بدأ الفشل الكارثي في مصنع إعادة التدوير بالبلازما بانفصال الطلاء الخزفي الداخلي. انفصلت الطبقة الواقية، التي تم تطبيقها عن طريق الرش الحراري (الرش البلازمي)، عن الركيزة المعدنية، مما تسبب في ذوبان الغلاف الخارجي للمفاعل نتيجة التعرض المباشر لقوس البلازما. تطلب التحليل اللاحق إعادة بناء ثلاثية الأبعاد لظاهرة الاجتثاث لتحديد السبب الجذري بين الإجهاد الدوري وخطأ التطبيق.
التشخيص التفريقي باستخدام SimScale و GOM Inspect 🔥
استخدم فريق الهندسة برنامج GOM Inspect لمسح الهندسة المتبقية للمفاعل، مما أدى إلى إنشاء سحابة نقطية للمنطقة المتآكلة. تم استيراد هذا النموذج الحقيقي إلى SimScale لإجراء محاكاة بالعناصر المحدودة (FEM) للإجهاد الحراري. تمت مقارنة سيناريوهين: طلاء ذو التصاق مثالي يخضع لدورات حرارية بدرجة 1200 درجة مئوية، وآخر بواجهة معيبة تحاكي رشًا بلازميًا سيئًا. أظهرت النتائج أن منطقة الفشل تزامنت مع تركيز الإجهادات في نموذج الالتصاق السيئ، مما استبعد الإجهاد النقي كسبب رئيسي.
دروس حول فحص الطلاءات الحرارية ⚠️
أظهر الارتباط بين الاجتثاث المحاكى والحقيقي أن الانفصال لم يكن بسبب التشقق التدريجي، بل بسبب التفكك المفاجئ في الواجهة الخزفية المعدنية. وهذا يعزز الحاجة إلى التحقق من صحة عمليات الرش البلازمي باستخدام الاختبارات غير المدمرة ثلاثية الأبعاد قبل بدء التشغيل. في بيئات الإجهاد الحراري الشديد، فإن الفحص الرقمي باستخدام GOM والمحاكاة المسبقة في SimScale ليسا اختياريين؛ بل هما الطريق الوحيد لتجنب ذوبان الغلاف.
كيف يمكن نمذجة انتشار الشقوق دون المليمترية في الطلاء الخزفي لمفاعل البلازما الحراري ثلاثي الأبعاد للتنبؤ بنقطة الانفصال الكارثي الدقيقة تحت دورات الإجهاد الحراري؟
(ملاحظة: إجهاد المواد يشبه إجهادك بعد 10 ساعات من المحاكاة.)