सीएईएस टैंकों में प्लास्टिक विरूपण: त्रिआयामी स्कैनिंग और एफईएम सिमुलेशन

संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण (CAES) के लिए एक स्टील टैंक के फोरेंसिक विश्लेषण में इसकी सतह पर एक असामान्य उभार का पता चला। मुख्य परिकल्पना तीव्र संपीड़न चरण के दौरान अत्यधिक तापीय भारण चक्र द्वारा प्रेरित प्लास्टिक विरूपण की ओर इशारा करती है। इसकी पुष्टि के लिए, एक दोहरी कार्यप्रवाह लागू किया जाता है: Geomagic Control X के साथ तुलनात्मक 3D स्कैनिंग और ANSYS Mechanical के साथ परिमित तत्व सिमुलेशन, जिससे पुनर्प्राप्त करने योग्य प्रत्यास्थ विरूपण और सामग्री में स्थायी क्षति के बीच अंतर करना संभव होता है।

फोरेंसिक कार्यप्रवाह: बिंदु बादल से थकान मॉडल तक 🔍

प्रक्रिया Leica Cyclone स्कैनर के माध्यम से टैंक की वास्तविक ज्यामिति को कैप्चर करने से शुरू होती है, जो एक उच्च-घनत्व बिंदु बादल उत्पन्न करती है। इसे नाममात्र CAD मॉडल के विरुद्ध सतह विचलन विश्लेषण करने के लिए Geomagic Control X में आयात किया जाता है। दीवार की मोटाई के 0.5% से अधिक विचलन वाले क्षेत्रों को प्लास्टिक विरूपण के उम्मीदवार के रूप में पहचाना जाता है। इसके बाद, विकृत क्षेत्र की जाली निकाली जाती है और ANSYS Mechanical में स्थानांतरित की जाती है। वहां, ASME BPVC थकान मानक के तहत स्टील के व्यवहार का अनुकरण करने के लिए वास्तविक तापीय चक्र (तापमान प्रवणता और आंतरिक दबाव) की सीमा शर्तें लागू की जाती हैं। सिमुलेशन वॉन मिज़ समतुल्य प्रतिबलों और संचित प्लास्टिक विकृतियों की गणना करता है, परिकल्पना को मान्य करने के लिए परिणामों की तुलना स्कैनिंग के वास्तविक मापों से करता है।

तापीय थकान और परिसंपत्ति का पुन: उपयोग ⚙️

मापे गए उभार और अनुकरणित प्लास्टिक विरूपण क्षेत्र के बीच सहसंबंध पुष्टि करता है कि तीव्र संपीड़न चक्र के दौरान स्टील अपनी प्रत्यास्थ सीमा से अधिक हो गया। यह निष्कर्ष एनीलिंग उपचार या सीधे प्रतिस्थापन के बिना टैंक के पुन: उपयोग को खारिज करता है, क्योंकि तापीय थकान ने इसके अवशिष्ट उपयोगी जीवन को कम कर दिया है। 3D स्कैनिंग और FEM सिमुलेशन का एकीकरण न केवल विफलता का निदान करता है, बल्कि CAES प्रणालियों में भविष्य के भारण चक्रों के लिए एक पूर्वानुमानित निरीक्षण प्रोटोकॉल स्थापित करता है।

3D स्कैनिंग और FEM सिमुलेशन का एकीकरण कैसे प्लास्टिक विरूपण घटनाओं के सटीक अनुक्रम को प्रकट कर सकता है जो स्टील CAES टैंक में असामान्य उभार का कारण बना?

(पी.एस.: सामग्री की थकान 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद आपकी थकान जैसी होती है।)