KR20190026091A

KR20190026091A - 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치

Info

Publication number: KR20190026091A
Application number: KR1020170112358A
Authority: KR
Inventors: 김용운
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2019-03-13
Also published as: KR102474689B1

Abstract

금속 배관 내부에서 발생할 수 있는 국부 부식에 의한 파공, 파단 위험 여부를 사고 발생 이전에 실시간으로 감시하여, 사고를 사전에 방지할 수 있도록 한 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치에 관한 것으로서, 감시 대상인 금속 배관과 동일한 재질로 이루어져, 상기 금속 배관 내부에 직렬 삽입되는 모사 배관, 상기 모사 배관에 장착되고, 모사 배관의 상태 감시를 통해 금속 배관의 국부 부식 상태를 대체 감시하는 센서, 및 상기 센서에서 출력되는 감지 신호를 상기 금속 배관의 국부 부식 상태 평가신호로 표출해주는 부식상태 감시부를 포함하여, 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치를 구현한다.

Description

금속배관 내부의 국부 부식 감시장치{Local corrosion monitoring apparatus inside metal pipe}

본 발명은 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치에 에 관한 것으로, 특히 금속 배관 내부에서 발생할 수 있는 파공, 파단 위험 여부를 사고 발생 이전에 실시간으로 감시하여, 사고를 사전에 방지할 수 있도록 한 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치에 관한 것이다.

해양/육상 플랜트 설비 중 금속 배관 내부에서 발생하는 일반 부식(General Corrosion)은 부식 쿠폰(Corrosion Coupon), 저항 감지 장치(Electric Resistance Probe) 등을 이용하여 상시 감시가 가능하다.

반면, 공식(Pitting), 응력 부식 균열(Stress Corrosion Cracking), 수소 유도 균열(Hydrogen Induced Cracking), 미생물 부식(Microbial Induced Corrosion) 등의 국부 부식(Local Corrosion)은 실제 배관의 파공, 파단 등이 발생하기 이전에 설비의 운전과정에서 발견하기가 매우 어렵다. 여기서 파공이나 파단 발생 시 화재, 폭발, 인명피해, 환경오염 등 재앙적인 결과를 초래할 수 있다.

이러한 국부 부식을 검사하기 위해서는 설비 가동을 중단하고, 배관 내부에 PIG(Pipeline Inspection Gauge) 등을 투입하여 검사하여야 하므로, 많은 시간과 비용이 소요된다.

금속 배관의 상태를 감시하기 위한 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 배관 내 삽입된 누수 감지선으로 누수감지 신호를 전송하는 단계, 상기 누수감지 신호의 반사파를 이용하여 상기 배관의 누수 여부를 판단하는 단계를 포함하여, 이온화경향이 높아 부식이 잘 되는 금속물질을 이용하여 누수 감지선으로 이용함으로써 미세한 균열에 따른 누수에도 신속하게 이를 감지할 수 있다.

또한, 배관 내에 삽입되는 누수 감지선에 소정의 펄스를 반송하고, 반송된 펄스의 반사파를 감지하여 배관의 누수 여부를 판단함으로써 누수를 신속하게 감지하고, 누수지점을 비교적 정밀하게 추정하여 관리자에게 알림으로써 보수를 위한 누수위치 측정과정에 불필요하게 낭비되는 시간 또는 비용상의 지출을 감소할 수 있다.

대한민국 공개특허 10-2009-0047274(2009.05.12. 공개)(배관, 배관의 누수감지 장치, 그를 이용한 시스템 및 동작방법)

그러나 상기와 같은 일반적인 배관 내부 검사 장비인 PIG를 이용하여 국부 부식을 감지하는 방식은 설비 가동을 중단한 상태에서 배관 내부에 PIG 등을 투입하여 배관을 검사해야 하므로, 검사 시간과 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

또한, 상기와 같은 일반적인 배관 내부의 국부 부식을 감시하는 방식은 간헐적, 주기적으로 배관 내부의 부식을 감시하는 방식이며, 실시간으로 상시 국부 부식을 감시할 수 없는 단점이 있다.

