• 비파괴검사학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.169-173
• /
• 2006

In-service diagnoses of pipeline facilities are important for a systematic maintenance of them. Field applications by using sealed gamma-ray sources $(^{60}Co,\;^{137}Cs)$ were performed to identify the heterogeneous zone in the pipelines of a distillation tower and a flare stack respectively. From the results, the heterogeneous zones in the pipelines were successfully identified. In the case of the pipeline connected to the distillation tower, a vapor pocket was detected in the fluid under hydrodynamic conditions, which could explain the reason for a decrease of the flow rate. In another case, an area with some amount of catalyst deposits was found at the bottom of the gas pipeline which was connected to the flare stack. And these findings provided important information for the process operators. Diagnosis technique by using gamma radiation sources has been proven to be an effective and reliable method for providing information on a media distribution in a facility.

• 공업화학
• /
• 제16권6호
• /
• pp.794-799
• /
• 2005

석유화학산업의 양적인 성장과 더불어 공정 간 연결역할을 하는 배관설비도 또한 증가하여 유지 보수를 위해 매년 많은 예산이 소요된다. 현재 국내에는 배관설비에 대한 가동 중 이상 유무를 진단할 수 있는 기술이 거의 없는데 반해, 선진국을 중심으로 하여 감마선을 이용한 배관진단 기술이 1960대 이후부터 연구되었다. 본 연구에서는 이상 현상을 보이고 있는 가동 중 증류탑 배관에 대한 원인분석 및 그 정도를 파악하기 위하여 밀봉감마선원($^{137}Cs$)과 계측기를 이용하여 현장 실험을 수행하였다. 유체이송 배관을 중심으로 한쪽에는 감마선원과 맞은편에는 계측기를 설치하고 일정간격으로 감마선 투과계측을 하였다. 계측결과로부터 배관 내부에 존재하는 유체와 다른 밀도분포 구간을 발견하였고, 추후 이것이 가스층이었음이 확인됨으로써 현장 관계자에게 유용한 정보를 제공하였다. 감마선을 이용한 배관진단 기술이 내부 유체의 분포상태에 대한 정보를 제공하는데 효율적인 진단기술임을 현장실험을 통해 확인하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제33권1호
• /
• pp.35-40
• /
• 2008

석유화학 공정의 증류탑은 공정유체를 분리, 정제하는 중요한 장치 중의 하나로 가동효율은 설비의 생산성에 큰 영향을 미친다. 본 연구는 밀봉 감마선원을 이용하여 투과 감마선의 세기를 높이별로 측정함으로써 내부 밀도의 변화를 분석하여 공정의 가동 중 내부 상황에 대한 정보를 얻고자 하였다. 이를 위하여 한국원자력연구원에서 개발된 자동 증류탑 검사장치를 이용하여 증류탑 상부 양쪽에 밀봉 감마선원과 방사선검출기를 매달아 수직으로 내리면서 실험을 수행하였으며, 이때 감마선원으로는 Co-60 150 mCi과 방사선검출기로 BGO detector를 각각 사용하였다. 진단결과 설비 내부의 tray에는 구조적 결함이 관찰되지 않았으나, 유체분포를 고려할 때 상부는 기포층(vapor)의 밀도분포가 지배적인 반면에, 하단부에는 기포에 비해 유체가 상대적으로 많이 분포하는 것으로 계측되었다. 본 실험으로부터 밀봉 감마선원을 이용한 가동 중에 있는 대형 증류탑의 tray에 대한 구조적 건전성 및 내부 유체분포에 대한 정보를 성공적으로 제시하였다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제33권1호
• /
• pp.13-20
• /
• 2008

석유 및 정유관련 산업에서 다중상(multi-phase flow) 유체의 배관 내 흐름은 일반적인 현상의 하나이다. 그러나 각각의 상에 대한 정확한 유량측정은 항상 정확한 결과획득을 얻는데 장애의 근원으로 작용하였다. 일반 상업용 유량계는 일정 이상의 기포가 포함된 유체 흐름의 경우 유량계측에 상당한 오차를 유발한다. 본 연구에서는 ${\gamma}$-ray attenuation 기법을 이용하여 clamp-on 타입으로 배관 외부에서 다중상 유체흐름의 유량 측정을 수행하였다. 사용된 밀봉 감마선원으로는 $^{137}Cs$ 20 mCi와 17 mCi 두 개의 동위원소를 사용하였으며, 감마선 검출기로는 $2"{\times}2"$ NaI(Tl) 섬광계수관을 이용하였다. 방사선 검출기로부터 데이터를 수집하고 각각의 데이터에 대해 푸리에 변환과 필터링을 통해 노이즈를 최소화하였다. 복원된 신호에 대해 상호상관함수(cross correlation function)를 적용하여 두 검출기 사이의 통과시간(transit time)을 측정함으로써 유량을 산정하였다. 배관 내 기포함량 측정을 통해 유량을 보정해줌으로써 측정유량의 정확도를 높였다. 두 선원간의 거리가 4D(D; inner diameter) 그리고 본 실험의 측정조건(N/S: $0.12{\sim}0.15$, sampling time ${\Delta}\;t$: 4msec) 하에서 기포량(단면적 대비 $6.1\;%{\sim}9.2\;%$) 보정을 통해 산정된 유량은 계측오차가 실제 평균유량 대비 1.7 % 이하인 정확도를 보였다. 또한 두 밀봉 감마선원 간의 거리가 가까울수록 통과시간 측정에 정확도가 향상되므로 보다 정확한 유량측정이 가능하였다. 본 연구를 통해 다중상 혼합유체의 유량을 밀봉감마선원과 상호상관 기법으로 이용하여 계측할 수 있음을 확인하였다. 방사성동위원소의 선택 및 계측시스템의 최적화 조건 등에 대한 추가연구가 수행된다면 석유화학 산업과 같은 장치산업의 유지관리 측면에 경제적으로 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.