매설배관의 부식위험성을 최소화하고 음극방식의 효율극대화를 위해 다양한 비굴착 간접검사기법들이 수십년 전부터 이용되고 있으며, 미국에서는 굴착을 통한 매설배관 외면부식 직접평가법을 CFR 코드에서 규정하고 있다. 국내의 경우에는 도시가스사업법 관련 4개의 기준(KGS Code)에서 배관의 손상여부를 측정할 수 있는 장비를 이용하여 배관의 상태를 점검, 측정하고 이상부위에 대하여 누출검사를 한 경우 매설배관의 기밀시험을 한 것으로 보고 있을 뿐 배관외면부식 직접평가에 대한 규정은 없다. 본 논문에서는 미국, 영국 등 국외의 매설배관 건전성 관리 기준 및 방법을 조사하고, 국내의 매설배관 방식관리 실태 및 피복손상탐지 장치 이용실태 등을 조사한 후 국내 실정에 맞는 매설배관 외면부식 직접평가법을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 매설배관 외면부식 직접 평가법은 국내에서 중압배관의 정밀안전진단 제도를 도입하는데 기초 자료로 활용되었다.
매설배관의 부식위험성을 최소화하고 음극방식의 효율극대화를 위해 다양한 비굴착 간접검사기법들이 수십년 전부터 이용되고 있으며, 미국에서는 굴착을 통한 매설배관 외면부식 직접평가법을 CFR 코드에서 규정하고 있다. 국내의 경우에는 도시가스사업법 관련 4개의 기준(KGS Code)에서 배관의 손상여부를 측정할 수 있는 장비를 이용하여 배관의 상태를 점검, 측정하고 이상부위에 대하여 누출검사를 한 경우 매설배관의 기밀시험을 한 것으로 보고 있을 뿐 배관외면부식 직접평가에 대한 규정은 없다. 본 논문에서는 미국, 영국 등 국외의 매설배관 건전성 관리 기준 및 방법을 조사하고, 국내의 매설배관 방식관리 실태 및 피복손상탐지 장치 이용실태 등을 조사한 후 국내 실정에 맞는 매설배관 외면부식 직접평가법을 제시하였다. 본 논문에서 제시한 매설배관 외면부식 직접 평가법은 국내에서 중압배관의 정밀안전진단 제도를 도입하는데 기초 자료로 활용되었다.
To minimize the risk of corrosion on buried pipeline and to maximize the efficiency of cathodic protection, various indirect inspection techniques have been used for decades. In the United States, 49 CFR has regulated the external corrosion direct assessment for buried pipelines. In Korea, there is ...
To minimize the risk of corrosion on buried pipeline and to maximize the efficiency of cathodic protection, various indirect inspection techniques have been used for decades. In the United States, 49 CFR has regulated the external corrosion direct assessment for buried pipelines. In Korea, there is no provision for external corrosion direct assessment but there is only, according to the KGS Code, provision that if the survey of the defects of buried pipeline and the leakage test for the pipe were conducted, it is deemed to leakage inspection. We, therefore, have suggested external corrosion direct assessment method appropriate to domestic status through the survey of the regulations and standards of UK and the USA and the investigation of domestic situation on coating damage detection method. The proposed external corrosion direct evaluation method was used as the basis when introducing the precision safety diagnosis regulation for the medium-pressure pipe in Korea.
To minimize the risk of corrosion on buried pipeline and to maximize the efficiency of cathodic protection, various indirect inspection techniques have been used for decades. In the United States, 49 CFR has regulated the external corrosion direct assessment for buried pipelines. In Korea, there is no provision for external corrosion direct assessment but there is only, according to the KGS Code, provision that if the survey of the defects of buried pipeline and the leakage test for the pipe were conducted, it is deemed to leakage inspection. We, therefore, have suggested external corrosion direct assessment method appropriate to domestic status through the survey of the regulations and standards of UK and the USA and the investigation of domestic situation on coating damage detection method. The proposed external corrosion direct evaluation method was used as the basis when introducing the precision safety diagnosis regulation for the medium-pressure pipe in Korea.