또한, <특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 배관의 파공 발생 여부만을 확인하는 기술로써, 감시하고자 하는 배관 내부의 국부 부식 위험(Local Corrosion Risk)이 일정 수준의 범위에 도달하였을 때 이를 미리 감지하여 운전 조건 변경, 부식 방지제 투입 등의 추가적인 부식 방지 조치를 취하게 할 수 없는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 금속 배관 내부에서 발생할 수 있는 파공, 파단 위험 여부를 사고 발생 이전에 실시간으로 감시하여, 사고를 사전에 방지할 수 있도록 한 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 간단한 설비를 이용하여 금속 배관 내부에서 발생할 수 있는 파공, 파단 위험 여부를 사고 발생 이전에 실시간으로 상시 감시할 수 있어, 종래와 같이 설비 가동을 중단하거나 배관 분리 및 검사 장비 투입 등에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치는 감시 대상인 금속 배관과 동일한 재질로 이루어져, 상기 금속 배관에 직렬연결되는 모사 배관; 상기 모사 배관에 장착되고, 모사 배관의 상태 감시를 통해 금속 배관의 국부 부식 상태를 대체 감시하는 센서; 상기 센서에서 출력되는 감지 신호를 상기 금속 배관의 국부 부식 상태 평가신호로 표출해주는 부식상태 감시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 모사 배관은 상기 금속 배관의 내경과 같고, 두께는 상이한 것을 특징으로 한다.

상기에서 모사 배관은 내관과 외관의 이중관 형태이며, 상기 내관과 외관 사이에는 공동이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기에서 공동은 배관 내부의 압력 유지를 위해 다공성의 고체 또는 내부 지지 구조물이 충진된 것을 특징으로 한다.

상기에서 모사 배관은 두께가 상이하게 다단으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기에서 외관은 상기 내관의 두께 경계 부분에서 두께별로 공동을 분리해주는 수밀 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 센서는 상기 공동에 장착되며, 상기 공동내부에서 검출 대상을 감지하여 금속 배관의 국부 부식 상태 평가신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 센서는 국부 부식 상태 평가신호를 유선으로 전송하는 유선통신모듈 또는 상기 국부 부식 상태 평가신호를 무선으로 전송하는 무선통신모듈 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 부식상태 감시부는 상기 국부 부식 상태 평가신호를 수신하기 위한 유선 통신모듈 또는 무선통신모듈 중 어느 하나를 구비하고, 상기 국부 부식 상태 평가신호를 시각 또는 청각적인 표시장치로 표출해주는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치는 상기 모사 배관과 센서를 포함하는 국부 부식 감시장치를 금속배관에 연결하는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치는 감시 대상인 금속 배관에 삽입되어 금속 배관의 국부 부식 상태를 감시하는 복수의 국부 부식 감시부를 포함하고,

상기 복수의 국부 부식 감시부의 각각의 국부 부식 감시부는 각각 감시 대상인 금속 배관과 동일한 재질로 이루어져, 상기 금속 배관에 직렬연결되는 모사 배관; 상기 모사 배관에 장착되고, 모사 배관의 상태 감시를 통해 금속 배관의 국부 부식 상태를 대체 감시하는 센서; 상기 센서에서 출력되는 감지 신호를 상기 금속 배관의 국부 부식 상태 평가신호로 표출해주는 부식상태 감시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 금속 배관 내부에서 발생할 수 있는 파공, 파단 위험 여부를 사고 발생 이전에 실시간으로 감시할 수 있어, 파공이나 파단 발생 시 화재, 폭발, 인명피해, 환경오염 등 재앙적인 결과를 초래하는 사고를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 간단한 설비를 이용하여 금속 배관 내부에서 발생할 수 있는 파공, 파단 위험 여부를 사고 발생 이전에 실시간으로 상시 감시할 수 있어, 종래와 같이 설비 가동을 중단하거나 배관 분리 및 검사 장비 투입 등에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명에 따르면 파공, 파단 등의 사고 발생 이전에 국부 부식 위험이 일정 수준을 초과하게 되는 것을 파악하여 부식 방지제 투입, 운전조건 변경, 배관 교체, 운전 정지 등의 단계별 부식 방지 조치를 취할 수 있도록 도모해주는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 국부 부식 감시장치를 검사 대상인 금속 배관에 설치한 예시도,
도 2는 도 1의 국부 부식 감시장치의 정단면도,
도 3은 국부 부식 감시장치의 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 국부 부식 감시장치의 다른 실시 예 정단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 국부 부식 감시장치를 검사 대상인 금속배관에 설치한 예시 도이고, 도 2는 국부 부식 감시장치의 정단면도, 도 3은 국부 부식 감시장치의 측면도이다.

