화학 플랜트는 수증기 및 염소, 암모니아 등 다양한 원료‧연료가 지나가는 배관의 외면부식이 중대한 문제적으로 지적되고 있다.
배관을 지탱하는 가대에 쌓인 빗물이 도장을 벗겨 철을 부식시키고 배관 두께가 줄어드는「감육 현상」은 공장 노후화 따라 발생하는 트러블의 대표적인 사례이다.
Sumitomo Chemical(SCC)은 이 외면부식 검사에 소요되는 시간을 기존에 비해 5분의 1로 단축할 수 있는 신기술을 개발했으며, 신규 검사 방법을 국내외에 채용 제안할 방침이다.
배관 외면부식은 플랜트 안전을 위한 주요 검사항목 가운데 하나로 안전운전을 확보하기 위해 철저한 확인 작업이 이루어지고 있다.
SCC는 Aichi 공장의 배관길이가 수백키로미터에 달하고 가대 수도 방대하기 때문에 도장 벗겨짐이나 녹이 슨 것을 직접 검사하는데 상당한 시간이 소요된다.
문제점을 발견한 부분은 2차 검사인 초음파 검사를 통해 감육 상태를 정확하게 조사한다.
현재 검사방법은 배관 가대의 접촉부분에 압전 센서를 대각선 방향으로 가져다대 초음파를 송출함으로써 음파 감쇄 정도에 따라 배관의 감육 상태를 측정한다.
초음파를 효율적으로 배관에 전달하기 위해서는 배관 도장 및 녹을 제거한 후에 접촉매질을 바르는 전처리 작업이 필요하다.
전처리 작업의 소요시간은 1곳당 2-3시간 정도이다. 배관 중요도에 따라 검사를 실시하고 있으나 화학 플랜트의 노후화가 계속 진행되고 있어 작업 부담이 가중되고 있다.
검사 시간이 길어 외면부식 발견이 지연됨에 따라 중대한 트러블을 놓칠 수 있다는 점이 우려되고 있다.
SCC가 개발한 신기술은 센서를 자석과 코일로 제작해 전자적인 힘으로 금속에 직접 진동을 일으키는 전자초음파(EMAT)를 이용하는 것이 특징이다.
2개의 센서를 배관 세로 방향으로 가대 사이에 붙여 전자초음파를 발신하는 방식으로 배관에 감육 현상이 있으면 초음파가 반사돼 통과하는 초음파의 에너지가 줄어들기 때문에 투과율 변화와 감육 정도의 상관관계를 통해 배관 두께가 어느 정도 줄었는지 측정할 수 있다.
기존 기술은 센서를 접촉하는 노하우 등 검사원의 기량이 측정 정밀도를 좌우했으나 초음파를 안정적으로 발생시키는 신기술은 검사원의 노하우와 상관 없이 검사를 간단하게 실시할 수 있다.
검사기기는 이동이 용이한 크기이며 배관의 도장을 벗기거나 접촉매질을 사용할 필요가 없기 때문에 검사를 1곳당 20-30분 정도에 끝낼 수 있는 것이 장점이다.
SCC는 2015년 가을까지 Aichi 공장 플랜트를 통해 실증시험을 실시했으며 신기술을 활용한 검사치와 실측치의 오차가 1미리미터에 불과한 것을 확인했다.
실용화 가능한 수준인 것으로 판단하고 Aichi 공장 및 Chiba 공장의 배관 검사에 도입할 예정이며, 검사방법 및 기구 업그레이드도 실시해 검사 정밀도 향상 및 검사가 어려운 곳에 대한 적용도 추진할 계획이다. (L)