連続プロセス化学プラントにおいて、逆止弁がわずか200時間の運転で故障しました。分析の結果、流体中に浮遊する固形粒子の衝突によって、弁座とディスクに加速的な浸食が生じていることが判明しました。SolidWorks SimulationとBlenderで記録されたこの事例は、粒子の動力学が予告なく重要な部品を破壊し得ることを示しています。
衝撃のシミュレーション：3DパイプラインにおけるSolidWorksとBlender 🛠️
エンジニアリングチームは、SolidWorks Simulationを使用して流体力学と粒子軌道をモデル化し、二相流を再現しました。その結果、モース硬度7のシリカ粒子が12 m/sで弁座に衝突していることが示されました。進行性の浸食を可視化するため、ジオメトリはBlenderにエクスポートされ、ディスプレイスメントマップとパーティクルシミュレーションを用いて表面摩耗がアニメーション化されました。このモデルは、バルブの形状が衝突を集中させる再循環ゾーンを生成することを確認しました。
粒子に「ノー」と言えなかったバルブ ⚙️
逆止弁の使命は、流体を通し、逆流を防ぐことでした。しかし、固形粒子も通過しようとしていることは誰も知らせませんでした。その結果、弁座は月面のクレーターのような外観になり、ディスクは油圧性のげっ歯類に噛まれたかのようになりました。エンジニアは現在、フィルターの設置を検討していますが、それまでは、このバルブは化学の世界では固体も重要であるという教訓を思い出させ続けるでしょう。