연속 공정 화학 플랜트에서 체크 밸브가 단 200시간 작동 후 고장났습니다. 분석 결과, 유체에 부유하는 고체 입자의 충격으로 인해 시트와 디스크에서 가속화된 침식이 발생한 것으로 나타났습니다. SolidWorks Simulation과 Blender로 문서화된 이 사례는 입자 역학이 예고 없이 중요한 부품을 어떻게 파괴할 수 있는지 보여줍니다.
충격 시뮬레이션: 3D 파이프라인의 SolidWorks와 Blender 🛠️
엔지니어링 팀은 SolidWorks Simulation을 사용하여 유체 역학과 입자 궤적을 모델링하여 이상 유동을 복제했습니다. 결과에 따르면 모스 경도 7의 실리카 입자가 시트에 12m/s로 충격을 가하는 것으로 나타났습니다. 점진적인 침식을 시각화하기 위해 형상을 Blender로 내보내 변위 맵과 입자 시뮬레이션을 통해 표면 마모를 애니메이션화했습니다. 모델은 밸브 형상이 충격을 집중시키는 재순환 영역을 생성한다는 것을 확인했습니다.
입자에게 아니오라고 말하지 못한 밸브 ⚙️
체크 밸브의 임무는 유체를 통과시키고 역류를 차단하는 것이었습니다. 하지만 고체 입자도 통과하려 한다는 사실을 아무도 알려주지 않았습니다. 그 결과 시트는 달 표면의 분화구처럼 변했고 디스크는 유압 설치류에게 물린 듯한 모양이 되었습니다. 엔지니어들은 이제 필터 설치를 고려하고 있지만, 그동안 이 밸브는 화학 공정에서 고체도 중요하다는 것을 상기시켜주는 존재로 남아 있습니다.