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가이드파에 의한 배관 탐상 감시 시스템

전문가 제언: ○ 발전소 냉각계통 배관은 대부분 탄소강 배관으로 구성된다. 이들 배관은 운전 조건 및 배관 노후화에 수반하여 배관 내면에서 부식과 침식이 발생하고, 배관의 두께가 감소하는 현상, 즉 배관 감육(減肉 : thinning) 현상이 발생하게 된다. 부식에 의한 배관 손상은 배관의 파단과 냉각 시스템에 심각한 장애를 일으킬 수 있으며, 경제적 손실은 물론 인명 피해도 야기할 수 있다. 배관의 감육 손상을 조기에 발견하고 평가할 수 있는 여러 가지 비파괴 탐상 기법이 개발되고 있다.

○ 평판이나 배관, 철도 레일 등의 가늘고 긴 봉 형태 재료 표면에 망치나 초음파진동자 등으로 진동을 가하면 길이가 긴 방향으로 파장의 100배에서 1,000배의 거리에 전파되는 음향 모드가 발생한다. 이러한 파동 형태를 가이드파(Guided Wave : 유도파)로 부르며, 거대한 구조물의 고속 비파괴 평가 수단으로 근래 주목을 받고 있다. 특히 배관 중에서는 수 미터에서 수백 미터까지 파동 전파가 가능하다는 것이 실험적으로 확인되어 장거리 파이프의 고속 진단이나 지하에 매설된 배관을 그 상태로 검사하는 수단으로 큰 기대를 모으고 있다.

○ 이 글은 가이드파의 초음파 특성을 살려서 하나의 센서로 넓은 범위의 배관을 검사할 수 있는 탐상 감시 시스템 G-Monitor를 개발한 일본의 Mitsubishi중공업(주)이 이 장비를 화력발전소에 실제로 시험 적용하고 그 결과를 보고한 것이다. 이 기술을 적용하면 검사를 위해 보온자재나 비계를 철거하고 복구하는 공사가 대폭 감소되고 또한 간단하게 언제나 계측할 수 있다고 설명한다.

○ 발전소의 안전한 가동과 경제성을 고려할 때 비파괴 기법에 의한 배관 건전성 평가는 필수적이다. 수많은 검사 부위를 선정하여 보온자재를 벗기고 검사하는 UT 검사방법 대신에 가이드파 방법은 경제적이고 효율적인 방법이다. 국내에서도 연구가 많이 진행되고 일부 외국계 장비가 도입되고 있다. 원전을 포함한 화력발전이 주류인 국내 발전소 실정을 감안하면 이 기술의 조속한 개발과 정착이 요망된다.

저자: KUROISHI Takashi, SAKATA Fumitoshi
자료유형: 학술정보