본 발명에 따른 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치는 검사 대상체인 금속배관(1) 라인 중 부식 위험 대표성이 있는 위치에 상기 금속 배관(1)과 동일한 재질로 이루어진 모사 배관(10)을 직렬삽입 설치한다.

모사 배관(10)을 금속 배관(1)에 설치하는 방법은, 배관 라인이 연결되는 부분에 모사 배관(10)을 삽입하고, 플랜지(20)를 이용하여 결합하는 방식을 이용한다.

여기서 모사 배관(10)은 상기 금속 배관(1)의 내경과 동일하고, 두께가 다르게 이루어진 것이 바람직하다. 예컨대, 모사 배관(1)의 두께는 상기 금속 배관(1)의 두께보다 1/4, 1/3, 1/2 정도로 구현할 수 있다.

이러한 모사 배관(10)은 내관(11)과 외관(12)의 이중관 형태이며, 상기 내관(11)과 외관(13) 사이에는 공동(13)이 형성된다. 형성된 공동(13)은 배관 내부의 압력 유지를 위해 다공성의 고체 또는 지지 구조물을 충진할 수도 있다.

여기서 모사 배관(10)의 내관(11)의 두께는 상이하게 다단(11a, 11b, 11c)으로 형성함으로써, 단계별로(두께별로) 내부 부식의 진행 정도를 파악할 수 있다.

그리고 상기 외관(12)은 상기 내관(11)의 두께 경계 부분에서 두께별로 공동을 분리해주는 수밀 격벽(14)을 포함한다.

상기 모사 배관(10)의 소정 위치에는 모사 배관(10)의 상태 감시를 통해 금속 배관(1)의 국부 부식 상태를 대체 감시하는 센서(15)가 장착된다. 이러한 센서(15)는 상기 공동(13)내부에서 검출 대상을 감지하여 금속 배관(1)의 국부 부식 상태 평가신호를 발생한다. 바람직하게 센서(15)는 각각의 공동에 개별적으로 설치된다. 센서(15)는 검사하고자 하는 유체 종류에 대응하는 센서를 이용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 금속 배관(1)에 흐르는 대상이 유체이면 유체 감지 센서 또는 전기 저항 센서를 이용하고, 대상이 가스이면 가스 감지 센서를 사용할 수 있다.

상기 금속 배관(1)의 외부에는 상기 센서(15)에서 출력되는 감지 신호를 상기 금속 배관(1)의 국부 부식 상태 평가신호로 표출해주는 부식상태 감시부(16)가 설치된다.

여기서 센서(15)는 국부 부식 상태 평가신호를 유선(17)으로 전송하는 유선통신모듈 또는 상기 국부 부식 상태 평가신호를 무선으로 전송하는 무선통신모듈 중 어느 하나의 모듈을 포함할 수 있다.

상기 부식상태 감시부(16)도 상기 국부 부식 상태 평가신호를 수신하기 위한 유선 통신모듈 또는 무선통신모듈 중 어느 하나를 구비하고, 상기 국부 부식 상태 평가신호를 시각 또는 청각적인 표시장치로 표출해주는 것이 바람직하다.

