KR20190083131A - 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배관감육이 발생할 가능성이 있는 다수의 배관라인을 효율적으로 관리하기 위한 방법으로서, 배관의 파단 또는 누설 등의 사건이 발생했을 경우 나타날 수 있는 파급효과와 손상가능성의 인자를 이용하여 위험도를 평가하는 단계를 포함함으로써 전체 배관라인을 위험도에 따라 고르게 관리 및 검사할 있으며, 사고 발생 시 파급효과가 큰 배관을 집중 검사함으로써, 원자력 발전소를 포함하는 발전소의 효과적인 배관 감육관리가 가능해지는 것을 특징으로 한다.

Description

위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법{METHODE FOR PIPE WALL THINNING MANAGEMENT BASED ON RISK RANKING}
본 발명은 탄소강 등의 금속 배관에서 발생하는 감육 현상을 운전경험, 설계특성, 두께검사 데이터 및 감육해석 결과에 근거하여 위험도를 결정하고 위험도가 높은 배관라인을 우선적으로 관리하는 방법에 관한 것이다.
발전소에 다량으로 설치되어 있는 탄소강 등의 금속 배관은 내부를 흐르는 고온, 고압 및 고속 유체의 영향으로 배관두께가 점차 얇아지는 감육 현상이 빈번히 나타난다.
이에 따라, 이러한 배관감육 현상을 관리하기 위하여 감육 발생 가능성이 있는 발전소 유체계통 배관을 대상으로 데이터베이스를 구축하고, 추후 발전소를 운전할 것으로 예상되는 일정기간 동안의 배관감육 상태를 예측해 왔다. 종래부터 발전소에서는 프로그램으로 예측한 결과를 바탕으로 운전 주기별로 검사대상을 선정하고 배관두께를 검사해 왔으며, 검사된 배관두께를 기초로 필요시 배관을 교체하거나 정비하였다.
그러나 발전소에 설치되어 있는 수많은 배관개소(Component) 중에서 어느 배관을 검사하느냐 하는 것이 두께측정 보다 더 중요할 수가 있으나, 종래에는 배관의 감육상태 예측값 만을 이용해서 검사 대상을 선정해왔다.
또한 배관의 감육상태를 파악하기 위한 기술로서 종래에는 배관의 두께만으로 배관의 상태를 파악하거나 감육률을 이용하여 배관의 잔여수명을 예측하는 기법을 적용해 왔으나, 이러한 방법은 배관의 제작상태에 따라 영향을 받기 때문에 배관의 초기두께를 알지 못하는 상황에서는 정확성에 문제가 있었다.
한국 공개특허 제2016-0129671호(2016.11.09. 공개) 일본 공개특허 제2015-025729호(2015.2.5. 공개)
본 발명의 목적은 발전소에 설치되어 있는 수많은 배관이 문제없이 운영될 수 있도록 배관이 누설되거나 파열되었을 경우에 미치는 파급효과가 큰 배관과 실제 손상이 발생할 확률이 큰 배관이 우선적으로 검사될 수 있도록 함에 있으며, 다수의 유체계통 배관이 어느 특정 배관라인에 치우치지 않고 골고루 검사할 수 있게 함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 배관의 초기 두께를 알지 못하더라도 배관의 감육상태를 판별할 수 있도록 함에 있다.
상기 본 발명의 목적은, 배관감육이 발생할 가능성이 있는 다수의 배관라인을 효율적으로 관리하기 위한 방법으로서, 상기 각 배관라인은 다수의 배관을 포함하고 있으며, 상기 다수의 배관라인에서 배관감육의 검사가 필요한 평가대상배관라인 모집단을 선정하는 선정단계, 상기 모집단의 각 평가대상배관라인별로 각 평가대상 배관라인에 포함된 배관의 파단 또는 누설 중 적어도 하나의 사건이 발생 시에 나타날 수 있는 파급효과를 도출하는 파급효과값 도출단계, 상기 각 평가대상배관라인별로 각 평가대상 배관라인에 포함된 배관의 손상이 발생할 수 있는 가능성을 도출하는 손상가능성값 도출단계, 상기 도출된 파급효과값과 손상가능성값을 포함하는 계산식에 의해 각 평가대상배관별 위험도를 평가하는 배관라인 위험도 평가단계, 및 상기 배관라인 위험도 평가단계 이후, 상기 평가 결과에 기초하여 상기 평가대상배관라인 중 배관감육 검사를 실시할 배관을 선정하는 검사대상배관 선정단계, 를 포함하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법에 의해 달성된다.
