본 연구에서는 압력설비의 위험 원인분석 방법을 제시하기 위하여 API-581 절차에 의한 위험기반검사(RBI)에서 염산부식의 두께감소로 인한 사고발생 가능성을 해석하였다. 이를 위해 사고발생 가능성의 주요 인자인 기술종속계수(TMSF)를 산출하고, TMSF에 미치는 매개변수의 영향을 정량적으로 해석하였다. 그 결과, TMSF는 염화이온 농도와 온도가 증가할수록 증가하였으나, 설비두께, 검사횟수 및 검사유효성이 증가할수록 감소하였으며, 모니터링이 있는 경우와 과설계계수가 1.5배 이상인 경우에는 상당히 적은 값을 나타내었다. 이때, 검사횟수, 검사유효성 등급 및 과설계 계수의 크기에 따라 TMSF가 민감하게 변화하였으며, 모니터링은 TMSF의 크기만 변화시켰다.
최근 국내외에서 정유$\cdot$석유화학 등의 공정 플랜트의 검사, 진단, 관리 및 보존공학(maintenance engineering)에서 관심을 끌고 있는 주제 중 하나는 RBI (risk based inspection) 기법이다. 또한 이 기법에 대한 관심은 화력발전 플랜트, 가스배관 분야의 관리에서도 마찬가지이다.(중략)
정량적 원인분석이 가능한 위험기반검사(KS-RBI) 프로그램을 사용하여 화학설비의 사고 피해범위를 산출하고, 일반적인 정량적 위험성 평가를 수행하는 프로그램인 K-CARM에서 얻은 결과와 비교하였다. 그 결과, KS-RBI 프로그램에 의해 산출한 사고피해 크기는 K-CARM의 결과와 비교적 잘 일치하여 KS-RBI 프로그램이 정량적 위험성 평가에 적극 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 사업장에서는 가중평균에 의한 사고 피해영역을 활용함으로써 현실성 있는 피해완화조치와 비상조치계획을 수립할 수 있을 것으로 생각된다.
고속도로교량을 위한 위험도기반점검주기를 제안하였다. 고속도로 교량유지관리시스템에서 얻은 상태데이터를 분석하여 교량상태 열화에 영향을 주는 위해성인자를 찾았다. 그러한 인자와 상태열화사이의 특정한 상관성을 찾았다. 이들을 이용하여 위해성점수를 평가하는데 이용하였다. 여러 가지 위해성 인자들을 종합하여 최종 위해성을 높음, 보통, 낮음의 세 단계로 구분하였다. 취약성은 교량의 현재상태로 평가하였다. 위험도행렬을 점검주기를 위해 제안하였다. C, D, E등급 교량의 점검주기는 현행대로 유지하였다. 그러나, 보통과 높음으로 위해성이 평가된 A 및 B 등급교량은 점검주기를 최대 6년까지 연장하였고 최소주기는 현행과 같이 3년으로 하였다. 위험도 평가에 따라 점검주기를 보정하므로써 평균 점검인력을 27% 절약할 수 있었다.
현행 우리나라의 검사제도는 사업장의 자율관리 능력을 고려하지 않고, 설비의 노후화 및 위험도와 무관하게 획일화된 방식으로 적용하여 설비의 안전성을 확보하지 못할 뿐만 아니라 정기 및 자체 검사를 병행하여 많은 불편이 있다. 따라서 사업장의 불편을 해소하고, 설비의 안전성과 신뢰도를 높일 수 있는 위험기반검사(risk based inspection, RBI)를 국내 실정에 적합하게 도입하기 위하여 사업장, 정부 및 관련 기관에서 향후 추진해야할 방향에 대하여 분석하였다. 국내에서 위험기반검사 제도가 정착될 수 있기 위해서는 먼저 법적 근거가 마련되어야 하며, 법적 제도가 마련되면 사업장에서 RBI를 적용 시 이를 검증하고, 관리할 수 있는 인증기구의 설치가 필요하다. 또한 위험기반검사를 수행하는 사업장에 대해서는 공정안전이행수준과 같은 위험기반검사 이행수준평가를 도입하고, 차등 적용하여 사업장을 관리하는 것이 바람직하다.
미세먼지 저감 및 에너지원 변환에 대한 정책 추진에 따라 천연가스를 연료로 하는 발전의 비중이 확대되고 있다. 복합화력발전 플랜트, 열병합발전 플랜트 등에서 천연가스 연료공급계통이 가스가 가열된 상태에서 고압으로 운용되고 있으므로, 누출사고를 예방하여 화재 및 폭발에 의해 사고를 방지하여야 한다. 본 연구에서는 API RP 581 RBI 코드를 기반으로 복합화력발전 플랜트의 천연가스 연료공급계통을 대상으로 위험도 평가를 수행하였다. API RBI 코드의 적용을 위해 평가 대상 계통의 라인 및 세그먼트를 구분하였다. 파손확률과 파손피해 산출을 위해 운전 데이터 및 입력 정보를 분석하였다. 설치 초기 시점 및 운전시간 경과에 따른 위험도 평가 결과 추이를 분석하였다. 코드 기반 평가 시 가스연료 공급계통은 두께 감육, 외부 손상, 기계적 피로 손상기구의 영향이 주로 반영되었다. 운전 시간이 경과함에 따라 단열재 하부 부식(CUI, Corrosion Under Insulation) 등에 의한 외부손상이 위험도를 상승시키는 원인으로 예상되었다.
Consequence analysis of flammable materials that affect to a risk of facilities was studied at the risk based inspection using API-581. We found that consequence areas (damage area of equipment and fatality area) by release accident of flammable materials showed high value for the case of liquid phase and auto-ignition likely, and that consequence areas of flammable gases decreased as temperature increased and the pipe diameter and pressure decreased at continuous release.
독성가스의 누출은 공정설비의 위험도에 크게 영향을 미친다. 본 연구에서는 API-581에 의한 위험기반검사에서 매개변수의 변화에 따른 독성가스(암모니아 및 염소 가스)의 누출사고 결과를 분석하였다. 그 결과, 독성물질의 누출에 의한 사고결과, 즉 독성 피해영역은 온도가 증가할수록, 그리고 압력과 파이프 직경이 감소할수록 감소하였으며, 동일한 누출조건에서 암모니아 보다 염소가스인 경우에 큰 값을 나타내었다.
압력설비를 안전하고 효율적으로 사용하기 위하여 본 연구에서는 API-581 절차에 의한 위험기반검사에서 취성파괴에 의한 사고발생 가능성을 정량적으로 해석하였다. 그 결과, 낮은 온도/낮은 인성파괴와 뜨임취성에서는 A 충격곡선이고. 낮은 온도와 열처리 전인 상태에서 기술종속계수(TMSF)가 큰 값을 나타내었고, $855^{\circ}F$ 취성에서는 위험도가 무시할 수 있었으나, 시그마상 취성에서는 낮은 온도의 고 시그마인 경우에 TMSF가 큰 값을 나타내어 사고발생 가능성이 매우 높았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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