पाँच सौ साठ डिग्री सेल्सियस पर नमक का रिसाव: घूर्णन जोड़ में असममित ग्रेडिएंट के कारण थकान

टावर थर्मल सोलर प्लांट में स्विवेल जॉइंट की विफलता के कारण 560°C पर पिघले नमक का बड़े पैमाने पर रिसाव हुआ। PolyWorks और Leica Cyclone स्कैन के आधार पर फोरेंसिक विश्लेषण में सील में स्थानीय प्लास्टिक विरूपण का पता चला। मुख्य परिकल्पना हेलियोस्टेट के गलत संरेखण की ओर इशारा करती है, जिसने घटक की परिधि पर एक असममित तापीय प्रवणता उत्पन्न की, जिससे सामग्री विभेदी विस्तार चक्रों के अधीन होकर अपनी लोचदार सीमा को पार कर गई।

ANSYS में मॉडलिंग: मेशिंग और असममित तापीय प्रवणता 🔥

Cyclone के पॉइंट क्लाउड से प्राप्त स्विवेल की वास्तविक ज्यामिति को ANSYS Mechanical में आयात किया गया। हेक्साहेड्रल मेश को सील और फिक्सिंग रिंग के क्षेत्र में परिष्कृत किया गया, जिसमें संपर्क की वक्रता को कैप्चर करने के लिए 0.5 मिमी का तत्व आकार रखा गया। एक गैर-समान तापीय सीमा स्थिति लागू की गई: 10 मिनट के चक्र के दौरान, गर्म बिंदु (गलत संरेखित हेलियोस्टेट का फोकस) पर 560°C से ठंडे बिंदु पर 480°C तक साइनसॉइडली भिन्न तापमान प्रोफ़ाइल। युग्मित संरचनात्मक विश्लेषण ने सील में 1.8 मिमी की अधिकतम रेडियल विरूपण दिखाया, जो 1.2 मिमी के डिज़ाइन क्लीयरेंस से 40% अधिक था, जिसके कारण सीलिंग लेबिरिंथ खुल गया।

महत्वपूर्ण जोड़ों में थकान सिमुलेशन के लिए सबक ⚙️

यह मामला दर्शाता है कि घूर्णन जोड़ों में सामग्री की थकान केवल अधिकतम तापमान पर निर्भर नहीं करती, बल्कि प्रवणता की विषमता पर भी निर्भर करती है। हेलियोस्टेट का गलत संरेखण, भले ही छोटा हो, एक चक्रीय तापीय अंतर उत्पन्न करता है जो सील पर हथौड़े की तरह काम करता है। भविष्य के डिजाइनों के लिए, ANSYS मॉडल में व्यक्तिगत हेलियोस्टेट डेटा का उपयोग करके सौर क्षेत्र की विकिरण प्रोफ़ाइल के प्रति संवेदनशीलता विश्लेषण शामिल करने और प्रारंभिक घिसाव का पता लगाने के लिए समय-समय पर 3D स्कैन के साथ विरूपण को मान्य करने की सिफारिश की जाती है।

एक सिमुलेशन इंजीनियर के रूप में, 560°C पर नमक के रिसाव से पहले स्विवेल जॉइंट में दरार नाभिकीकरण को मॉडल करने के लिए आपने किन असममित तापीय प्रवणता मापदंडों को महत्वपूर्ण माना?

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