انهار خط أنابيب رئيسي لتصريف المحلول الملحي في محطة تحلية تحت البحر، مما أدى إلى إطلاق النفايات السائلة المركزة مباشرة في المحيط. كشفت إعادة البناء ثلاثي الأبعاد للحادث، التي تم إجراؤها باستخدام سونار المسح الجانبي BlueView والتصوير المساحي تحت الماء، أن تراكم بلورات الملح (الترسبات) قلل بشكل كبير من القطر الداخلي للأنبوب. أدى هذا التضييق إلى توليد ذروة ضغط هيدروديناميكي تجاوز قوة البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية (PRFV)، مما تسبب في انهيار كارثي.
إعادة البناء باستخدام السونار ثلاثي الأبعاد ومحاكاة CFD في Star-CCM+ 🛠️
استخدم فريق الهندسة الجنائية السونار ثلاثي الأبعاد BlueView لتوليد سحابة نقاط لقاع البحر وحطام المجمع. بالإضافة إلى ذلك، سمح التصوير المساحي تحت الماء بتصوير الجزء الداخلي من الأنبوب المنهار، وتحديد رواسب ملحية يصل سمكها إلى 4 سنتيمترات على الجدران. باستخدام هذه البيانات، تم تصميم التوأم الرقمي في Bentley OpenPlant، مما قلل القطر الفعال من 300 مم إلى 210 مم. حسبت محاكاة CFD باستخدام Star-CCM+ أن معدل التدفق البالغ 450 م3/ساعة، عند مروره عبر المقطع المضيق، زاد الضغط المحلي إلى 8.7 بار، وهو أعلى بنسبة 40% من حد تصميم PRFV (6.2 بار). أظهر تحليل الإجهادات أن الفشل بدأ في وصلة طولية، وانتشر في ثوانٍ على طول 12 مترًا من الأنبوب.
دروس من الكارثة: الترسبات كعدو صامت ⚠️
يثبت انهيار المجمع أن التبلور في أنظمة المحلول الملحي ليس مجرد مشكلة كفاءة، بل هو خطر هيكلي يمكن أن يؤدي إلى أعطال كارثية. سمح الجمع بين السونار ثلاثي الأبعاد وCFD بالتحقق من الفرضية القائلة إن التضييق التدريجي للقطر، دون برنامج تنظيف تنبؤي، يحول الأنبوب القياسي إلى قنبلة موقوتة. بالنسبة للمنشآت المستقبلية، يوصى بتركيب أجهزة استشعار للضغط التفاضلي وإجراء عمليات تفتيش دورية باستخدام مركبات تحت الماء مستقلة للكشف عن الترسبات قبل أن تصل إلى سمك حرج.
كيف يتم نمذجة ظاهرة الترسبات في أنابيب PRFV للتنبؤ بنقطة الانهيار الهيكلي الدقيقة تحت الضغط الهيدروستاتيكي وتركيز المحلول الملحي في البيئات تحت الماء؟
(ملاحظة: محاكاة الكوارث ممتعة حتى يحترق الكمبيوتر وتكون أنت الكارثة.)