원유정제 플랜트 주요 요소는 운전조건, 사용재료, 내부유체 등에 따라 다양한 열화 손상기구에 노출되므로, 그에 따른 적절한 검사기법 및 진단 방법을 적용하여야 한다. 따라서 원유정제 플랜트 요소에 발생하는 다양한 손상기구에 대한 대처 방안을 제시할 수 있는 정보를 제공할 수 있는 표준화된 데이터베이스를 확보하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 API기준에서 제시하는 손상 기구를 모두 포함하는 손상정보 시스템을 개발하였으며, 이를 기본으로 하여 향후 정보시스템을 확장할 수 있도록 시스템을 구성하였다. 시스템 내의 손상 정보 범위는 API기준 내의 컨텐츠를 반영할 수 있도록 하였으며, 미국 및 일본에서 사용하는 손상기구 검색표 방식을 도입하여 요소의 가동온도, 내부유체, 응력상태 등의 운전조건과 재질에 따른 손상기구를 파악할 수 있도록 하였다. 이 시스템은 기존의 RBI프로그램과 연동하여 사용할 수 있다.
원유정제 플랜트 주요 요소는 운전조건, 사용재료, 내부유체 등에 따라 다양한 열화 손상기구에 노출되므로, 그에 따른 적절한 검사기법 및 진단 방법을 적용하여야 한다. 따라서 원유정제 플랜트 요소에 발생하는 다양한 손상기구에 대한 대처 방안을 제시할 수 있는 정보를 제공할 수 있는 표준화된 데이터베이스를 확보하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 API기준에서 제시하는 손상 기구를 모두 포함하는 손상정보 시스템을 개발하였으며, 이를 기본으로 하여 향후 정보시스템을 확장할 수 있도록 시스템을 구성하였다. 시스템 내의 손상 정보 범위는 API기준 내의 컨텐츠를 반영할 수 있도록 하였으며, 미국 및 일본에서 사용하는 손상기구 검색표 방식을 도입하여 요소의 가동온도, 내부유체, 응력상태 등의 운전조건과 재질에 따른 손상기구를 파악할 수 있도록 하였다. 이 시스템은 기존의 RBI프로그램과 연동하여 사용할 수 있다.
Major components of refinery plants are exposed to various damage mechanisms depending on the operation condition, material selection and kinds of internal fluid. Inspection techniques and damage monitoring methods should be selected considering the damage mechanisms of the components. Hence, it is ...
Major components of refinery plants are exposed to various damage mechanisms depending on the operation condition, material selection and kinds of internal fluid. Inspection techniques and damage monitoring methods should be selected considering the damage mechanisms of the components. Hence, it is quite necessary to have an information system with a standardized database on the various damage mechanisms. In this study a damage information system with contents on the damage mechanisms included in API 571 code was developed. Concept of the screening table employed in USA and Japan was also adopted to identify the probable damage mechanisms from the information on operating temperature, internal fluid, metal used for the component and stress condition. This system can be used before the risk based inspection planning to identify key damage mechanisms involved.
Major components of refinery plants are exposed to various damage mechanisms depending on the operation condition, material selection and kinds of internal fluid. Inspection techniques and damage monitoring methods should be selected considering the damage mechanisms of the components. Hence, it is quite necessary to have an information system with a standardized database on the various damage mechanisms. In this study a damage information system with contents on the damage mechanisms included in API 571 code was developed. Concept of the screening table employed in USA and Japan was also adopted to identify the probable damage mechanisms from the information on operating temperature, internal fluid, metal used for the component and stress condition. This system can be used before the risk based inspection planning to identify key damage mechanisms involved.
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문제 정의
(1) 국내 원유정제 플랜트 설비 요소에서 발생 가능한 손상 기구의 예측 및 그 대책 방안을 수립할 수 있는 새로운 방향을 제시하였다.
본 연구에서는 기 개발된 RBI 해석프로그램[8, 9]을 적용하기 전에 해석 대상 설비 요소가 겪는 주요 손상기구에 대해 정보를 얻을 수 있도록 정보제공시스템을 개발하였다. 기존의 RBI 프로그램과 연동하여 사용할 정보지원 시스템을 개발함에 있어서 손상기구 정보의 기준이 되는 API RP 571 코드에서 제시하는 손상기구와 주요 공정에서 예상되는 손상이 충실히 연계되도록 하였다.
이 시스템에는 13 종류의 PFD와 62종류의 손상기구를 포함하고 있으며, 이 DB에는 손상기구 정보 및 수명평가 기법, 모니터링 및 검사" 기법, 보수 기법 등이 포함되어 있다. 이러한 국외 시스템의 기술 개발 내용을 참고하여 본 연구의 시스템을 개발하였다.
이상을 고려하여 예상되는 손상기구를 종합하여 제시한 것이 API RP 5기이므로 이를 본 절에서 설명하였다. 그 이외에 요소의 재질, 내부유체, 운전조건 등에 따른 손상기구를 예측해 볼 수 있는 손상기구 검색표에 근거한 손상기구 예측법에 대해서도 설명하였다.