상기 배관라인 위험도 평가단계와 상기 검사대상배관 선정단계 사이에, 상기 평가대상배관라인의 위험도에 따른 순위를 도출하는 평가대상배관라인 순위도출단계를 더 포함할 수 있다.
상기 파급효과값 도출단계는 상기 각 평가대상배관라인별에 따른, 안전등급 점수 도출단계, 파단시 인적피해 발생가능성 점수 도출단계, 파단시 출력감발 및 발전정지 가능성 점수 도출단계, 및 파단시 격리 및 제어 불가능 점수 도출단계를 포함할 수 있다.
상기 손상가능성값 도출단계는 각 평가대상배관라인별에 따른, 초음파탐상검사 평가 기준 잔여수명 점수 도출단계, 손상경험 점수 도출단계, 마모도 점수 도출단계, 재질 점수 도출단계, 기하학적 형상 영향 점수 도출단계, 이론평가 기준 잔여수명 점수 도출단계, 및 이론평가 기준 캐비테이션 및 플래싱 발생여부 점수 도출단계를 포함할 수 있다.
상기 마모도 점수 도출하는 단계에서, 상기 마모도 점수는 상기 평가대상배관의 잔여두께점수와 배관감육률점수의 곱의 값을 포함할 수 있다.
상기 배관 위험도 평가단계에서 배관라인 위험도 평가단계는, 상기 평가대상 배관라인을 공칭경이 2인치를 초과하는 대구경 배관과 2인치 이하의 소구경 배관으로 구분하는 배관크기 구분단계, 및 상기 소구경 배관일 경우, 손상가능성값에 안전인자를 곱하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 안전인자는 1.5일 수 있다.
상기 검사대상배관 선정단계는 상기 각 평가대상배관라인별로, 각 평가대상배관라인 위험도를 전체 평가대상배관라인 위험도의 합으로 나눈 값인 반영인자를 구하는 단계, 각 평가대상배관라인에 포함된 전체 배관개소 수에서 기존에 검사한 배관개소 수를 뺀 검사필요 배관개소 수를 구하는 단계, 및 상기 반영인자와 상기 검사필요 배관개소 수를 곱하여 각 평가대상배관라인별 검사 기준개수를 구하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 수단으로서, 배관감육이 발생할 가능성이 있는 다수의 배관라인을 효율적으로 관리하기 위한 방법으로서, 상기 각 배관라인은 다수의 배관을 포함하고 있으며, 상기 다수의 배관라인에서 배관감육의 검사가 필요한 평가대상배관라인 모집단을 선정하는 선정단계, 상기 선정단계 이후, 각 평가대상배관별 위험도를 평가하는 배관라인 위험도 평가단계, 상기 배관라인 위험도 평가단계 이후, 상기 평가 결과에 기초하여 상기 평가대상배관라인의 순위를 도출하는 평가대상배관라인 순위도출단계, 및 상기 순위도출 결과에 기초하여 상기 평가대상배관라인 별로 배관감육 검사를 실시할 배관을 선정하는 검사대상배관 선정단계를 포함하여 달성된다.
