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문제 정의
- LNG 플랜트 비파괴진단 기술기준과 기법에 관한 자료를 수집·분석하고, 이를 토대로 비파괴진단 시스템을 구성하고자 한다.
- LNG 플랜트 사업에서는 전처리/액화/전환계통 및 일부 저장기술에 대하여 설정하고 있는 바, 전체 공정별 위험도를 장치 설비 및 배관계통에 대하여 RBI기술을 기반으로 위험등급을 정량적으로 산정하고 LNG 플랜트 시스템의 위험요소 분류체계 구축을 통하여 IT 기술을 접목한 위험도평가 기법을 개발하고자 한다. 또한 위험도 등급에 따른 설비 및 배관 진단의 우선순위를 선정하고 최적의 검사주기를 결정하여, 핵심계통에 대한 최신기법의 비파괴평가 시스템 구축에 따른 안전지수별 진단평가 지침서 및 매뉴얼을 개발하고자 한다.
- LNG 플랜트 사업은 선진기술과 경쟁이 가능한 첨단·융합기술을 기반으로 핵심 기자재의 성능을 혁신하고 모듈화된 응용설계 기술에서 중장기적인 국제 경쟁력을 확보하는데 그 목적이 있다.
- 이에 본 연구에서는 두 가지의 평가를 통합하는 클래스를 웹으로 구현하는 통합 평가 프로그램을 구축하고자 한다. LNG 플랜트 설비는 산업의 특성상 일정기간 동안에 중단 없는 운전이 요구되나, 노후화에 의한 사고 가능성이 점차 높아지는 것을 감안하여 위험도 및 비파괴 평가를 병행하여 적용하고자 한다. 최근 정보화 기술 발달에 따라 Fig.
- LNG 플랜트 사업에서는 전처리/액화/전환계통 및 일부 저장기술에 대하여 설정하고 있는 바, 전체 공정별 위험도를 장치 설비 및 배관계통에 대하여 RBI기술을 기반으로 위험등급을 정량적으로 산정하고 LNG 플랜트 시스템의 위험요소 분류체계 구축을 통하여 IT 기술을 접목한 위험도평가 기법을 개발하고자 한다. 또한 위험도 등급에 따른 설비 및 배관 진단의 우선순위를 선정하고 최적의 검사주기를 결정하여, 핵심계통에 대한 최신기법의 비파괴평가 시스템 구축에 따른 안전지수별 진단평가 지침서 및 매뉴얼을 개발하고자 한다. 특히 RAM 기반의 LNG 플랜트 모듈화 기술 개발의 관점에서 볼 때 플랜트 엔지니어링에 관계되는 데이터, 지식, 그리고 규칙 등을 기반으로 디지털 플랜트를 구현하고 요소부품, 데이터 등을 통합하여 설계 성능과 시공 적합성을 모사·평가할 필요가 있다.
- 중장기적인 천연가스 수요 증가에 따라 LNG 플랜트 핵심설비에 대한 시스템 위험도평가 기술은 고부가가치 성장사업 모델로 주목받고 있으며[2], 위험도평가 범위는 선진국 중심의 국제환경 규제에 따른 전처리 공정에서의 안전성 확보와 핵심재료의 열화특성 및 기계적 물성 데이터베이스 확보를 기반으로 한다. 본 연구는 이에 대응하기 위한 대규모 실용화 연구 사업의 일환으로 LNG 플랜트 분야에 적용 가능한 RAM 기반의 인공지능형 핵심 위험도평가 기술을 개발하는 것이며, 추진배경은 다음과 같다.
- 본 연구의 목적은 LNG 플랜트 시스템 위험도평가를 위한 저자들의 기술개발 방안을 소개하기 위한 것으로써, 핵심 기술은 6년의 사업기간 내에 개발·적용하여 성능과 비용의 개선이 가능한 융합기술을 중점 대상으로 하고 있다.