제안 방법
(2) 정유설비의 손상기구 데이터베이스를 구축함으로써 장치의 안전성 확보, 산업계 인력의 손상기구 지식능력 향상, 손상기구 지식정보 제공을 통한 진단 기술의 산업계 이전등에 기여할 수 있는 시스템을 구축하였다.
II절에 설명한 API 손상기구 정보를 주요 컨텐츠로 하여 정유 석유화학 특정설비 등 기간산업설비에 일반적으로 발생하는 손상기구 및 그 대책방안에 관련된 자료를 정리하여 손상기구 및 진단에 관련된 정보를 PC 기반의 웹 버전으로 구성하였다. 설비 관리자의 편이성과 함께 사용자의 지식정보 능력 향상을 목적으로 개발하였으며, 현장에서 발생하는 손상 종류에 따라 그 종류별 대응방안을 제시할 수 있도록 손상기구에 따른 재료 손상의 정보 및 진단 정보 시스템을 개발하였다.
기존의 RBI 프로그램과 연동하여 사용할 정보지원 시스템을 개발함에 있어서 손상기구 정보의 기준이 되는 API RP 571 코드에서 제시하는 손상기구와 주요 공정에서 예상되는 손상이 충실히 연계되도록 하였다. 이를 기본으로 하여 향후 타 자료에서 얻을 수 있는 손상 정보 내용을 추가하는 방향으로 정보시스템을 확장할 수 있도록 구축하였다.
7은 재질 및 물질을 선택하여 발생 가능한 손상기구를 알아보고 그에 따른 검사방법을 알아보고자 하는 손상기구 검색 창이다. 따라서, 사용자가 10개의 재질 가운데 한 가지를 선택하고, 16개의 물질 가운데 한 가지를 선택하여 확인을 클릭하면 손상 기구와 손상 기구에 해당하는 검사방법에 대한 내용을 확인할 수 있도록 하였다.
본 연구에서 개발한 손상기구 정보 시스템은 웹기반의 시스템으로 인터넷을 통해 어디에서든지 접근이 가능하도록 설계하였다[13].
본 연구에서는 API 및 ASME 기준을 참고로 정유산업 설비의 손상기구에 대한 정보를 제공하는 시스템을 구축하였으며 본 연구를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다.
웹 버전으로 구성하였다. 설비 관리자의 편이성과 함께 사용자의 지식정보 능력 향상을 목적으로 개발하였으며, 현장에서 발생하는 손상 종류에 따라 그 종류별 대응방안을 제시할 수 있도록 손상기구에 따른 재료 손상의 정보 및 진단 정보 시스템을 개발하였다. 재료 손상의 정보에는 손상의 형태, 취약한 재료의 종류, 손상 발생 요인, 손상에 취약한 설비 종류, 손상의 형상, 완화 및 방지 대책, 모니터링 방법, 검사 기법 등을 포함하고 있다.
기존의 RBI 프로그램과 연동하여 사용할 정보지원 시스템을 개발함에 있어서 손상기구 정보의 기준이 되는 API RP 571 코드에서 제시하는 손상기구와 주요 공정에서 예상되는 손상이 충실히 연계되도록 하였다. 이를 기본으로 하여 향후 타 자료에서 얻을 수 있는 손상 정보 내용을 추가하는 방향으로 정보시스템을 확장할 수 있도록 구축하였다.
전체 손상 기구 중에 정유 및 석유 화학, 펄프 및 제지, 화력발전설비에 발생하는 공통적인 손상 기구를 Table 1에 보인 바와 같이 기계적/금속학적 파손 기구 19가지, 균일/국부적인 균열 12가지, 고온 부식 7가지, 환경 균열 6가지의 총 44가지 종류로 분류하였다.
특히 원유정제 플랜트에서 특징적으로 발생하는 손상 기구는 따로 분류하여 균일/국부적인 감육 손상 11 가지, 환경 균열 손상 5가지, 기타 손상기구 2가지로 총 18가지 종류로 분류하였다.
대상 데이터
일본에서 개발된 손상기구 정보 관련 데이터베이스에서는 원유정제 플랜트 및 석유화학 플랜트용 열화 및 손상기구에 대한 일본어판 데이터베이스를 웹기반으로 제작하여 손상기구 정보를 공급중이다[12]. 이 시스템에는 13 종류의 PFD와 62종류의 손상기구를 포함하고 있으며, 이 DB에는 손상기구 정보 및 수명평가 기법, 모니터링 및 검사" 기법, 보수 기법 등이 포함되어 있다. 이러한 국외 시스템의 기술 개발 내용을 참고하여 본 연구의 시스템을 개발하였다.
성능/효과
(3) API RP 5기에서 제시하는 원유정제 플랜트의 대표적인 PFD의 각 요소에 대한 손상기구정보를 시각화하여 실무자의 편의성과 지식정보 능력을 향상시키고 설비에 대한 이해를 높일 수 있는 방안을 제시하였다.
후속연구
결론적으로 본 연구에서 구축한 손상정보 시스템을 국내 원유정제 플랜트에서 활용한다면 대상 요소의 손상기구를 정확히 파악함으로써 RBI 해석 결과의 객관적인 신뢰성을 확보할 수 있고 분산되어 있는 정보를 한곳에 집적함으로써 안전성을 향상시키고 진단 기술력을 강화할 수 있을 것이다.
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