상기 검사대상배관 선정단계는 상기 각 평가대상배관라인별로, 각 평가대상배관라인 위험도를 전체 평가대상배관라인 위험도의 합으로 나눈 값인 반영인자를 구하는 단계, 각 평가대상배관라인에 포함된 전체 배관개소 수에서 기존에 검사한 배관개소 수를 뺀 검사필요 배관개소 수를 구하는 단계, 및 상기 반영인자와 상기 검사필요 배관개소 수를 곱하여 각 평가대상배관라인별 검사 기준개수를 구하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 선정단계 이후에, 상기 각 평가대상배관라인별로 각 평가대상배관라인의 잔여두께점수와 배관감육률 점수의 합인 마모도 점수를 도출하는 배관라인 마모도 점수 도출단계를 더 포함할 수 있다.
상기 파급효과값 도출단계는, 도출된 안전등급 점수, 파단시 인적피해 발생가능성 점수, 파단시 출력감발 및 발전정지 가능성 점수, 및 파단시 격리 및 제어 불가능 점수에 각각 가중치를 곱하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 손상가능성값 도출단계는, 상기 도출된 초음파탐상검사 평가 기준 잔여수명 점수, 손상경험 점수, 마모도 점수, 재질 점수, 기하학적 형상 영향 점수, 이론평가 기준 잔여수명 점수, 및 이론평가 기준 캐비테이션 및 플래싱 발생여부 점수에 각각 가중치를 곱하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 위험도 기반 배관감육 관리방법은, 종래의 예측 프로그램에 의존할 경우에 나타나는 특정 배관라인의 집중 검사를 배제하고 사고시의 파급효과와 손상발성 정도를 고려한 위험도 순위에 따라 전체 배관라인을 골고루 관리 및 검사할 수 있는 장점이 있다.
또한, 검사를 많이 하지 않아도 되는 배관은 적은 수만 검사하고, 사고 발생시 파급효과가 큰 배관을 집중 검사할 수 있게 됨으로써 발전소를 안전하게 관리할 수 있을 뿐 아니라 계획에 따라 경제적으로 배관을 관리할 수 있다.
또한, 배관은 100% 균일한 두께로 제작되지 않기 때문에 현재의 두께와 감육률을 동시에 고려하고 이를 점수화하여 관리하기 때문에 제작당시의 초기 배관두께를 알 지 못하더라도 취약한 배관라인을 효과적으로 찾아낼 수 있으며, 위험도 평가를 수행한 전체 배관라인의 검사수량이 자동으로 결정되기 때문에 매 주기 검사해야 할 검사대상 선정이 매우 용이하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배관감육 관리방법에 따른 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관감육 관리방법에 따른 순서도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 배관감육 관리방법은 컴퓨터, 또는 연산장치를 포함하는 모바일 기기 등에서 프로그램 형태로 구현된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배관감육 관리방법에 따른 순서도를 나타낸 것이다. 도 2은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관감육 관리방법에 따른 순서도를 나타낸 것이다. 본 발명의 배관감육이 발생할 가능성이 있는 다수의 배관라인을 효율적으로 관리하기 위한 방법으로서, 상기 각 배관라인은 다수의 배관을 포함하여 구성되며, 상기 다수의 배관라인에서 배관감육의 검사가 필요한 평가대상배관라인 모집단을 선정하는 평가대상배관라인 모집단 선정단계(100)를 실시한다. 예를 들어, 발전소의 경우 다수의 배관라인이 존재하며, 매 검사마다 모든 배관의 감육검사를 실시하기 어렵고, 모든 배관라인의 배관을 검사하는 것은 비효율적인 방법이다. 또한 배관감육 검사가 불필요한 배관도 존재하기 때문에, 배관감육 검사가 필요한 배관과 배관라인을 선정하는 과정이 필요하다. 한번 선정된 배관라인은 특별한 경우를 제외하고는 다음 관리 차수에서도 동일한 모집단이 감육관리 대상이 된다.
상기의 평가대상배관라인 모집단 선정 단계(100) 이후에, 평가대상의 배관라인 모집단의 각 배관라인에 포함된 배관의 파단 또는 누설 중 적어도 하나의 사건이 발생 시에 나타날 수 있는 파급효과를 도출하는 파급효과값 도출 단계(210)를 실시한다. 파급효과값은 안전등급 점수, 파단시 인적피해 발생가능성 점수, 파단시 출력감발 및 발전정지 가능성 점수 및 파단시 격리 및 제어 불가능 점수 등을 적어도 하나 이상 포함하여 계산하게 된다.
