海水淡水化プラントの主要な塩水排出管が海底で崩壊し、濃縮された排水が直接海洋に放出されました。BlueViewサイドスキャンソナーと水中フォトグラメトリを用いた事故の3D再構築により、塩の結晶（スケーリング）の蓄積が導管の内径を大幅に減少させていたことが明らかになりました。この狭窄により、流体力学上の圧力ピークが発生し、ガラス繊維強化プラスチック（FRP）の耐力を超え、壊滅的な破損に至りました。
3DソナーとStar-CCM+によるCFDシミュレーションを用いた再構築 🛠️
フォレンジックエンジニアリングチームは、BlueView 3Dソナーを使用して海底とコレクターの残骸の点群を生成しました。さらに、水中フォトグラメトリにより崩壊したパイプ内部のテクスチャリングが可能となり、壁面に最大4センチメートルの厚さの塩の堆積物が特定されました。これらのデータを用いて、Bentley OpenPlantでデジタルツインがモデル化され、有効直径が300mmから210mmに減少しました。Star-CCM+によるCFDシミュレーションでは、流量450 m3/hが狭窄部を通過する際、局所的な圧力が8.7バールまで上昇し、FRPの設計限界（6.2バール）を40%超えると計算されました。応力解析により、破損は長手方向の継手から始まり、数秒で12メートルのパイプに沿って伝播したことが示されました。
災害からの教訓：静かな敵としてのスケーリング ⚠️
コレクターの崩壊は、塩水システムにおける結晶化が効率の問題だけでなく、壊滅的な故障を引き起こす可能性のある構造的リスクであることを示しています。3DソナーとCFDの組み合わせにより、予測的な洗浄プログラムなしでの直径の漸進的な狭窄が、標準的なパイプを時限爆弾に変えるという仮説を検証することができました。将来の設備では、差圧センサーを設置し、自律型水中ビークルによる定期的な検査を実施して、スケーリングが臨界厚さに達する前に検出することを推奨します。
水中環境において、静水圧と塩水濃度下での正確な構造崩壊点を予測するために、FRPパイプ内のスケーリング現象をどのようにモデル化するのでしょうか？
(追伸: コンピューターが故障して、自分自身が災害になるまでは、災害のシミュレーションは楽しいものです。)