На заводе по производству серной кислоты был обнаружен преждевременный отказ клапана с керамическим покрытием. Проблема заключалась в отслоении подложки из-за переходного теплового удара. Для понимания этого явления был использован цифровой рабочий процесс с ContextCapture для трехмерного сканирования реальной геометрии и Ansys Workbench для моделирования термических напряжений.
3D-реконструкция и термоструктурное моделирование с помощью ContextCapture и Ansys 🔥
Было выполнено сканирование с помощью ContextCapture для получения точного облака точек поврежденного клапана, захватывающего детали керамического покрытия и металлической подложки. Эта модель была импортирована в Ansys Workbench для связанного термоструктурного анализа. Результаты показали, что градиент температуры во время аварийной остановки создал сдвиговые напряжения на границе раздела, превысившие адгезию покрытия и вызвавшие его расслоение. Модель позволила определить критическую точку начала отказа.
Керамика сказала «хватит» и ушла в отпуск без предупреждения 🏖️
Клапан, в своей бесконечной мудрости, решил, что резкое изменение температуры — идеальный предлог, чтобы отслоиться и отдохнуть. Все указывает на то, что покрытие не выдержало стресса от необходимости быть то горячим, то холодным за секунду. Как в плохих отношениях, связь между керамикой и металлом разорвалась раньше времени. По крайней мере, отказ оставил нам красивую 3D-модель для изучения.