상기 파급효과값에 대한 각 항목별 점수는 다음과 같이 표 1 내지 표 4에 예시한 기준표에 의해 점수화할 수 있다.
안정등급 점수표
항목 점수
Safety Class 1 Piping 5점
Safety Class 2 Piping 4점
Safety Class 3 Piping 3점
Non-Safety Class Piping 0점
파단시 인적피해 발생 가능성 점수표
항목 점수
High Energy Piping × SF 1.5(300℉ 이상, 410psig 이상) 5점
High Energy Piping(200℉ 이상, 410psig 이상, 역조건 포함) 4점
High Energy Piping(200℉ 이상, 295psig 이상) 3점
Moderate Energy Piping(200℉ 이하, 295psig 이상, 역조건 포함) 1점
Moderate Energy Piping(200℉ 이하, 295psig 이하) 0점
파단시 출력감발 및 발전정지 가능성 점수표
항목 점수
Main Loop Piping(HBD 상에 나오는 배관) 5점
Main Loop에 연결된 Sub 배관으로서 정상운전시 작동 3점
Main Loop에 연결된 Sub 배관으로서 비상시 작동(대기) 1점
발전소 출력과 무관하게 작동되는 배관 0점
파단시 격리 또는 제어 불가능 점수표
항목 점수
Main Loop Piping(HBD 상에 나오는 배관)으로서 단일 라인 5점
Main Loop Piping(HBD 상에 나오는 배관)으로서 복수 라인 4점
Main Loop에 연결된 Sub 배관으로서 Redundancy 배관이 존재 3점
Main Loop에 연결된 Sub 배관으로서 자체가 Redundancy 배관 2점
Main Loop와 무관하게 작동되는 배관 1점
상기 파급효과값 도출 단계(210)에서의 각 평가 항목 점수에는 항목별 중요도에 따라 가중치를 부여하는 단계가 포함될 수 있다. 각 항목별 가중치는 표 5에 일예로서 나타내었다.
파급효과값의 각 항목별 가중치
항목 가중치
안전등급 1.0
파단시 인적피해 발생가능성 0.9
파단시 출력감발 및 발전정지 가능성 0.8
파단시 격리 및 제어 불가능 0.7
상기 파급효과값과 더불어 각 평가대상배관라인별로 각 평가대상 배관라인에 포함된 배관의 손상이 발생할 수 있는 가능성을 도출하는 손상가능성값 도출 단계(220)를 실행한다. 상기 손상가능성값은 UT(Ultrasonic Test(초음파탐상검사) 평가 기준 잔여수명 점수, 손상경험 점수, 마모도 점수, 재질 점수, 기하학적 형상 영향 점수, 이론평가 기준 잔여수명 점수 및 이론평가 기준 캐비테이션 및 플래싱 발생여부 점수 중 적어도 하나 이상을 포함하여 계산하게 된다. UT(Ultrasonic Test(초음파탐상검사) 평가는 배관(Piping)이나 기기 모재를 대상으로 수행한 UT 검사 결과로부터 도출된 두께 데이터를 이용하여 FAC나 침식(Erosion)에 의해 얇아진 정도를 분석하는 것을 의미한다.
상기 손상가능성값 도출 단계(220)에서의 각 항목별 점수는 다음과 같이 표 6 내지 표 13의 표에 의해 점수화할 수 있다. 상기 이론평가 기준 잔여수명을 구하는 방법은 FAC(Flow-Accelerated Corrosion, 유동가속부식) 평가방법과 LDIE(Liquid Droplet Impingement Erosion, 액적충돌침식) 평가방법 중 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. FAC(Flow-Accelerated Corrosion, 유동가속부식) 평가는 배관계통 내면에서 전기화학적 부식 과정과 용해된 금속이온의 유체로의 확산 과정이 반복되어 모재의 두께가 얇아지는 정도를 이론적으로 예측하는 것을 의미하며, LDIE(Liquid Droplet Impingement Erosion, 액적충돌침식) 평가는 증기나 공기에 포함된 액적(Liquid Droplet)이 배관이나 기기 모재에 반복적으로 충돌함으로써 모재를 얇게 만드는 정도를 이론적으로 예측하는 것을 의미한다.