여기서 상기 모사 배관(10)과 센서(15) 등으로 이루어진 국부 부식 감시장치를 금속배관(1)에 플랜지(20)를 이용하여 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치에 대한 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 국부 부식 감지장치를 이루는 모사 배관(10)을 검사 대상체인 금속배관(1) 라인 중 부식 위험 대표성이 있는 위치에 직렬 삽입한다. 여기서 모사 배관(10)은 금속 배관(1)과 동일한 재질과 내경으로 이루어져, 금속 배관(1)과 동일한 운전 환경이므로, 금속 배관(1)의 내부 국부 부식 발생을 동일하게 모사할 수 있게 된다.

설비를 운행하는 도중에 모사 배관(10)을 이루는 내관(11)에서 공식, 크랙 등의 국부 부식이 발생하면, 내관(11)의 국부 부식을 통해 액체(유체가 액체라고 가정함)가 내관(11)과 외관(12) 사이에 형성된 공동(13)에 유입된다.

공동(13)에 액체가 유입되면, 공동(13)에 설치된 센서(15)에서 공동(13)에 유입된 액체를 감지하게 되고, 이렇게 액체가 감지되면 감지 신호가 국부 부식 상태 평가신호로 부식상태 감시부(16)로 전달된다.

여기서 모사 배관(10)의 내관(11)의 두께는 상이하게 여러 단(11a, 11b, 11c)으로 형성되어 있어, 단계별로(두께별로) 내부 부식의 진행 정도를 파악할 수 있다. 두께별로 각각의 공동을 구분하기 위해 내관의 두께가 달라지는 경계 부분에 수밀 격벽(14)을 설치하여 두께별로 공동을 형성한다.

본 발명에서는 내관(11)의 두께가 서로 다른 3개의 내관(11a, 11b, 11c)을 이용하는 것을 실시 예로 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 더욱 정밀하게 금속 배관(1)의 국부 부식을 감지하고자 하면 더 많은 단계로 내관의 두께를 형성하면 되고, 이와 반대의 경우는 내관의 두께를 서로 다른 2개의 단 또는 동일한 두께를 갖는 단일 단으로 형성할 수도 있다.

두께를 서로 다르게 여러 단으로 내관을 구현하면, 가장 얇은 두께의 내관이 가장 먼저 국부 부식에 의한 파공 또는 파단이 발생할 것이며, 그 다음 두께를 갖는 내관에 국부 부식에 의한 파공 또는 파단이 발생할 것이고, 국부 부식이 더 심화하면 맨 마지막 가장 두꺼운 두께를 가진 내관에 국부 부식으로 파공 또는 파단이 발생할 것이다. 따라서 각각의 공동에 감지를 위한 센서를 각각 마련하면, 가장 얇은 공동에 설치된 센서가 가장 먼저 국부 부식을 감지하고, 그 다음 두께를 가지는 공동에 설치된 센서가 국부 부식을 감지하고, 맨 마지막으로 가장 두꺼운 두께를 가진 공동에 설치된 센서가 국부 부식을 감지한다.

각각의 센서에서 감지된 신호는 금속 배관(1)의 국부 부식 상태 평가신호로 부식 상태 감시부(16)에 전달된다. 이때, 센서(15)와 국부부식 감시부(16)가 유선(17)으로 연결된 경우에는, 센서(15)에서 국부 부식 상태 평가신호가 유선신호로 변환되어 국부부식 감시부(16)에 전달되고, 센서(15)와 국부부식 감시부(16)가 무선으로 신호를 인터페이스하는 경우에는 센서(15)에서 국부 부식 상태 평가신호가 무선신호로 변환되어 송출된다. 이렇게 무선으로 송출되는 국부 부식 상태 평가신호는 국부부식 감시부(16)의 무선 수신 모듈을 통해 수신된다. 여기서 무선 신호는 근거리 무선 통신을 이용하는 것이 바람직하며, 와이-파이, 블루투스, NFC 등의 근거리 무선 통신 방식을 이용할 수 있다.

