KR20130073457A - 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 가속화 방법 - Google Patents

해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 가속화 방법 Download PDF

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KR20130073457A
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김규성
이병혁
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 파이프라인 내에 고압의 물을 주입하여 파이프라인 내부를 세척하는 세척 단계와, 피그를 통과시켜 상기 파이프라인 내부의 이물질을 제거하는 피깅 작업 단계와, 상기 파이프라인에 누수되는 구간이 있는지를 체크하는 누수 테스트 단계와, 상기 파이프라인 내부를 청소하고 이물질을 제거하는 탈수 단계와, 상기 파이프라인 내부에 고온의 공기를 주입하여 건조시키는 건조 단계와, 질소 가스를 가열시켜 상기 파이프라인 내부에 주입하는 질소 가스 가열 및 주입 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝에 최소의 질소 가스 사용으로 파이프라인의 이슬점 조건을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라, 프리 커미셔닝 중에 건조 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있게 하는 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 가속화 방법에 관한 것이다.

Description

해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 가속화 방법{Accelerating method of drying for pre-commissioning procedure of subsea pipeline}
본 발명은 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 가속화 방법에 관한 것으로서, 질소 가스(N2 gas)를 가열하여 고온의 질소 가스를 해저 파이프라인에 주입하여 해저에 설치된 파이프라인의 내부 건조(drying)를 가속화시킬 수 있도록 하는 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 가속화 방법에 관한 것이다.
일반적으로 해저에 파이프라인이 설치된 후 실제 운용을 하기까지 많은 사전 작업들을 수행한다.
프리 커미셔닝(pre-commissioning)은 원유 또는 가스 등을 이송하는 파이프라인의 운영을 위하여 파이프라인에 대하여 방재(防災), 플러싱(flushiong), 건조(drying) 등의 작업을 하는 것으로서, 프리 커미셔닝에서는 창수 단계(flooding), 분기 단계(venting), 누수 테스트 단계(hydrotesting), 탈수 단계(dewatering), 건조 단계(drying), 가스 제거 단계(purge) 과정을 거치게 된다.
여기서, 건조 단계와 가스 제거 단계는 운용 중 파이프라인 내부에 수화물(hydrate, 水化物)의 발생과 가스 폭발의 위험을 방지하기 위한 규정에 맞게 작업을 하여야 한다.
파이프라인 내부를 건조하는 방법에는 고온의 공기(hot air)만을 불어넣어 이슬점(dew point)를 조건에 맞게 낮추는 방법과, 고온의 공기로 파이프라인의 일정 부분을 건조시킨 후 가스를 불어넣어 건조(drying)와 기밀(packing)을 동시에 수행하는 방법이 있다.
이러한 종래의 방법은 파이프라인 내부를 건조시키는 데 시간이 많이 소요되고 다음 작업을 시행하는 것이 지연되는 문제점이 있었다.
따라서, 보다 빠르게 파이프라인 내부를 건조시킴으로써 프리 커미셔닝 작업 진행을 가속화시킬 수 있는 방법의 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 파이프라인 내부에 고온의 질소 가스를 불어넣음으로써 파이프라인 내부의 이슬점이 상대적으로 빨리 떨어지게 하는 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 가속화 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 파이프라인 내에 고압의 물을 주입하여 파이프라인 내부를 세척하는 세척 단계와, 피그를 통과시켜 상기 파이프라인 내부의 이물질을 제거하는 피깅 작업 단계와, 상기 파이프라인에 누수되는 구간이 있는지를 체크하는 누수 테스트 단계와, 상기 파이프라인 내부를 청소하고 이물질을 제거하는 탈수 단계와, 상기 파이프라인 내부에 고온의 공기를 주입하여 건조시키는 건조 단계와, 질소 가스를 가열시켜 상기 파이프라인 내부에 주입하는 질소 가스 가열 및 주입 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 질소 가스 가열 및 주입 단계에서는 펌프를 이용하여 고압의 질소 가스를 상기 파이프라인에 주입하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 질소 가스 가열 및 주입 단계에서는 상기 펌프와 상기 파이프라인 사이에 가열 수단을 구비하여 질소 가스가 상기 가열 수단을 지나면서 상기 파이프라인에 주입되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 가열 수단은 히터가 일정 길이의 챔버 내부에 설치된 것으로, 상기 질소 가스가 상기 챔버를 지나가면서 일정 온도 이상으로 가열되고 상기 파이프라인에 주입되는 것이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 해저에 설치된 파이프라인에 고온의 질소 가스를 주입하여 파이프라인 내부에 상대습도를 낮출 수 있게 됨으로써, 파이프라인 내부 공기의 건조 시간을 줄일 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 가속화 방법의 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 질소 가스 가열 및 주입 단계의 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 질소 가스 가열 유무에 따른 파이프라인 상대습도의 비교도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 가속화 방법의 순서도를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 세척 단계(S101), 피깅 작업 단계(S102), 누수 테스트 단계(S103), 탈수 단계(S104), 건조 단계(S105), 질소 가스 가열 및 주입 단계(S106)의 순서로 이루어진다.