초음파탐상검사(UT) 평가 기준 잔여수명 점수표
항목 점수
3년 미만 5점
3년 이상~5년 미만 4점
5년 이상~10년 미만 3점
10년 이상~20년 미만 2점
20년 이상~40년 미만 1점
40년 이상 0점
손상경험 점수표
항목 점수
누설경험 라인(동종라인 포함) 5점
감육으로 인한 교체 경험 라인(동종라인 포함) 4점
감육 진행이 확인된 라인(동종라인 포함) 3점
감육 미발생 라인 0점
마모도 점수표
항목 레벨(L)[주] 반영점수
1순위 L ≥ 90 5.0점
2순위 90 > L ≥ 80 4.5점
3순위 80 > L ≥ 70 4.0점
4순위 70 > L ≥ 60 3.5점
5순위 60 > L ≥ 50 3.0점
6순위 50 > L ≥ 40 2.5점
7순위 40 > L ≥ 30 2.0점
8순위 30 > L ≥ 20 1.5점
9순위 20 > L ≥ 10 1.0점
10순위 10 > L ≥ 0 0점
[주] 레벨(L) = 감육률 범위(1~10) × 잔여두께 범위(1~10)
감육률(WR) 범위 :
상위 0~10% of (WRmax-WRmin) =10
상위 11~20% of (WRmax-WRmin) =9
상위 21~30% of (WRmax-WRmin) =8
:
상위 91~100% of (WRmax-WRmin) =1(감육률이 가장 작은 범위)

잔여두께(T) 범위 :
상위 0~10% of (Tmax-Tcrit) =1
상위 11~20% of (Tmax-Tcrit) =2
상위 21~30% of (Tmax-Tcrit) =3
:
상위 91~100% of (Tmax-Tcrit) =10(두께가 가장 얇은 범위)

여기서, Tcrit : 배관관리를 위한 기준두께
종래의 배관감육 관리방법은 배관개소의 측정두께 또는 감육률 만으로 배관의 건전성 여부를 결정하였으나 배관(직관, 엘보우, 리듀서, 티 등)은 100% 균일한 두께로 제작되지 않기 때문에 제작당시의 초기두께를 알 수 없다면 배관의 건전성 여부를 판별하기 어려운 문제가 있었다. 따라서 측정한 배관두께 데이터에 대하여 신뢰도 분석을 수행하고 평가자가 결정하는 신뢰도 기준을 초과하는 데이터를 제거한 후 배관의 잔여두께와 감육률(감육량)을 동시에 고려하여 취약한 배관을 순서대로 도출하는 마모도 점수 도출(Wear Scoring) 기법을 발명하였다. 본 발명에서는 표 8에서와 같이 배관개소 전체에 대하여 호기별 잔여두께와 감육률을 라인별로 평균하여 각 10개 단계로 구분하고 아래와 같이 부여한 합산을 1순위부터 10순위까지 부여하는 마모도점수 도출 단계(230)를 포함한다. 상기 마모도 점수의 순위를 결정하는 방법은, 감육률 범위(1 내지 10)와 잔여두께 범위(1 내지 10)의 곱으로 구해진 값이 90 이상이면 표 8에서와 같이 1순위(5점)이고, 10 미만이면 10순위(0점)을 받게 된다.