상기 부식상태 감시부(16)는 유선 통신 모듈 또는 무선 통신 모듈을 통해 상기 국부 부식 상태 평가신호를 수신하게 되고, 국부 부식 상태 평가신호가 수신되면 시각 또는 청각적인 표시장치를 통해 금속 배관(1)의 국부 부식 발생을 외부에 알리게 된다. 여기서 부식상태 감시부(16)는 금속 배관(1)의 외부에 설치되는 것이 바람직하다. 시각적인 표시장치를 통해 국부 부식 상태 평가신호를 표출하는 방식은 LED와 같은 램프 및 액정표시장치와 같은 표시장치를 이용할 수 있으며, 청각적인 표시장치를 통해 국부 부식 상태 평가신호를 표출하는 방식은 버저와 같은 알람 장치를 이용할 수 있다. 특히, 청각적인 방식으로 금속 배관(1)의 국부 부식 상태를 알려주게 되면, 관리자는 육안으로 항시 부식상태 감시부(16)를 확인할 필요없이, 원거리에서도 다른 작업을 하면서 용이하게 금속 배관(1)의 국부 부식 상태를 인지할 수 있게 된다.

특히, 시각적인 표시장치는 단계별로 국부 부식 상태를 표시해주기 때문에, 관리자는 이것을 보고 현재 금속 배관(1)의 국부 부식 상태가 어느 정도인지를 정확하게 추정할 수 있게 된다.

여기서 모사 배관(10)은 실제 금속 배관(1)이 비하여 더 얇은 상태이므로, 모사 배관(10)에서 국부 부식이 발생하면, 금속 배관(1)은 전체 두께를 관통하는 파공이나 파단이 발생하지 않은 상태이더라도 내부에 일정 수준의 국부 부식이 발생하였다고 판단할 수 있게 된다. 따라서 관리자는 국부 부식 상태 평가신호가 발생하면 신속하게 후속 조치를 취하여, 실제 금속 배관(1)의 국부 부식으로 인해 파공, 파단이 발생하여, 위험한 상황(화재, 폭발, 환경오염, 기타)이 발생하는 사고를 미리 예방할 수 있게 되는 것이다.

도 4는 상기 국부 부식 감시장치의 다른 실시 예로서, 도 2 및 도 3의 국부 부식 감시장치를 단계별로(두께별로) 개별적으로 구현하고, 이를 분리부(141)(142)를 통해 연결한 후, 하나의 국부 부식 감시장치로 만들어, 금속 배관(1)의 국부 부식을 감시하는 방식이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치는 감시 대상인 금속 배관(1)에 직렬 삽입되어 금속 배관(1)의 국부 부식 상태를 감시하는 복수의 국부 부식 감시부(110)(120)(130)가 구비된다. 여기서 본 발명에서는 단계별로(모사 배관의 내관 두께별로) 3개의 국부 부식 감시부를 구현한 것을 실시 예로 설명하나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 그 개수는 관리자나 설계자에 의해 다양하게 증감할 수 있음을 당해 분야의 통상의 업자라면 자명하다 할 것이다.

상기 각각의 국부 부식 감시부(110, 120, 130)의 사이에는 분리부(141, 142)가 마련된다. 분리부(141, 142)는 완충 역할을 하는 완충재질로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 복수의 국부 부식 감시부의 각각의 국부 부식 감시부(110, 120, 130)는 동일한 구성으로 이루어져 동일한 작용을 하며, 단지 각각의 국부 부식 감지부(110, 120, 130)를 이루는 모사 배관 내의 내관 두께만이 상이하다. 따라서 이하 설명의 편의를 위해 하나의 국부 부식 감지부(110)에 대해서만 설명하기로 한다.

상기 국부 부식 감지부(110)는 감시 대상인 금속 배관(1)과 동일한 재질로 이루어져, 상기 금속 배관(1) 내부에 삽입되는 모사 배관(111)이 삽입된다.

상기 모사 배관(111)은 상기 금속 배관(1)의 내경과 동일하고, 두께가 다르도록 이루어지며, 내관(111a)과 외관(111b)의 이중관 형태이고, 상기 내관(111a)과 외관(111b) 사이에는 공동(112)이 형성된다. 여기서 공동(112)은 배관 내부의 압력 유지를 위해 다공성의 고체 또는 지지 구조가 충진될 수 있다.

