du chemin. Un système de décharge qui réduit la distance parcourue par le matériau sur une surface réduit proportionnellement l'usure.
• Service humide versus sec : La boue modifie le mécanisme - la corrosion et l'abrasion se combinent, et le liquide porteur peut accélérer les deux. Le stockage humide et sec ne devrait pas partager une spécification.

Étant donné que le sable est plus dur que toute surface disponible, la stratégie consiste à gérer la mécanique plutôt qu'à surpasser le matériau. Cela signifie réduire le glissement, concentrer l'usure sur des pièces remplaçables et concevoir la structure pour la densité réelle.

• Géométrie de flux de masse : Des angles de cône plus raides et des surfaces murales lisses favorisent le flux de masse plutôt que le flux en entonnoir, ce qui réduit la distance de glissement et évite les canaux stables.
• Éléments d'usure remplaçables : Concentrer l'usure à l'entrée, dans la trémie et à la sortie sur des composants conçus pour être remplacés, plutôt que sur la coque structurelle.
• Dimensionnement de la sortie et aides au flux : Dimensionner la sortie en fonction des propriétés d'écoulement du matériau et fournir des aides au flux correctement conçues. Les opérateurs qui recourent à des marteaux et des vibrateurs sont un échec de conception.
• Conception structurelle pour la densité : La compression de la coque, la jonction trémie-coque et la conception de la fondation découlent toutes de la densité apparente. Une hypothèse basée sur l'eau serait très erronée ici.
• Revêtement dans son contexte : Une surface vitrifiée cuite résiste au côté corrosion du service humide et est beaucoup plus dure que la peinture, mais le quartz est encore plus dur. Utilisez-la pour la corrosion et la nettoyabilité, et gérez l'usure mécaniquement.

Chaque réservoir livré par Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (Center Enamel) est conçu selon les normes AWWA D103-09 et EN 1090 avec une vérification par éléments finis des charges de coque, de toit et de buse, fusionné à 820-930°C sous contrôle ISO 9001 et ISO 45001, testé aux défauts à 1500 V sur cent pour cent de la surface, et assemblé avec des boulons de grade 8.8 et un mastic certifié par le fabricant. Les réservoirs à proppant sont conçus pour la densité apparente réelle, avec une géométrie de trémie à flux de masse, des entrées dirigées et des éléments d'usure remplaçables dans les zones d'impact et de sortie, des surfaces vitrifiées sur acier pour la résistance à la corrosion et la nettoyabilité en service humide, une sortie et une alimentation dimensionnées pour les propriétés d'écoulement du matériau, une conception structurelle pour la compression réelle de la coque et la charge de fondation, et une documentation couvrant le calcul structurel et l'arrangement de gestion de l'usure.

Il est d'environ 6,0 sur l'échelle de Mohs, ce qui le rend beaucoup plus dur que la peinture et excellent pour la résistance à la corrosion et la nettoyabilité - mais le proppant de quartz est d'environ 7. Pour le sable sec avec un glissement important, la bonne approche est de gérer l'usure mécaniquement grâce à la géométrie de flux de masse et aux éléments d'usure remplaçables, et d'utiliser le revêtement pour le côté corrosion du service humide.

Généralement un pontage au-dessus de la sortie, un canal, ou un mottage dû à l'humidité. Les trois sont des problèmes de propriétés d'écoulement résolus au stade de la conception par l'angle de la trémie, le dimensionnement de la sortie et la surface de la paroi, et en gardant le matériau sec. Recourir à des vibrateurs et des outils à percussion endommage le réservoir et est le signe que la géométrie n'a pas été conçue pour le matériau.

La boue combine l'abrasion et la corrosion, car le liquide porteur et les solides agissent ensemble, et la structure supporte un schéma de charge différent. Le stockage à sec est dominé par l'usure et le comportement d'écoulement. Les deux tâches ne devraient pas partager une seule spécification, même si le matériau est le même.

Oui. La capacité, la géométrie et l'angle de la trémie, le dimensionnement de la sortie, la disposition de l'entrée, la fourniture d'éléments d'usure, le revêtement ou le matériau pour service humide ou sec, la conception structurelle pour la densité apparente réelle, les exigences de fondation, le contrôle de la poussière et l'accès sont tous configurés selon la spécification du proppant et le site.