세척 단계(S101)는 파이프라인에 고압의 물을 주입하여 파이프 내부를 세척하는 단계이다.
피깅 작업 단계(S102)는 공기압축기를 이용하여 파이프라인 내부로 피그(pig)를 주입하여 이물질 제거 및 청소를 하는 단계이다.
여기서, 피그는 파이프라인의 내부에 들어 있는 이물질 및 파이프라인의 내벽에 붙어 있는 스케일을 제거하기 위한 것으로 파이프라인을 따라서 이동하면서 파이프라인을 세정(洗淨) 하는 장치이다.
피그를 이용하여 유체를 수송하거나 파이프라인 배관의 부식 정도 및 두께 등과 같은 복잡한 탐사작업을 수행하고 배관의 전반적인 상태까지 모니터링을 할 수 있다.
누수 테스트 단계(S103)는 파이프라인에 누수되는 구간이 있는지 확인(check)하고 누수된 파이프라인에는 실링(sealing) 작업 등을 통하여 이를 보수하는 단계이다.
누수 테스트 단계(S103)에서는 파이프라인에 일정 압력을 가하여 파이프라인의 상태를 체크하고(pressurization), 일정 간격을 두고 파이프라인에 압력을 증가시켜 파이프라인 상태를 체크한다(static test).
따라서, 일정 압력에서의 파이프라인의 누수 상태를 체크하고 이상이 있는 부위를 보수한다.
탈수 단계(S104)는 고압의 물을 공급하여 파이프라인의 벽에 잔존하는 이물질을 제거한 후 메탄올(methanol) 등을 이용하여 수분을 흡수하게 하여 파이프라인에 잔존하는 수분을 제거하는 단계이다.
즉, 파이프라인에 잔존하는 수분은 메탄올에 흡착되어 파이프라인으로부터 탈수된다.
건조 단계(S105)는 파이프라인 내부에 고온의 공기를 주입하여 파이프라인의 벽을 건조시키는 단계이다.
질소 가스 가열 및 주입 단계(S106)는 질소 가스(N2 gas)를 가열하여 고온의 질소 가스를 파이프라인에 주입하는 단계로서, 이 질소 가스 가열 및 주입 단계(S106)에서는 고온 및/또는 고압의 질소 가스를 주입하는 것이다.
질소 가스 가열 및 주입 단계(S106)는 고온·고압의 질소 가스를 파이프 라인에 주입함으로써, 상기 건조 단계(S105)에서 고온의 공기로 파이프라인 내부를 건조시키지 못한 나머지 부분을 충분히 건조시키고 공기를 파이프라인 밖으로 배출시킨다.
도 2를 참조하여 질소 가스 가열 및 주입 단계(S106)을 좀 더 상세히 살펴본다.
도 2는 본 발명에 따른 질소 가스 가열 및 주입 단계의 개념도를 나타낸 것이다.
질소 가스 가열 및 주입 단계(S106)에서는 펌프(pump) 등의 압축 수단을 이용하여 고압의 질소 가스를 파이프라인에 주입하는 것이다.
그리고/또는, 질소 가스 가열 및 주입 단계(S106)에서는 가열수단인 히터(heater)를 구비한 챔버(chamber)에 질소 가스를 주입하고, 질소 가스가 챔버를 지나가면서 고온으로 가열된다.
따라서, 고온의 질소 가스가 파이프라인에 주입되는 것이다.
즉, 먼저 펌프를 지난 고압의 질소 가스가 챔버의 히터에 의하여 고온의 질소 가스가 되어 챔버의 출구로 배출되어, 고온·고압의 질소 가스가 챔버의 출구에 연결된 파이프라인으로 주입된다.
여기서, 가열 수단은 챔버와 히터로 구성되는 것으로서, 챔버는 일정 길이와 일정 크기의 공간을 가지도록 형성되고 챔버의 입구는 펌프와 챔버의 출구는 파이프라인과 연결된다.
히터는 챔버의 내부에 설치된 발열 장치로서, 코일의 형태로 이루어지고 챔버의 입구에서 들어온 질소 가스를 충분히 가열하여 챔버의 출구와 연결된 파이프라인으로 보낸다.
본 발명에서, 가열된 질소 가스의 온도는 300K(27℃) 이상으로 설정한다.
따라서, 챔버를 지나가면서 고온으로 된 질소 가스가 파이프라인에 주입됨으로써, 파이프라인 내부에 잔존하는 수분이 제거될 수 있다.
또한, 고압으로 파이프라인에 분사된 질소 가스에 의하여 파이프라인 내부에 수분을 빠르게 제거할 수 있게 된다.
그리고, 질소 가스가 파이프라인에 불어넣어져 파이프라인 내부에 건조(drying)와 기밀(packing)을 수행하게 된다.
본 발명과 같이 질소 가스를 가열한 경우와 가열하지 않았을 경우에 파이프라인에서의 상대습도를 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 질소 가스 가열 유무에 따른 파이프라인 상대습도의 비교도를 나타낸 것이다.
도 3에서 실선으로 도시된 것은 질소 가스를 300K(27℃)로 가열한 경우이고, 점선으로 도시된 것은 질소 가스를 273K(0℃)로 가열하지 않은 상온 상태를 나타낸 것이다.
두 조건(300K와 273K) 상태에서 질소 가스를 파이프라인에 주입한 결과를 비교하여 보면, 가열하지 않은 상온의 질소 가스(273K의 점선)를 파이프라인에 주입하였을 때는 상대습도(Realative Humidity; RH)가 시간이 지남에 따라 상승하는 경향을 보이는 데 반하여, 가열한 질소 가스(300K의 실선)를 파이프라인에 주입하였을 때는 상대습도(RH)가 시간이 지남에 따라 급격히 하강함을 확인할 수 있다.
따라서, 가열된 질소 가스를 파이프라인에 주입하는 것이 가열하지 않은 경우에 비하여 상대습도가 하강되는 것을 나타냄으로써, 파이프라인 내부의 수분 제거에 더 효과적임을 알 수 있다.
본 발명을 이용하여 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝(pre-commissioning)을 수행하게 되면 최소의 질소 가스 사용 비용으로 파이프라인의 이슬점(dew point) 조건을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라, 프리 커미셔닝 중에 건조(air drying) 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있게 된다.
발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 변형 가능함은 물론이다.