상기 모사 배관(111)의 공동(112)에는 모사 배관(111)의 상태 감시를 통해 금속 배관(1)의 국부 부식 상태를 대체 감시하는 센서(113)가 설치된다. 상기 센서(113)에서 출력되는 감지 신호는 상기 금속 배관(1)의 국부 부식 상태 평가신호로 부식상태 감시부(140)에 전달된다.

상기 센서(113)는 국부 부식 상태 평가신호를 유선(114)으로 전송하는 유선통신모듈 또는 상기 국부 부식 상태 평가신호를 무선으로 전송하는 무선통신모듈 중 어느 하나가 구비된 것이 바람직하다.

또한, 상기 부식상태 감시부(140)는 상기 국부 부식 상태 평가신호를 수신하기 위한 유선 통신모듈 또는 무선통신모듈 중 어느 하나를 구비하고, 상기 국부 부식 상태 평가신호를 시각 또는 청각적인 표시장치로 표출해준다.

이렇게 완성된 복수의 국부 부식 감시부(110, 120, 130)를 금속 배관(1)에 플랜지(150)를 이용하여 결합한다. 각각의 국부 부식 감지부(110, 120, 130)는 연결하여 하나의 금속 배관에 설치하거나, 분리하여 하나의 금속 배관에 분리하여 설치하거나 각각 다른 금속 배관에 독립적으로 설치할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치의 다른 실시 예의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 국부 부식 감지부(110)(120)(130)를 검사 대상체인 금속배관(1) 라인 중 부식 위험 대표성이 있는 위치에 직렬 삽입한다. 여기서 각각의 국부 부식 감지부(110)의 모사 배관(111)(121)(131)은 금속 배관(1)과 동일한 재질로 이루어져, 금속 배관(1)과 동일한 운전 환경이므로, 금속 배관(1)의 내부 국부 부식 발생을 동일하게 모사할 수 있게 된다.

설비를 운행하는 도중에 모사 배관(111)을 이루는 내관(111a)에서 공식, 크랙 등의 국부 부식이 발생하면, 내관(111a)의 국부 부식을 통해 액체(유체가 액체라고 가정함)가 내관(111a)과 외관(111b) 사이에 형성된 공동(112)에 유입된다.

공동(112)에 액체가 유입되면, 공동(112)에 설치된 센서(113)에서 공동(112)에 유입된 액체를 감지하게 되고, 이렇게 액체가 감지되면 감지 신호를 국부 부식 상태 평가신호로 부식상태 감시부(140)로 전달된다.

여기서 각각의 모사 배관(111)(121)(131)의 내관(111a, 121a, 131a)의 두께는 두께가 상이하게 여러 단(111a, 121a, 131a)으로 형성되어 있어, 단계별로(두께별로) 내부 부식의 진행 정도를 파악할 수 있다.

본 발명에서는 3개의 국부 부식 감시부(110)(120)(130)를 이용하고, 각각의 내관의 두께가 서로 다른 것을 실시 예로 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 더욱 정밀하게 금속 배관(1)의 국부 부식을 감지하고자 하면 더 많은 국부 부식 감시부를 형성하면 되고, 이와 반대의 경우는 국부 부식 감시부를 두 개 또는 동일한 두께를 갖는 한 개로 형성할 수도 있다.

두께가 서로 다르게 여러 개의 국부 부식 감시부를 구현하면, 가장 얇은 두께의 내관이 가장 먼저 국부 부식에 의한 파공 또는 파단이 발생할 것이며, 그 다음 두께를 갖는 내관이 국부 부식에 의해 파공 또는 파단이 발생할 것이고, 국부 부식이 심화하면 맨 마지막 가장 두꺼운 두께를 가진 내관에 국부 부식에 의한 파공 또는 파단이 발생할 것이다. 따라서 각각의 국부 부식 감시부별로 감지를 위한 센서를 각각 마련하면, 가장 얇은 두께의 모사 배관에 설치된 센서가 가장 먼저 국부 부식을 감지하고, 그 다음 두께를 가지는 모사 배관에 설치된 센서가 국부 부식을 감지하고, 맨 마지막으로 가장 두꺼운 두께를 가진 모사 배관에 설치된 센서가 국부 부식을 순차 감지한다.

