열교환기의 부식 및 스케일 on-line 모니터링 기술 개발 Development of corrosion and scale on-line monitoring technology
보고서 정보
주관연구기관
한국기계연구원 Korea Institute of Machinery and Materials
발행국가
대한민국
언어
한국어
발행년월
2001-07
주관부처
과학기술부 Ministry of Science and Technology
등록번호
TRKO200200052792
DB 구축일자
2013-04-18
초록▼
Ⅰ. 제 목 열교환기의 부식과 스케일 on-line monitoring 기술개발 Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성 산업설비나 각종 장치, 구조물 등의 수명은 대체적으로 그 구성요소인 재료의 기계적 손상, 부식, 열화에 의해 단축되는 경우가 많고, 그 중 부식에 의한 직접손실액은 GNP의 4%에 이르며, 아무리 완벽한 방식기술을 동원한다고 하여도 예기치 않은 사고를 배제할 수 없으므로, 항상 설비의 상태를 점검하여 부식이 제어 가능한 상태에 있도록 관리하는 것이 중요하다. 따라서, 부식상태를 파악하고 예측할 수 있는 부식감시기
Ⅰ. 제 목 열교환기의 부식과 스케일 on-line monitoring 기술개발 Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성 산업설비나 각종 장치, 구조물 등의 수명은 대체적으로 그 구성요소인 재료의 기계적 손상, 부식, 열화에 의해 단축되는 경우가 많고, 그 중 부식에 의한 직접손실액은 GNP의 4%에 이르며, 아무리 완벽한 방식기술을 동원한다고 하여도 예기치 않은 사고를 배제할 수 없으므로, 항상 설비의 상태를 점검하여 부식이 제어 가능한 상태에 있도록 관리하는 것이 중요하다. 따라서, 부식상태를 파악하고 예측할 수 있는 부식감시기술과 방식기술은 손실을 줄이는 동시에 수명연장을 위하여 반드시 필요한 기술들이다. 냉각수를 사용하는 열교환기는 석유화학 플랜트의 공통적인 설비로서 그 수도 매우 많은 반면, 화학적 약품처리를 이용하여 방식처리와 스케일방지 처리를 하고 있음에도 불구하고, 각종 사고가 빈발하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 열교환기의 부식과 스케일이 진행되는 동안에 이를 탐지하여, 적절한 방식대책 수립을 통해 보수시기를 결정하는 데 있어서 핵심적인 역할을 하는 부식과 스케일 on-line monitoring 기술의 확립 및 장치개발을 하고자 하였다. Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 본 연구는 "석유화학설비의 열화도 진단기술 개발"과제의 세부연구분야로서 열교환기의 부식 및 스케일을 전기화학적인 방법을 통하여 on-line으로 측정, 감시할 수 있는 monitoring기술을 확립함과 동시에 on-line monitoring장치를 개발하여 현장 적용성을 검토하는 것을 그 내용으로 하고 있다. 가) 제1차년도(1998. 7. 10 ∼ 1999. 7. 9) - 기존 부식 및 스케일 모니터링 기술의 비교 및 평가 - 부식모니터링시험장치(CMTU : Corrosion Monitoring Test Unit) 시스템 제작 - 부식억제제와 스케일 방지제 효과 측정 - 온라인과 오프라인 모니터링간의 비교 시험 나) 제2차년도(1999. 7. 10 ∼ 2000. 7. 9) - 열교환기 전열관의 부식 및 스케일 모니터링을 위한 부식모니터링시험장치(CMTU-II) 국산화 개발 - 직선분극저항 센서의 형상 변화에 따른 부식속도 측정연구 - 부가전위제어 및 무저항 전류 측정 기기의 개발 - 냉각수처리의 적정성 평가 다) 제3차년도(2000. 7. 10 ∼ 2001. 7. 9) - 부식모니터링시험장치(CMTU)의 실제 현장 적용시험 - 측정장치 시제품 및 소프트웨어 개발 - 원격무인자동 측정 및 경고 장치 개발 - 모니터링 기록과 실제부식속도와의 상관성 접근 연구 Ⅳ. 연구개발결과 본 연구의 최종목표는 「부식 및 스케일의 on-line monitoring 기술개발」로 연구결과 세부 연구목표에 대한 기술정립 및 원천기술의 확보와 더불어 장치를 설계·제작하였으며, 연구결과는 다음과 같다. - 부식 및 스케일 모니터링 장치(CMTU)의 시스템 구축 및 주요 부품의 기능 이해 및 평가 - 부식 및 스케일 모니터링 장치(CMTU) 주요 부품의 국산화 . 전기저항법(ER)을 이용한 부식 모니터링 장치 . 직선분극저항법(LPR)을 이용한 부식 모니터링 장치 . 열전달 특성을 이용한 스케일 모니터링 장치 . 전열 분극저항 센서 - 주요 기기의 작동 알고리즘 개발 및 자동 모니터링 시스템 운용을 위 한 프로그램 개발 - 부식속도 측정센서의 형상 영향 연구 - 냉각수 처리의 적정성 평가기술 개발 Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획 - 신뢰성 있는 부식 및 스케일모니터링 기기의 국산화를 통한 소프트웨어와 하드웨어를 보급함으로써 석유화학 설비의 안전성, 장수명화 도모 - 냉각수 종합처리 program 개발 - 종합적인 부식모니터링 관리기술 개발
Abstract▼
I. Title Development of corrosion and scale on-line monitoring technology II. Objective and Necessities Life of industrial facility, plant and construct depend on the mechanical or heat damage, corrosion and so on of structural materials. Among them, corrosion brings a loss on 4% of GNP worth of