재질 점수표
항목 점수
탄소강 5점
저합금강 3점
스테인리스강 0점
기하학적 형상 영향 점수표
항목 점수
오리피스 및 컨트롤밸브 후단 라인(정상운전시 작동) 5점
오리피스 및 컨트롤밸브 후단 라인(정상운전시 미작동) 4점
일반 밸브 및 펌프 후단 라인(정상운전시 작동) 3점
일반 밸브 및 펌프 후단 라인(정상운전시 미작동) 0점
기타 0점
이론평가 기준 잔여수명(FAC 평가) 점수표
항목 점수
수명상위 5% 이하 5점
수명상위 5% 초과 ~ 10% 이하 4점
수명상위 10% 초과 ~ 20% 이하 3점
수명상위 20% 초과 ~ 50% 이하 2점
수명상위 50% 초과 ~ 100% 이하 1점
이론평가 기준 잔여수명(LDIE 평가) 점수표
항목 점수
수명상위 5% 이하 5점
수명상위 5% 초과 ~ 10% 이하 4점
수명상위 10% 초과 ~ 20% 이하 3점
수명상위 20% 초과 ~ 50% 이하 2점
수명상위 50% 초과 ~ 100% 이하 1점
이론평가 기준 캐비테이션 및 플래싱 발생여부 점수표
항목 점수
Chocking Cavitation 및 Flashing 5점
Incipient Damage 4점
Constant Cavitation 3점
Incipient Cavitation 2점
미발생 0점
상기 손상가능성값 도출 단계(220)는 각 평가 항목 점수에 항목별 중요도에 따라 가중치를 부여하는 단계를 포함할 수 있다. 각 항목별 가중치는 표 14에 일예로서 나타내었다.
손상가능성값의 각 항목별 가중치
항목 가중치
손상경험 1.0
UT 평가 기준 잔여수명 0.9
마모도 0.8
재질 0.7
이론평가 기준 캐비테이션 및 플래싱 발생여부 0.6
기하학적 형상 영향 0.5
이론평가 기준 잔여수명(LDIE 평가) 0.4
이론평가 기준 잔여수명(Fac 평가) 0.3
상기 도출된 파급효과값과 손상가능성값을 포함하는 계산식에 의해 각 평가대상배관별 위험도를 평가하는 배관라인 위험도 평가 단계(300)를 실행한다. 즉, 대분류 파급효과값(CS n )과 소분류 파급효과값(cS n )을 곱한 값과 대분류 손상가능성값(LS n )과 소분류 손상가능성값(lS n )을 곱한 값을 모두 더하여 최종 위험도를 결정한다. 최종위험도 평가식은 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
수학식 1에서, CSn는 대분류 파급효과값, cSn는 소분류 파급효과값, LSn는 대분류 손상가능성값 및 lSn 는 소분류 손상가능성값이다.
위험도 평가 단계(300)에서는, 공칭경 2인치를 초과하는 대구경 배관과 2인치 이하의 소구경 배관에 대하여 별도로 평가할 수 있도록 하였다. 소구경 배관은 대구경 배관에 비해 발생 가능성을 정량화하기 어렵기 때문에 파급효과값의 영향력이 상대적으로 대구경 배관에 비해 더 높을 것으로 예상되어, 공칭경 2인치 이하의 소구경 배관에 대해서는 안전인자(SF, safety factor) 1.5를 곱하였다.
소구경 배관은 배관 크기가 작아 두께검사의 정확도가 대구경 배관에 비해 떨어지고 쉽게 교체가 가능하기 때문에 대소구경으로 구분하였고, 손상 발생시에 미치는 파급효과가 소구경 배관에 대한 관리 측면에서 더 중요하기 때문에 안전인자를 부여하여 더 큰 비중을 주었다. 안전인자는 배관관리 경험에 기초한 공학적판단에 따라 결정된 값이다.
상기 위험도 평가 단계(300)를 통해 각 배관라인의 위험도가 결정되면, 상기 평가 결과에 기초하여 상기 평가대상배관라인 중 배관감육 검사를 실시할 배관을 선정하는 검사대상배관 선정 단계(500)를 실시한다.
상기 배관라인 위험도 평가 단계(300)와 상기 검사대상배관 선정 단계(500) 사이에, 상기 평가대상배관라인의 위험도에 따른 순위를 도출하는 평가대상배관 순위 도출 단계(400)가 더 포함될 수 있다.