각각의 센서에서 감지된 신호는 금속 배관(1)의 국부 부식 상태 평가신호로 부식 상태 감시부(140)에 전달된다. 이때, 센서(113)(123)(133)와 국부부식 감시부(110)(120)(130)가 유선으로 연결된 경우에는, 센서에서 국부 부식 상태 평가신호가 유선신호로 변환되어 국부부식 감시부(140)에 전달되고, 센서와 국부부식 감시부(140)가 무선으로 신호를 인터페이스 하는 경우에는 센서에서 국부 부식 상태 평가신호가 무선신호로 변환되어 송출된다. 이렇게 무선으로 송출되는 국부 부식 상태 평가신호는 국부부식 감시부(140)의 무선 수신 모듈을 통해 수신된다. 여기서 무선 신호는 근거리 무선 통신을 이용하는 것이 바람직하며, 와이-파이, 블루투스, NFC 등의 근거리 무선 통신 방식을 이용할 수 있다.

상기 부식상태 감시부(140)는 유선 통신 모듈 또는 무선 통신 모듈을 통해 상기 국부 부식 상태 평가신호를 수신하게 되고, 국부 부식 상태 평가신호가 수신되면 시각 또는 청각적인 표시장치를 통해 금속 배관(1)의 국부 부식 발생을 외부에 알리게 된다. 여기서 부식상태 감시부(140)는 금속 배관(1)의 외부에 설치되는 것이 바람직하다. 시각적인 표시장치를 통해 국부 부식 상태 평가신호를 표출하는 방식은 LED와 같은 램프 및 액정표시장치와 같은 표시장치를 이용할 수 있으며, 청각적인 표시장치를 통해 국부 부식 상태 평가신호를 표출하는 방식은 버저와 같은 알람 장치를 이용할 수 있다. 특히, 청각적인 방식으로 금속 배관(1)의 국부 부식 상태를 알려주게 되면, 관리자는 육안으로 항시 부식상태 감시부(140)를 확인할 필요없이, 원거리에서도 다른 작업을 하면서 용이하게 금속 배관(1)의 국부 부식 상태를 인지할 수 있게 된다.

여기서 모사 배관의 두께는 실제 금속 배관(1)에 비하여 더 얇은 상태이므로, 모사 배관에서 국부 부식이 발생하면, 금속 배관은 전체 두께를 관통하는 파공이나 파단이 발생하지 않는 상태이더라도 내부에 일정 수준의 국부 부식이 발생하였다고 판단할 수 있게 된다. 따라서 관리자는 국부 부식 상태 평가신호가 발생하면 신속하게 후속 조치를 취하여, 실제 금속 배관(1)의 국부 부식으로 인해 파공, 파단이 발생하여, 위험한 상황(화재, 폭발, 환경오염, 기타)이 발생하는 사고를 미리 예방할 수 있게 되는 것이다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

본 발명은 육상/해상 플랜트는 물론 금속 배관을 이용하는 설비에서 금속 배관 내부의 국부 부식을 실시간 항시 감지하는 기술에 적용된다.