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문제 정의
국내에서는 도시가스사업자가 매설배관 설치지 역에 대한 토양 특성 등을 기록ㆍ유지하고 있지 않으므로 굴착개소 결정시 검사대상 영역(region) 분류가 어려울 것이므로 이 경우에는 배관길이 10km 를 하나의 영역으로 구분하도록 하였다. 또한, ECDA 를 국내에 처음 도입하면서 ECDA의 절차와 내용 등을 제대로 이해하지 못하는 점을 고려하여 심각도 분류 및 직접검사 우선순위 판정은 한국가스안전공사에서 실시하는 배관외면부식평가 특별교육 등을 이수한 자가 하도록 하였다.
매설배관의 건전성을 확보하기 위하여 미국과 영국에서 실시하는 매설배관 검사기준에 대하여 조사하였다.
본 논문에서는 미국의 ANSI/NACE 등에서 규정 하고 있는 배관외면부식 직접평가법에 대해서 조사 하고, 국내 실정에 맞는 외면부식 직접평가법을 제시하였다.
본 연구에서는 피복손상탐지장치 또는 지하매설 배관부식탐지장치 등을 이용하여 매설된 배관의 결함을 탐측하는 경우 결함에 대한 굴착 우선순위를 정하는 방법을 개발하고, 직접굴착을 통한 검사, 보수 및 사후평가를 통한 도시가스배관의 건전성 확보를 하는 배관외면부식 직접평가법 도입 방안을 제시 하였다.
제안 방법
간접검사는 다음의 여러 가지 기법 중에서 각각의 장ㆍ단점을 비교 검토하여 각 대상영역별로 가장 적합한 검사 방법을 선택하여 실시한다. 각각의 검사방법은 적용조건에 따라 사용상의 한계가 있으므로 상호 보완적인 2가지 이상의 검사기법을 사용하 되, CIPS는 반드시 실시한다.
외면부식평가 단계는 미국의 경우와 같이 4 단계로 하였고, 사전평가단계는 국내에서 평가가 가능한 방법을 조사하여 규정하였다. 간접검사의 경우 국내 에서 많이 사용되고 있는 검사방법인 DCVG, ACVG 및 CIPS를 기본적인 방법으로 제시하였으며, 심각도 판정기준을 제시하였다.
굴착 개소 결정은 검사대상 영역(Region)별로 구분하여 실시하며, 다음과 같이 4가지 경우로 구분하여 굴착을 통한 직접검사를 실시한다. 이 경우 배관 외면부식평가의 영역은 배관의 부식 이력, 배관주위 토양의 물리적 특성 및 간접검사 방법에 따라 Fig 6 과 같이 분류하며, 분류가 어려운 경우에는 배관길이 10km를 하나의 영역으로 구분한다.
복수로 실시한 여러 간접검사 결과를 분석하여 부식가능성이 존재하는 지점의 상대적인 심각도를 정한 후 직접검사 수행을 위한 우선순위를 선정한 다. 부식가능성은 현재의 부식 발생 가능성뿐만 아니라 이전의 부식발생 이력 등을 바탕으로 선정한 다.
영국과 미국의 배관검사 기준을 조사ㆍ검토하고 국내의 매설배관 피복손상탐지 및 굴착사례 등을 조사하여 국내의 실정에 맞는 외면부식직접평가 기준을 다음과 같이 도출하였다.
외면부식평가 단계는 미국의 경우와 같이 4 단계로 하였고, 사전평가단계는 국내에서 평가가 가능한 방법을 조사하여 규정하였다. 간접검사의 경우 국내 에서 많이 사용되고 있는 검사방법인 DCVG, ACVG 및 CIPS를 기본적인 방법으로 제시하였으며, 심각도 판정기준을 제시하였다.
부식가능성은 현재의 부식 발생 가능성뿐만 아니라 이전의 부식발생 이력 등을 바탕으로 선정한 다. 정확한 평가를 위해서는 사전평가단계에서 얻은 배관보수 이력과 가스누출, 배관파손 등 외면부식에 대한 정보와 연계하여 검토한다.
직접검사 결과에 따라 잔존결함측정, 부식성장율 계산, 재평가주기계산, 배관외면 부식효과측정 등을 실시한다.
이론/모형
본 논문에서 제시한 외면부식직접평가 기준은 국내의 중압배관 정밀안전진단 제도 도입시 “매몰배관 외면부식 직접조사” 항목에 반영되었다. 추후 제도 운영을 통해 기준개선의 필요성이 발생되는 경우 에는 개선(안)을 도출할 예정이다.