종래에는 감육예측 결과를 바탕으로 검사대상을 선정하였기 때문에 특정 배관라인에 검사대상 물량이 집중되는 경향이 있었다. 그러나 본 발명의 위험도 평가 방법을 적용하면 위험도 순위가 높은 배관라인에서는 검사대상 개수가 많이 분포되고, 위험도 순위가 낮은 배관라인에서는 검사 대상 개수가 적게 분포되기 때문에 발전소의 전체 관리대상 배관라인을 빠짐없이 골고루 검사하는 효과를 볼 수 있다. 본 발명에서의 위험도 평가방법에 따른 배관라인별 검사대상 배관개소 선정 계산식은 수학식 2와 같다.
Figure pat00002
수학식 2에서, Mi:라인별 검사대상 수량, Ni:전체 배관개소 수(관리대상), ni:기존에 검사한 배관개소의 수, i : 라인, k : 전체 라인 개수, Si: 라인별 점수(예, 30개 라인 중 1순위일 경우 30점, 2순위일 경우 29점, 30순위일 경우 1점), Stot: 라인별 점수 전체의 합, Rn : 주기별 검사할 배관개소 수, 및 gi: 라인별 검사 기준개수이다.
위험도 평가에 따른 배관라인별 검사대상 배관 결정방법 예
우선순위 전체 배관개소
수		 검사 수 검사비율, (%) 점수 반영인자 검사
기준개수		 실제 검사개수
라인 1순위 30 4 13.33 20 0.095 2.48 7
라인 2순위 40 40 100.00 19 0.090 0.00 0
라인 3순위 20 2 10.00 18 0.086 1.54 4
라인 4순위 24 6 25.00 17 0.081 1.46 4
라인 5순위 22 10 45.45 16 0.076 0.91 3
라인 6순위 100 15 15.00 15 0.071 6.07 17
라인 7순위 45 11 24.44 14 0.067 2.27 6
라인 8순위 34 9 26.47 13 0.062 1.55 4
라인 9순위 37 8 21.62 12 0.057 1.66 5
라인 10순위 88 12 13.64 11 0.052 3.98 11
라인 11순위 77 21 27.27 10 0.048 2.67 8
라인 12순위 47 17 36.17 9 0.043 1.29 4
라인 13순위 38 7 18.42 8 0.038 1.18 3
라인 14순위 29 8 27.59 7 0.033 0.70 2
라인 15순위 20 16 80.00 6 0.029 0.11 0
라인 16순위 30 16 53.33 5 0.024 0.33 1
라인 17순위 28 22 78.57 4 0.019 0.11 0
라인 18순위 20 3 15.00 3 0.014 0.24 1
라인 19순위 29 6 20.69 2 0.010 0.22 1
라인 20순위 10 2 20.00 1 0.005 0.04 0
합계 768 235 - 210 1 28.81 82
표 15는 위험도 평가에 따른 배관라인별 검사대상 개수를 결정하는 방법을 예로서 나타낸 것이다. 예로서, 배관감육의 검사가 필요한 평가대상배관라인 모집단의 배관라인이 20개가 있고, 위험도 평가에 따라 검사 우선순위가 결정되었다고 할 때 라인 1순위의 경우에 대하여 검사대상 개수를 결정하는 방식을 예로서 제시한다. 라인 1순위의 경우, 전체 검사대상 배관개소의 수가 30개이고 기존에 검사한 개수가 4개일 때 검사비율은 13.33%이다. 그리고 해당 라인의 점수가 20점이므로 반영인자는 20점을 배관라인 전체의 점수 201점으로 나눈 값 0.095가 된다. 검사 기준개수는 전체 배관개소의 수(30개)에서 기존에 검사한 개수(4개)를 뺀 수에 반영인자 0.095를 곱하여 계산된 2.48개이다. 마지막으로 금번 검사차수에서 검사할 개수가 82개라고 할 때, 라인별로 실제 검사할 개수는 목표 검사개수 82개를 검사기준개수의 총합 28.81을 나눈 값에서 해당 라인의 검사 기준개수(2.48)를 곱하고 여기에 시행착오법(Trial & Error)으로 결정된 가중치(1.01)를 추가로 곱하여 결정된 값이 된다.