I. Title Development of corrosion and scale on-line monitoring technology II. Objective and Necessities Life of industrial facility, plant and construct depend on the mechanical or heat damage, corrosion and so on of structural materials. Among them, corrosion brings a loss on 4% of GNP worth of damage, even if technology for corrosion protection is applied to the facilities. So, on-line monitoring of corrosion and scale for the facilities is the most important in order to grasp the situation, to predict corrosion and scale rate during operation and to determine the times for repairing. Especially, heat exchanger system is so widely used in petrochemical industries that it needs monitoring technology for corrosion and scale/deposit formed on the inner wall of pipe for cooling water. In this study, electrical resistance, linear polarization resistance, coupon test and visual inspection method were examined as an on-line and off-line monitoring of corrosion and scaling techniques. Besides, the effect of some commercial chemicals for protection of corrosion and scaling was evaluated according to the water treatment program considering the practical cooling water for heat exchangers used in industrial complex in Korea. Finally, domestic product of on-line monitoring system was manufactured and tested for the evaluation of performance to heat exchanger. III. Contents and Scope First Year (1998. 7. 10 ∼ 1999. 7. 9) - Comparison and evaluation of existing corrosion and scale monitoring techniques - Measurement of effect of inhibitor and (scale reducing agents) - Comparison test between on-line and off-line monitoring technique Second Year (1999. 7. 10 ∼ 2000. 7. 9) - Development of prototype on-line monitoring test unit (CMTU-II) in order to monitor the corrosion and of electrical heating tube of heat exchanger - Measurement of corrosion rate by various shapes of probe for LPR - Controlling of applied potential and development of zero resistance ammeter - Evaluation of propriety of cooling water treatment Third Year (2000. 7. 10 - 2001. 7. 9) - Field test of prototype corrosion monitoring test unit (CMTU) - Development of prototype test units and their software - Development of automatic remote control system and alarm system - Investigation of relation between monitoring result and true corrosion rate IV. Research Results In this study, various approach such as coupon, visual inspection, LPR, ER etc was performed and evaluated in order to develop on-line monitoring corrosion and scaling system. Finally, core technology for this field was secured and domestic on-line monitoring system obtained. Detailed results were as follows. - Establishment of corrosion and scale on-line monitoring system for cooling water and analyzing the function and principle of important parts in this system. - Development of prototype of main devices for CMTU system . Corrosion monitoring measurement device by electrical resistance method . Corrosion monitoring measurement device by linear polarization resistance method . Scale on-line monitoring equipment by heat transfer characteristics in heat exchanger's systems. . Heated corrater sensor for LPR measurement - Development of operational algorithm for main devices and software for maintaining the entire system. - Study on the relationship between the shape of electrodes and corrosion rate - Evaluation of optimum condition for cooling water treatments programs. V. Utilizing Plan of Research Results - Promoting the spread of domestic on-line monitoring system for safe and long-term operation of heat exchangers in petrochemical plants - Development of cooling water treatment program for heat exchangers - Development of advanced technology for corrosion and scaling monitoring
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