해수 담수화 공장의 주요 염수 배출관이 해저에서 붕괴되어 농축된 폐수가 바다로 직접 방출되었습니다. BlueView 측면 주사 소나와 수중 사진 측량법을 사용하여 수행된 사고의 3D 재구성 결과, 염 결정(스케일링) 축적으로 인해 관로의 내경이 급격히 감소한 것으로 나타났습니다. 이 좁아짐으로 인해 유체역학적 압력이 급증하여 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP)의 내력을 초과, 파괴적인 파열이 발생했습니다.
BlueView 3D 소나 및 Star-CCM+를 이용한 CFD 시뮬레이션을 통한 재구성 🛠️
법의공학 팀은 BlueView 3D 소나를 사용하여 해저와 집수관 잔해의 포인트 클라우드를 생성했습니다. 추가적으로, 수중 사진 측량법을 통해 붕괴된 파이프 내부를 텍스처링하여 벽면에 최대 4cm 두께의 염 침전물을 식별했습니다. 이 데이터를 바탕으로 Bentley OpenPlant에서 디지털 트윈을 모델링하여 유효 직경을 300mm에서 210mm로 줄였습니다. Star-CCM+를 이용한 CFD 시뮬레이션은 450m3/h의 유량이 좁아진 단면을 통과할 때 국부 압력이 8.7bar까지 증가하여 FRP 설계 한계(6.2bar)를 40% 초과하는 것으로 계산했습니다. 응력 해석 결과, 파손은 세로 방향 이음매에서 시작되어 12m 길이의 파이프를 따라 몇 초 만에 전파된 것으로 나타났습니다.
재난의 교훈: 침묵의 적, 스케일링 ⚠️
집수관 붕괴는 염수 시스템에서의 결정화가 단순한 효율성 문제가 아니라 치명적인 고장을 유발할 수 있는 구조적 위험임을 보여줍니다. 3D 소나와 CFD의 결합을 통해 예측 세척 프로그램 없이 직경이 점진적으로 좁아지면 표준 파이프가 시한폭탄으로 변한다는 가설을 검증할 수 있었습니다. 향후 시설을 위해서는 차압 센서를 설치하고 수중 자율 무인 잠수정을 사용하여 스케일링이 임계 두께에 도달하기 전에 감지하는 정기적인 검사를 수행하는 것이 좋습니다.
수중 환경에서 정수압과 염수 농도 하에서 FRP 파이프의 정확한 구조적 붕괴 지점을 예측하기 위해 파이프 내 스케일링 현상을 어떻게 모델링합니까?
(추신: 컴퓨터가 타버리고 당신이 그 재앙이 되기 전까지는 재앙을 시뮬레이션하는 것이 재미있습니다.)