In einer Schwefelsäureanlage wurde ein vorzeitiger Ausfall eines Ventils mit keramischer Auskleidung festgestellt. Das Problem bestand in der Ablösung des Substrats aufgrund eines transienten Thermoschocks. Um das Phänomen zu verstehen, wurde ein digitaler Workflow mit ContextCapture für die 3D-Erfassung der realen Geometrie und Ansys Workbench für die Simulationen der thermischen Spannungen eingesetzt.
3D-Rekonstruktion und thermisch-strukturelle Simulation mit ContextCapture und Ansys 🔥
Es wurde ein Scan mit ContextCapture durchgeführt, um eine präzise Punktwolke des beschädigten Ventils zu erhalten, die Details der Keramikbeschichtung und des Metallsubstrats erfasst. Dieses Modell wurde in Ansys Workbench für eine gekoppelte thermisch-strukturelle Analyse importiert. Die Ergebnisse zeigten, dass der Temperaturgradient während der Notabschaltung Scherspannungen an der Grenzfläche erzeugte, die die Haftung der Beschichtung überstiegen und zu deren Delamination führten. Das Modell ermöglichte die Identifizierung des kritischen Ausgangspunkts des Versagens.
Die Keramik sagte "Schluss damit" und machte ohne Vorwarnung Urlaub 🏖️
Das Ventil entschied in seiner unendlichen Weisheit, dass der plötzliche Temperaturwechsel der perfekte Vorwand war, um sich abzulösen und eine Pause einzulegen. Alles deutet darauf hin, dass die Beschichtung den Stress nicht ertragen konnte, eine Sekunde heiß und die nächste kalt sein zu müssen. Wie in einer schlechten Beziehung brach die Verbindung zwischen Keramik und Metall früher als erwartet. Immerhin hinterließ uns der Ausfall ein hübsches 3D-Modell zum Studieren.