1: 금속 배관
11: 모사 배관
11a, 11b, 11c: 내관
12: 외관
13: 공동
14: 수밀 격벽
15: 센서
16: 부식상태 감시부
17: 유선
20: 플랜지
110, 120, 130: 국부 부식 감시부

Claims

금속배관 내부의 국부 부식을 감시하기 위한 장치로서,
감시 대상인 금속 배관과 동일한 재질로 이루어져, 상기 금속 배관에 직렬 삽입되는 모사 배관;
상기 모사 배관에 장착되고, 모사 배관의 상태 감시를 통해 금속 배관의 국부 부식 상태를 대체 감시하는 센서; 및
상기 센서에서 출력되는 감지 신호를 상기 금속 배관의 국부 부식 상태 평가신호로 표출해주는 부식상태 감시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 1에서, 상기 모사 배관은 상기 금속 배관의 내경과 동일하고, 두께가 다르게 이루어진 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 2에서, 상기 모사 배관은 내관과 외관의 이중관 형태이며, 상기 내관과 외관 사이에는 공동이 형성된 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 3에서, 상기 공동은 배관 내부의 압력 유지를 위해 다공성의 고체 또는 지지 구조물이 충진된 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 1 또는 청구항 2에서, 상기 모사 배관은 두께가 상이하게 다단으로 형성된 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 3에서, 상기 외관은 상기 내관의 두께 경계 부분에서 두께별로 공동을 분리해주는 수밀 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 1에서, 상기 센서는 상기 공동에 장착되며, 상기 공동내부에서 검출 대상을 감지하여 금속 배관의 국부 부식 상태 평가신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 7에서, 상기 센서는 국부 부식 상태 평가신호를 유선으로 전송하는 유선통신모듈 또는 상기 국부 부식 상태 평가신호를 무선으로 전송하는 무선통신모듈 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 1에서, 상기 부식상태 감시부는 상기 국부 부식 상태 평가신호를 수신하기 위한 유선 통신모듈 또는 무선통신모듈 중 어느 하나를 구비하고, 상기 국부 부식 상태 평가신호를 시각 또는 청각적인 표시장치로 표출해주는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 1에서, 상기 모사 배관과 센서를 포함하는 국부 부식 감시장치를 금속배관에 연결하는 플랜지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
금속배관 내부의 국부 부식을 감시하는 장치로서,
감시 대상인 금속 배관에 직렬 삽입되어 금속 배관의 국부 부식 상태를 감시하는 복수의 국부 부식 감시부를 포함하고,
상기 복수의 국부 부식 감시부의 각각의 국부 부식 감시부는 각각 감시 대상인 금속 배관과 동일한 재질로 이루어져, 상기 금속 배관 내부에 직렬 삽입되는 모사 배관; 상기 모사 배관에 장착되고, 모사 배관의 상태 감시를 통해 금속 배관의 국부 부식 상태를 대체 감시하는 센서; 상기 센서에서 출력되는 감지 신호를 상기 금속 배관의 국부 부식 상태 평가신호로 표출해주는 부식상태 감시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 11에서, 상기 모사 배관은 상기 금속 배관의 내경과 동일하고 두께는 다르게 이루어진 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 11 또는 청구항 12에서, 상기 모사 배관은 내관과 외관의 이중관 형태이며, 상기 내관과 외관 사이에는 공동이 형성된 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 13에서, 상기 공동은 배관 내부의 압력 유지를 위해 다공성의 고체 또는 지지 구조물이 충진된 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 11에서, 상기 센서는 상기 공동에 장착되며, 상기 공동내부에서 검출 대상을 감지하여 금속 배관의 국부 부식 상태 평가신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 15에서, 상기 센서는 국부 부식 상태 평가신호를 유선으로 전송하는 유선통신모듈 또는 상기 국부 부식 상태 평가신호를 무선으로 전송하는 무선통신모듈 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 11에서, 상기 부식상태 감시부는 상기 국부 부식 상태 평가신호를 수신하기 위한 유선 통신모듈 또는 무선통신모듈 중 어느 하나를 구비하고, 상기 국부 부식 상태 평가신호를 시각 또는 청각적인 표시장치로 표출해주는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 11에서, 상기 복수의 국부 부식 감시부의 각각의 국부 부식 감시부는 모사 배관의 두께가 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 18에서, 상기 복수의 국부 부식 감시부는 각각의 국부 부식 감시부를 분리하기 위한 분리부가 마련된 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.
청구항 11에서, 상기 복수의 국부 부식 감시부를 금속배관에 연결하는 플랜지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배관 내부의 국부 부식 감시장치.