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문제 정의
- 기존 검사방법은 각각 부식의 발생요건 중지만을 목적으로 실시되는 방법이므로 부식발생의 ‘필요조건’을 찾기는 하나, ‘충분조건’을 완벽하게 검출하는 데에는 한계가 있다. 따라서 기존 검사방법들을 체계적으로 조합하여 세 가지 부식발생 조건을 모두 만족하는 지점을 검출하는 것이 ECDA의 목적이다. ECDA 진행단계 및 검사내용은 표1과 같다.
제안 방법
- DCVG탐측 결과, 총 350개소의 피복손상 의심부가 탐측되었으며 손상 의심부의 구분은 손상의심부 주변의 전위를 비교하여 판정하였다.
- 단 그시점은 정확히 알기 힘들다. 그러나 대상배관 주변에 관 외면부식실험세트가 있고 이 실험세트에서 구한 평균부식속도와 최대부식속도를 이용하여 수명을 계산해 보았다. 대상배관인근의 평균부식속도(0.
- 대상배관의 과거 방식 이력을 조사하고 대상배관의 매설 경로를 조사하여 정확한 경로를 파악하였으며, 배관주변의 시설물을 조사하고 대상배관의 현 상태를 확인하였다. 대상배관의 방식전위는 대부분 기준값을 만족하지 않았다.
- 그러나 대상배관 주변에 관 외면부식실험세트가 있고 이 실험세트에서 구한 평균부식속도와 최대부식속도를 이용하여 수명을 계산해 보았다. 대상배관인근의 평균부식속도(0.42mm/y 0.59mm/y)와 최대부식속도(0.5mm/y, 0.96mm/y)의 값과 최소 관두께를 가지고 현재 방식상태에서의 사용기간을 계산하였다.
- 일반적으로 사후 평가는 이전 세 단계에서 수집한 모든 데이터를 종합적으로 분석하여 검사구간의 건전성을 종합 평가를 한다. 또한 부식 깊이 측정결과와 매설년수 등으로 평균부식속도를 결정하여 재검사 시점을 정한다. 일반적으로 잔여수명의 약 1/2 시점에서 재검사를 실시하게 된다.
- 사전 평가와 간접 검사 결과를 바탕으로 굴착 우선순위를 선정하였다. 표 5와 표 6의 기준을 적용하여 각 비정상 신호들을 “IMMEDIATE (즉시 보수가 필요한 지점)", "SCHEDULED (계획에 의한 연차 보수가 필요한 지점)", "MONITORED (경상 감시가 필요한 지점)"의 세 등급으로 구분하였다.
- 손상부 인근의 1~4m 깊이의 토양에 대해 토양비저항을 측정하였다. 토양비저항은 최소 100Ω·m에서 최대 100,000Ω·m 사이가 측정되었으며 대략적으로 1,000~10,000Ω·m의 비저항이 측정되었다.
- 이상과 같은 간접 검사를 거친 후 각 검사방법 별로 기준을 적용하여 대상배관에 대하여 비정상 지점으로 판명된 지점의 위험도를 "SEVERE", "MODERATE", "MINOR"로 구분하였다.
- 이상과 같이 광역상수도관에 대한 ECDA 검사를 실시한결과, 우선 과거 방식이력 등에 대한 사전검사, CIPS- DCVG-비저항 측정의 3단계 간접검사를 통해서 배관의 부식가능성이 큰 지점을 검출하여 위험성 우선순위를 판정하였다. 이를 통하여 최종적으로 직접검사 우선순위를 선정하여 굴착 검사를 통한 배관 부식가능성이 높은 지점을 선정하였으며, 굴착 결과 위험도가 높은 지점 모두에서 부식억제를 위해서 전기방식을 실시하고 있음에도 불구하고 부식이 발생한 것을 확인하였다.
- 집중부식이 우려되는 3.7Km의 공업용수도관로에 대하여 외면부식 직접평가법을 적용하였다. 매설년도는 1994년도로 14년동안 사용하였다.
- 표 5와 표 6의 기준을 적용하여 각 비정상 신호들을 “IMMEDIATE (즉시 보수가 필요한 지점)", "SCHEDULED (계획에 의한 연차 보수가 필요한 지점)", "MONITORED (경상 감시가 필요한 지점)"의 세 등급으로 구분하였다.
- 표 8에서처럼 부식속도와 최소관두께를 이용하여 잔여두께 및 사용연수를 계산하였다. 잔여두께가 최소관두께 이하가 되며 최대부식속도(0.
대상 데이터
- 대상배관은 희생양극으로 전기방식을 실시하고 있었다. 그러나 최근에 희생양극이 거의 소진된 것으로 보이며 방식전위에 기준이상으로 증가한 때부터 부식이 진행되고 있을 것으로 판단된다.
- 총 350개의 이상 신호 중에서 피복손상부가 확실한 신호는 108개소이고 이 손상부의 굴착 우선순위 판정결과 40개소가 “IMMEDIATE" 판정으로 굴착 검사가 필요한 지점으로 판명되었다. 이 40개소 지점에 대해서 특히 CIPS와 토양비저항을 바탕으로 한 상대적인 위험도 및 굴착용이성 등을 고려하여 최종적으로 4개소를 굴착하였다.
이론/모형
- 이러한 외면부식 직접평가법 (ECDA)을 이용하여 광역상수도관로 중 다른 시설물과의 상호간섭 영향 및 절연 미확보에 따른 집중부식 우려 구간에 대하여 평가를 실시하였다.
성능/효과
- 위에 정리한 것처럼 탐측결과 후 “Immediate“ 판정을 받은 여러 지점 중 4개 지점을 선정하여 굴착조사를 실시한 결과 모든 지점에서 피복손상부가 확인되었고, 모든 지점에서 부식이 발생한 것을 확인하였다.
- 이상과 같이 광역상수도관에 대한 ECDA 검사를 실시한결과, 우선 과거 방식이력 등에 대한 사전검사, CIPS- DCVG-비저항 측정의 3단계 간접검사를 통해서 배관의 부식가능성이 큰 지점을 검출하여 위험성 우선순위를 판정하였다. 이를 통하여 최종적으로 직접검사 우선순위를 선정하여 굴착 검사를 통한 배관 부식가능성이 높은 지점을 선정하였으며, 굴착 결과 위험도가 높은 지점 모두에서 부식억제를 위해서 전기방식을 실시하고 있음에도 불구하고 부식이 발생한 것을 확인하였다. 이러한 검사기법을 도입함으로써 배관의 부식위험지역을 파악하고 적절한 조치를 취할 수 있는 체계적인 근거를 마련한 것으로 판단된다.
- 진단 대상구간에 대한 CIPS측정결과 대부분이 방식전위를 방식기준(-850mVCSE)을 만족하지 못하였으며, 이는 사전 검사에서의 방식전위 측정이력에서 확인한 결과와 잘 일치한다. 이처럼 배관의 방식상태가 좋지 않은 원인은 정확하지는 않으나 방식을 위해서 설치된 마그네슘(Mg) 양극의 소진이 한 원인일 수 있을 것으로 판단된다.
- 총 350개의 이상 신호 중에서 피복손상부가 확실한 신호는 108개소이고 이 손상부의 굴착 우선순위 판정결과 40개소가 “IMMEDIATE" 판정으로 굴착 검사가 필요한 지점으로 판명되었다.
- 토양비저항은 최소 100Ω·m에서 최대 100,000Ω·m 사이가 측정되었으며 대략적으로 1,000~10,000Ω·m의 비저항이 측정되었다.
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