Installation d’essai sur l’usure du matériel minier

Conseil national de recherches Canada, Vancouver, Colombie-Britannique
Que fait l'installation

Caractérise et étudie la résistance à l’usure et à la tribocorrosion des matériaux employés dans les mines et pour le traitement des minéraux

Domaines d'expertise

L’équipe de recherche sur l’usure et la corrosion de l’équipement minier du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) se spécialise dans la caractérisation et l’évaluation de la résistance à l’usure et à la corrosion des matériaux destinés à l’équipement minier ainsi que du placage par soudage employé pour réparer l’équipement. L'équipe mène également de la recherche sur les effets du drainage rocheux acide et de la lixiviation des métaux, et sur la prévision de ces phénomènes. Ses experts de calibre mondial disposent d’un éventail complet d’appareils pour réaliser des essais en laboratoire, notamment de nombreuses machines uniques, mises au point par l’équipe, qui simulent à la perfection les diverses conditions à l’origine de l’usure ou de la tribocorrosion de l’équipement dans les mines. L’équipe dirige un consortium sur l’usure et la corrosion de l’équipement minier depuis plus de 25 ans. Elle est venue en aide à de nombreuses entreprises canadiennes d’exploitation minière et d’extraction de sables bitumineux ainsi qu’à leurs fournisseurs en leur procurant des données cruciales pour évaluer les matériaux, de même qu’en étudiant en profondeur les problèmes qui interpellent l’industrie afin de faciliter le choix des meilleurs matériaux selon l’application ou d’élaborer/perfectionner des matériaux qui résisteront à l’usure.

Parallèlement, l’équipe cumule une vaste expertise dans les techniques de placage par soudage et de fabrication additive par soudage de fil à l’arc dans le cadre des activités minières, mais aussi dans les capteurs servant à surveiller l’usure et dans l’étude des phénomènes que sont le drainage rocheux acide et la lixiviation des métaux, en vue de mieux les prévoir et d’élaborer des solutions pour les prévenir.

Services de recherche
  • Évaluation de la résistance à l’usure grâce aux tests normalisés par l’ASTM
  • Évaluation de la résistance à l’usure au moyen de tests non normalisés recourant à des appareils spéciaux (érosion, érosion-corrosion, abrasion-corrosion, abrasion par impact avec l’agitateur du tambour, essais d’abrasion à température et à contrainte élevées, caractérisation complète des élastomères pour les applications relatives à l’usure)
  • Placage par soudage et fabrication additive par soudage de fil à l’arc pour combattre l’usure de l’équipement minier et pour son entretien, sa réfection et son exploitation dans les mines
  • Prévision du drainage rocheux acide et de la lixiviation des métaux par modélisation des amas et des haldes sèches de stériles
  • Caractérisation des résidus miniers (quantification des principales propriétés de transport, détermination de la consommation d’oxygène et de la production de dioxyde de carbone)

 

Secteurs d'application
  • Technologies et services de l’environnement
  • Fabrication et transformation
  • Mines, minerais et métaux

Laboratoire spécialisé

Équipement

Fonction

Laboratoire sur l’usure et la corrosion de l’équipement minier

Appareil mesurant l’érosion par jet de boue

Essai de résistance à l’érosion par jet de boue (angle d’impact de 10 à 90°; température allant jusqu’à 60 °C).

 

Appareil mesurant l’érosion par la force de Coriolis (affouillement)

Essai de résistance à l’érosion par les boues à faible angle d’impact (<5°), température allant jusqu’à 60 °C.

 

Appareil mesurant l’érosion par la boue en cuve

Évaluation de la résistance à l’érosion et à la corrosion (E‑C); étude de la synergie de l’érosion et de la corrosion selon la norme G119 de l’ASTM

 

Appareil mesurant l’érosion par les grosses particules

Essai de résistance à l’érosion par les boues contenant des particules d’un calibre allant jusqu’à 5,6 mm (angle d’impact allant jusqu’à 85°, TR-60°C).

 

Appareil Falex mesurant la résistance à l’usure par abrasion

Essais normalisés de l’ASTM : G65, G105, B611

 

Appareil pour le test de Miller (mesure de l’abrasion par les boues)

▪ Essai normalisé par l’ASTM (G75)

▪ Adaptation de la méthodologie pour :

- mesurer l’usure par les corps broyants

- étudier la synergie entre la corrosion et l’abrasion

 

Appareil mesurant l’abrasion du concasseur à mâchoires par gougeage

Essai normalisé par l’ASTM (G81)

 

Appareil mesurant l’érosion par jet d’air

Essai normalisé par l’ASTM (G76)

 

Appareil à double disque d’Amsler

  • Abrasion par contact de roulement
  • Fatigue de contact de roulement
  • Usure par contact de roulement
  • Évaluation des lubrifiants ferroviaires

 

Appareil de Bond servant à établir l’indice d’abrasion

  • Agitation dans un tambour ou par culbutage
  • Essai de Bond sur l’indice d’abrasion
  • Essai d’abrasion par impact (avec du gravier ou des pierres d’environ 1 po)

 

Appareils mesurant l’érosion par cavitation aux ultrasons

Essai d’érosion par cavitation normalisé par l’ASTM (G32)

 

Broyeur

  • 24 po de diamètre x 36 po de longueur
  • Broyeur à l’échelle pilote conçu pour étudier l’usure et la corrosion des broyeurs

 

Broyeur (à boulets) pour mesurer l’indice de Bond

Broyeur à boulets ordinaire permettant de déterminer l’indice de Bond. Peut aussi servir aux essais d’usure par broyage à sec.

Laboratoire de placage par soudage et de fabrication additive

Systèmes de placage par soudage et de fabrication additive par soudage de fil à l’arc (WAAM)

  • Système robotisé de contrôle des déplacements à six axes avec système de positionnement synchronisé sur trois axes
  • Unité de soudage commandée par ordinateur
  • Unité de soudage à l’arc sous gaz à double fil plein avec technologie de transfert métallique à froid
  • Unité Tandem MIG à conductivité thermique

 

Unité de corrélation des images numériques

Surveillance des distorsions en cours de procédé

 

Système d’imagerie à haute vitesse avec éclairage laser

Surveillance du transfert métallique pendant le soudage

 

Système d’essai mécanique de MTS

Vérification des propriétés mécaniques des matériaux

Drainage rocheux acide et lixiviation des métaux (DRA-LM)

Colonne/cellule d’essai adaptable avec capteur intégré pour le DRA-LM

Surveillance de la réactivité des résidus miniers et des stériles au moyen de colonnes ou de cellules d’essai : collecte de données (O2, CO2, HR, température) grâce à des capteurs intégrés

 

Système caractérisant les propriétés de transport des fluides des stériles

  • Transport thermique : conductivité thermique et chaleur massique
  • Surveillance du transport et de la réaction des gaz : perméabilité à l’air, diffusivité des gaz, consommation d’oxygène, production de CO2
  • Transport hydrique : conductivité hydraulique au point de saturation, rétention de l’eau, conductivité hydraulique en dessous du point de saturation

 

Système d’analyse de la qualité de l’eau dans les effluents des colonnes

  • Surveillance automatique adaptable du pH, conductivité, potentiel d’oxydo-réduction et ions sélectionnés
  • Analyse par lot des propriétés qui précèdent plus alcalinité/acidité, ions métalliques, concentration totale de carbone organique et de carbone inorganique, sulfates, etc.