토양 비저항과 pH 등 토양의 특성에 따른 부식영향 기준은 NACE 기준과 큰 차이가 없어서 미국의 기준을 그대로 따르도록 하였다.
성능/효과
Table 3은 도쿄가스에서 ACVG를 이용하여 배관 피복탐측을 한 후 총 144개소에 대하여 굴착을 한 사례이다. 총 144개소 중 133개소가 코팅 불량이었고, 5개소는 마그네슘 양극과 접촉된 부분이었으며, 2개소는 오탐측으로 인한 결과였다. 피복손상으로 탐측된 137개소 중 54개소가 금속물체 접촉으로 인한 방식불량이었고, 36개소가 비금속물체에 의한 접촉으로 방식 불량이었으며, 16개소는 타공사에 의해 배관이 손상을 입은 것으로 확인되었다[10].
후속연구
본 논문에서 제시한 외면부식직접평가 기준은 국내의 중압배관 정밀안전진단 제도 도입시 “매몰배관 외면부식 직접조사” 항목에 반영되었다. 추후 제도 운영을 통해 기준개선의 필요성이 발생되는 경우 에는 개선(안)을 도출할 예정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
피복손상탐지장치ㆍ지하매설배관부식탐 지장치 또는 배관의 손상 여부를 측정할 수 있는 장비를 이용하여 배관의 상태를 점검하는 목적은?
그러나, 피복손상탐지장치ㆍ지하매설배관부식탐 지장치 또는 배관의 손상 여부를 측정할 수 있는 장비를 이용하여 배관의 상태를 점검하는 목적은 매설된 배관의 피복 손상 여부 등을 확인하여 결함부를 보수하거나 제거하여 배관의 건전성을 확보하고자 하는 것으로서 배관의 기밀성능을 확인하는 것과는 근본적으로 그 취지가 다르다.
유럽에서 1970년부터 2010년까지 발생한 외부간섭으로 인한 사고의 비중은 어떻게 되는가?
유럽에서 1970년부터 2010년까지 발생한 사고의 경우 Fig. 1과 같이 타공사로 인한 사고가 48.4% 로 가장 높고, 부식으로 인한 사고가 16.1%를 차지 하였다[3]. UKOPA에 따르면 영국의 경우 배관외부 부식으로 인한 사고가 전체가스사고의 19%를 차지 하고 있다[4].
비굴착 간접검사기법이 사용되는 이유는?
매설배관의 부식위험성을 최소화하고 음극방식의 효율극대화를 위해 다양한 비굴착 간접검사기법들이 수십년 전부터 이용되고 있으며, 미국에서는 굴착을 통한 매설배관 외면부식 직접평가법을 CFR 코드에서 규정하고 있다. 국내의 경우에는 도시가스사업법 관련 4개의 기준(KGS Code)에서 배관의 손상여부를 측정할 수 있는 장비를 이용하여 배관의 상태를 점검, 측정하고 이상부위에 대하여 누출검사를 한 경우 매설배관의 기밀시험을 한 것으로 보고 있을 뿐 배관외면부식 직접평가에 대한 규정은 없다.
참고문헌 (10)
KGS, "Code for Facilities, Technology, Inspection and Safety Diagnosis of Pipelines outside Manufacturing and Supplying Places for Urban Gas Business", (2013)
KGS, "A Development of External Corrosion Direct Examination Measures for Urban Gas Pipelines", (2011)
EGIG, Gas Pipeline Incidents 8th Report of the European Gas Pipeline Incident Data Group
UKOPA, UKOPA PIPELINE FAULT DATABASE, Pipeline Product Loss Incidents(1962-2008)
KOGAS, "Technical Workshop for Buried Pipelines Integrity Management with Gas Related Organization" (2009)
GTI-04/0071, External Corrosion Direct Assessment Implementation Protocol
The Institution of Gas Engineers(IGE), Steel and PE pipelines for gas distribution, IGE/TD/3 Edition 4, (2007)
U. S. Department of Transportation, Pipeline Safety Regulations, CFR(Code of Federal Regulation), $\S$ 192.923, $\S$ 192.925
ANSI/NACE SP0502-2010, Pipeline External Corrosion Direct Assessment, Standard Practice
Yuji Hosokawa and Fumio Kajiyama, "External Corrosion Risk Management for Aged Steel Pipelines Buried High Consequence Areas", CORROSION at Houston, Paper No. 05166, (2005)
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