초록 ▼

○ 암모니아 공장의 메탄화 반응기는 앞 공정인 CO2 제거공정에서 공급되는 암모니아 합성가스(H2와 N2 비율이 3:1이며, 소량의 CO와 CO2가 포함됨) 중에서 암모니아 합성촉매의 독이 되는 CO와 CO2를 CH4로 전환한다. CO와 CO2가 과량으로 들어오면 메탄화기의 운전온도가 급상승하는 위험이 있다. 1971년에 가동한 파키스탄의 한 암모니아 공장에서는 2001년 이 반응기의 초음파검사에서 수소 침식에 의해 열화된 것이 발견되어 2004년 교체한 사례가 있다. 이 글은 검사계획, 열화 발견, 교체 및 후속조치에 이르는 과정

○ 암모니아 공장의 메탄화 반응기는 앞 공정인 CO2 제거공정에서 공급되는 암모니아 합성가스(H2와 N2 비율이 3:1이며, 소량의 CO와 CO2가 포함됨) 중에서 암모니아 합성촉매의 독이 되는 CO와 CO2를 CH4로 전환한다. CO와 CO2가 과량으로 들어오면 메탄화기의 운전온도가 급상승하는 위험이 있다. 1971년에 가동한 파키스탄의 한 암모니아 공장에서는 2001년 이 반응기의 초음파검사에서 수소 침식에 의해 열화된 것이 발견되어 2004년 교체한 사례가 있다. 이 글은 검사계획, 열화 발견, 교체 및 후속조치에 이르는 과정에서 얻은 교훈을 소개한 것이다.

○ 메탄화기의 재질은 C-0.5Mo 강이었다. 이 재료는 수소용도에서 사고가 발생한 바 있어 1990년 이후 탄소강으로 강등되어 넬슨 곡선에서 제외되었으며, 더 이상 수소 취급용기에는 사용하지 않는다. 저자에 의하면 금속 열화의 원인은 부적합한 재료로 인한 것일 것이며, 30년 사용한데다 과거 3차례 있었던 이상 고온이 이를 촉발했는지도 모른다.

○ 이 글은 다음 의문이 떠오르게 한다. C-0.5Mo 강은 1990년 이후 고압고온에서 수소용으로 사용하지 않는데, 이 회사는 이를 언제 인지하였고, 인지하였다면 왜 교체를 추진하지 않았는가? 당초 설계자는 Kellogg인데, 기술의 변화를 공장 측에 제공했는가? 또 검사 실시 훨씬 이전에 이 공장은 이상고온을 3회 겪었는데, 그동안의 대책은 무엇이었는가? 2003년의 교체계획이 납기지연으로 연기되었지만, 1년이나 연기한 것은 적절한가? 아직도 매년 연차보수를 하는가? 국내에는 1990년 이전에 건설된 유사한 압력용기는 없으며, 안전검토를 하였는가?

○ ‘압력용기용 Cr-Mo강의 수소취화 특성’, ‘API X65 강관의 수소 노출에 의한 기계적 물성 열화’, ‘수소가스 사고 및 위험성에 대한 안전관리 기술개발’ 등 학계를 중심으로 하여 수소취화 및 수소관련 사고에 관한 연구가 많은 것은 반가운 일이다. 앞으로 수소경제 시대가 올 것으로 예상되고 있다. 고온고압 상태의 수소를 취급하는 일이 현재보다 훨씬 빈번해 질 것이다. 수소를 취급하는 기기와 배관에 적절한 재료/재질에 대한 올바른 지식이 보급되어야 한다고 생각한다.

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