液体酸素プラントが内部圧力の急激な低下により重大な停止を余儀なくされました。断熱材のため目視検査は不可能でした。そこで、デジタルボロスコープとFARO Sceneによるスキャンを活用し、塔内部の点群データを作成しました。3D再構築により、蒸留トレイが大規模に崩壊し、変形して底部に積み重なっている様子が明らかになり、液過負荷による構造的破損が確認されました。
ANSYS Mechanicalによるフラッディング過負荷シミュレーション 🔧
FARO Sceneの点群データから抽出した実形状を用いて、崩壊後の状態をモデル化し、Revit上の元の設計と比較しました。主な相違点は、トレイ間のドレン空間が消失していたことです。清浄化したモデルをANSYS Mechanicalにインポートし、フラッディング仮説のシミュレーションを実施しました。下部トレイ上の液柱に相当する静水圧を適用したところ、有限要素解析により、ボロスコープで観察された破断箇所と正確に一致する、支持バーの溶接部でフォンミーゼス応力がSUS304Lの降伏限界を超えていることが示されました。
故障防止のためのデジタルツインの教訓 💡
このフォレンジック検証により、レベル制御弁のキャリブレーション不良により過剰な液体が流入し、トレイの油圧容量を超えていたことが確認されました。Revit（設計）、FARO Scene（現実）、ANSYS（物理）の統合により、根本原因の診断だけでなく、非常用ドレンの再設計が可能になりました。この事例は、フォレンジック3Dモデリングが、構造的崩壊をプロセス工学における改善の機会に変えるための究極のツールであることを示しています。
材料疲労の蓄積について考慮されますか？