Claims (4)

  1. 파이프라인 내에 고압의 물을 주입하여 파이프라인 내부를 세척하는 세척 단계;
    피그를 통과시켜 상기 파이프라인 내부의 이물질을 제거하는 피깅 작업 단계;
    상기 파이프라인에 누수되는 구간이 있는지를 체크하는 누수 테스트 단계;
    상기 파이프라인 내부를 청소하고 이물질을 제거하는 탈수 단계;
    상기 파이프라인 내부에 고온의 공기를 주입하여 건조시키는 건조 단계; 및
    질소 가스를 가열시켜 상기 파이프라인 내부에 주입하는 질소 가스 가열 및 주입 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 단계 가속화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 질소 가스 가열 및 주입 단계에서는,
    펌프를 이용하여 고압의 질소 가스를 상기 파이프라인에 주입하는 것을 특징으로 하는 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 단계 가속화 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 질소 가스 가열 및 주입 단계에서는,
    상기 펌프와 상기 파이프라인 사이에 가열 수단을 구비하여 질소 가스가 상기 가열 수단을 지나면서 상기 파이프라인에 주입되는 것을 특징으로 하는 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 단계 가속화 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 가열 수단은 히터가 일정 길이의 챔버 내부에 설치된 것으로,
    상기 질소 가스가 상기 챔버를 지나가면서 일정 온도 이상으로 가열되고 상기 파이프라인에 주입되는 것을 특징으로 하는 해저 파이프라인의 프리 커미셔닝 내부 건조 단계 가속화 방법.
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KR20220096246A (ko) * 2020-12-30 2022-07-07 주식회사 에네스지 질소를 이용한 배관 부식방지방법 및 그 배관 연결수단

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