- 특히 RAM 기반의 LNG 플랜트 모듈화 기술 개발의 관점에서 볼 때 플랜트 엔지니어링에 관계되는 데이터, 지식, 그리고 규칙 등을 기반으로 디지털 플랜트를 구현하고 요소부품, 데이터 등을 통합하여 설계 성능과 시공 적합성을 모사·평가할 필요가 있다. 이를 인공지능 기반의 모듈화 기술에 접목시켜 ERP 시스템과의 연동을 통한 종합적 안전관리 시스템을 구현하고 LNG 플랜트 안전 기준 통합 클래스 코드를 구축하고자 한다.
- 2004년 1월 알제리에서 발생한 LNG 플랜트 증기 보일러의 폭발과 같은 사고를 방지하기 위해서는 설비의 유지 및 보수 과정에서 상대적인 위험도를 분석하고 비파괴평가를 수행하여 사고에 대한 대처방안을 수립하여야 한다. 이에 본 연구에서는 두 가지의 평가를 통합하는 클래스를 웹으로 구현하는 통합 평가 프로그램을 구축하고자 한다. LNG 플랜트 설비는 산업의 특성상 일정기간 동안에 중단 없는 운전이 요구되나, 노후화에 의한 사고 가능성이 점차 높아지는 것을 감안하여 위험도 및 비파괴 평가를 병행하여 적용하고자 한다.
- 본 연구의 목적은 LNG 플랜트 시스템 위험도평가를 위한 저자들의 기술개발 방안을 소개하기 위한 것으로써, 핵심 기술은 6년의 사업기간 내에 개발·적용하여 성능과 비용의 개선이 가능한 융합기술을 중점 대상으로 하고 있다. 특히 LNG 플랜트 설비 및 배관 계통도에 대하여 인공지능을 내재한 웹기반의 최적화 위험도평가 모듈을 개발하여 RAM (reliability, availability, maintainability) 기반의 LNG 플랜트 모듈화 기술에 접목시키고자 한다. 이를 위해 엔지니어링 효율성 개선기술과 연계하여 운전 전후 및 유지관리를 위한 검사·진단 분야에서도 활용할 수 있도록 핵심 부품소재 물성 데이터베이스(database: DB)를 구축하고 계통별 안전지수를 산정한 후 열화정보 모듈과 안전기준 통합 클래스를 개발하여 궁극적으로 인공지능형 비파괴평가 시스템을 구축하고자 한다.
- ○ 1단계(2008-2009): 연구 기반 확립을 위한 벤치마킹, 환경 분석, 목표 달성 가능성을 높이기 위한 해외 LNG 플랜트 타당성 분석 등에 초점을 맞추었으며, 선진기술 및 사례 분석을 통한 벤치마킹과 LNG 플랜트의 위험도평가 이론정립 등 요소기술에 중점을 두었다. 특히, 전 세계의 모델로 적용하고 있는 ASME, API Code 및 유럽의 각 기준을 조사하여 위험분류 체계에 따른 정성적/정량적 평가 모델을 제시하고자 한다.
가설 설정
- ○ 지속 가능한 경쟁력 확보를 위한 기반기술 확보: 정유·석유화학, 발전 분야 공정기술은 선진기업과의 기술제휴·도입이 가능하였으나 대규모 고부가가치 플랜트 사업인 LNG 분야의 경우에 선진기업의 기술이전 기피로 기술 제휴·도입이 사실상 어려운 것이 현실이다.
- ○ 통합 기술의 확보 및 실증적 검증: LNG 플랜트 해외시장 진입을 위해서는 안전을 확보할 수 있는 전용 RBI 소프트웨어 개발이 필수적이다. 현재 화학공정에서 RBI를 통하여 위험을 차등 관리하였다면, LNG 플랜트에서는 검사주기와 비파괴평가 시스템을 연동하여 세계 최초의 허브(hub)형 기반기술 개발 및 재료물성 DB를 구축하여 인공지능형 전사적 자원관리(enterprise resource planning: ERP)가 가능할 수 있도록 개발하는 것이 필요하다.
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