[기계안전기술사] 문제풀이 2024년 133회 133-4-1 배관 두께 감소 위치 및 검사방법

1. 배관 두께 검사 시 두께 감소가 동일 배관계보다 심할 것으로 예상되는 장소(검사 위치 선정)와 검사방법 종류에 대하여 설명하시오.

문제해설

1. 배관 두께 검사의 필요성
안전성 확보
인명 피해 예방: 배관 두께 감소로 인한 파손 시 화재, 폭발, 유해 물질 누출로 인해 작업자와 주민의 안전이 위협됨. 검사를 통해 사고 예방 가능

환경 보호:
유해 물질 누출로 인한 토양, 수질, 대기 오염을 방지하여 환경 보호에 기여

설비 수명 관리
예측 유지보수: 부식, 침식 부위를 사전 파악해 설비 가동 중단 최소화 가능. 유지보수 비용 절감 및 설비 수명 연장 효과 기대
설비 신뢰성 향상: 정기 검사로 설비 상태를 모니터링해 신뢰성 향상

운영 효율성 향상
에너지 효율 증대: 배관 내 침전물과 부식 제거로 에너지 효율 증가
생산성 향상: 계획적 유지보수로 설비 가동률 증가

법규 준수
산업안전보건법과 고압가스·위험물안전관리법 준수: 배관 두께 검사는 법적 요구 사항 충족 및 안전 운영에 필수적임

비용 절감
사고 및 유지보수 비용 절감: 정기적인 검사로 사고 예방 및 예기치 않은 고장에 따른 비용 절감

2. 배관두께 검사 절차

2. 배관 두께 검사 위치 선정
(1) 한 부위에 집중되지 않도록 하며, 배관 내에서 부식, 유속이 큰 곳, 기액상 변화, 유체의 정체 등으로 두께감소가 동일 배관계 보다 심할 것으로 예상되는 아래와 같은 장소를 선정한다.
(가) 유체흐름이 급격히 변화하는 부위 또는 압력변화가 심한 부위
- 유량과 압력이 급격히 변화하는 지점, 특히 유량/압력 조절 밸브 전후단과 오리피스 후단에서 마모 가능성 높음
(나) 2상 유체 흐름 부위
- 고체-액체 또는 기체-액체 등 이질적 흐름이 있는 구간에서는 침식이 가속됨 (스팀․응축수 배관)
(다) 이물질이나 촉매 등에 의한 와류가 발생하는 부위
(라) 정상 운전시 유체흐름 없이 정체되는 부위
  - 유체가 고여 있는 구간에서는 침전물 축적이 일어날 수 있어, 부식의 위험이 큼(벤트, 드레인 배관)
(마) 주입 노즐 부위
- 유체가 고속으로 주입되는 구간은 마모가 일어날 수 있음
(바) 부식 가능성이 높은 부위
  - 습기나 화학 물질에 노출되는 부위는 부식이 발생할 가능성이 높음
(사) 응축 부식 심화 부위
- 내부 응축을 유발시키는 지지대 부위
(아) 계장 배관 부위
  - 계장 부근은 미세한 침식이나 부식 위험이 존재하므로 주기적 검사 필요

(2) 현장 확인 후 검사할 곳을 선정한다.
  - 배관의 실제 상태를 현장에서 확인하여 최종적으로 검사 위치를 선정
(3) 검사 위치가 선정되면 검사지점을 배관 단면상의 시계방향으로 90°, 180°, 270° 및 360° 지점 4곳에 대하여 실시한다.
  - 검사 위치를 배관의 한 부위에 집중하지 않고 여러 구간에 분산해 정확한 상태 파악
(4) 검사 시 취약부위가 발견되면 인근부위를 집중 검사한다.

3. 배관 검사방법 선정
(1) 배관의 재질, 유체의 특성, 배관의 파손기구 등 공정상 특성을 고려하여 검사방법을 결정한다.
(2) 위험기반검사(RBI : Risk based inspection) 기법을 활용하여 각 배관의 위험도에 근거하여 검사방법을 선정할 수 있다.

4. 배관 검사방법 종류
설치된 배관의 정밀한 두께 검사하기 전에 통상적으로 제일 많이 사용하는 방법은 육안검사이며,
그 후에 배관두께와 용접부위 검사를 실시한다.
(1) 육안에 의한 검사 주요 항목
  (가) 배관 외부의 부식, 변형 및 파손여부
  (나) 보온재 상태
  (다) 도장 상태
  (라) 배관 지지대 이탈 및 부식상태
  (마) 신축이음 상태 및 플랜지 체결상태

(2) 배관두께 검사방법
  (가) 초음파 탐상시험
  (나) 방사선 투과시험

(3) 용접부위 검사 방법
  (가) 초음파 탐상시험
  (나) 방사선 투과시험
  (다) 자분탐상 시험
  (라) 침투탐상 시험
  (마) 열탐상 시험
  (바) 압력 시험

5. 결과 기록 및 보고
측정값은 사진으로 촬영하고, 기록을 상세히 남겨 검사 보고서에 포함
장비의 검교정 상태를 확인하여 측정의 정확성을 보장

6. 배관 두께 검사 시 주의사항
공정 특성 반영
배관의 재질, 유체 특성, 예상 파손 기구 등 공정에 따라 최적의 검사 방법을 선정해야 함

장비 검교정
초음파 탐상 측정 장비는 신뢰성 확보를 위해 국가 공인기관에서 사전 검교정을 받아야 함

측정 결과 협의
배관 두께 측정 결과가 초기 설치 두께와 다를 경우, 관련 부서와 상호 협의해 최종 판정

두께 계산 및 잔여 수명 예측
검사 결과에 따라 배관의 남은 두께를 기준으로 잔여 수명을 예측해 향후 유지보수 계획 수립