상기의 본 발명에서와 같이 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리 방법을 통해 종래의 방법에서는 구현하기 어려웠던, 전체 배관라인을 위험도에 따라 고르게 관리 및 검사할 있으며, 사고 발생 시 파급효과가 큰 배관을 집중 검사함으로써, 원자력 발전소를 포함하는 발전소의 효과적인 배관 감육관리가 가능해진다.
전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 배관감육이 발생할 가능성이 있는 다수의 배관라인을 효율적으로 관리하기 위한 방법으로서,
    상기 각 배관라인은 다수의 배관을 포함하고 있으며,
    상기 다수의 배관라인에서 배관감육의 검사가 필요한 평가대상배관라인 모집단을 선정하는 선정단계;
    상기 모집단의 각 평가대상배관라인별로 각 평가대상 배관라인에 포함된 배관의 파단 또는 누설 중 적어도 하나의 사건이 발생 시에 나타날 수 있는 파급효과를 도출하는 파급효과값 도출단계;
    상기 각 평가대상배관라인별로 각 평가대상 배관라인에 포함된 배관의 손상이 발생할 수 있는 가능성을 도출하는 손상가능성값 도출단계;
    상기 도출된 파급효과값과 손상가능성값을 포함하는 계산식에 의해 각 평가대상배관별 위험도를 평가하는 배관라인 위험도 평가단계; 및
    상기 배관라인 위험도 평가단계 이후, 상기 평가 결과에 기초하여 상기 평가대상배관라인 중 배관감육 검사를 실시할 배관을 선정하는 검사대상배관 선정단계;
    를 포함하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  2. 제1항에서,
    상기 배관라인 위험도 평가단계와 상기 검사대상배관 선정단계 사이에, 상기 평가대상배관라인의 위험도에 따른 순위를 도출하는 평가대상배관라인 순위도출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  3. 제1항에서,
    상기 파급효과값 도출단계는 상기 각 평가대상배관라인별에 따른,
    안전등급 점수 도출단계;
    파단시 인적피해 발생가능성 점수 도출단계;
    파단시 출력감발 및 발전정지 가능성 점수 도출단계; 및
    파단시 격리 및 제어 불가능 점수 도출단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  4. 제1항에서,
    상기 손상가능성값 도출단계는 각 평가대상배관라인별에 따른,
    초음파탐상검사 평가 기준 잔여수명 점수 도출단계;
    손상경험 점수 도출단계;
    마모도 점수 도출단계;
    재질 점수 도출단계;
    기하학적 형상 영향 점수 도출단계;
    이론평가 기준 잔여수명 점수 도출단계; 및
    이론평가 기준 캐비테이션 및 플래싱 발생여부 점수 도출단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  5. 제4항에서,
    상기 마모도 점수 도출하는 단계에서, 상기 마모도 점수는 상기 평가대상배관의 잔여두께점수와 배관감육률점수의 곱의 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  6. 제1항에서,
    상기 배관 위험도 평가단계에서 배관라인 위험도 평가단계는,
    상기 평가대상 배관라인을 공칭경이 2인치를 초과하는 대구경 배관과 2인치 이하의 소구경 배관으로 구분하는 배관크기 구분단계; 및
    상기 소구경 배관일 경우, 손상가능성값에 안전인자를 곱하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  7. 제6항에서,
    상기 안전인자는 1.5인 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  8. 제1항에서,
    상기 검사대상배관 선정단계는 상기 각 평가대상배관라인별로,
    각 평가대상배관라인 위험도를 전체 평가대상배관라인 위험도의 합으로 나눈 값인 반영인자를 구하는 단계;
    각 평가대상배관라인에 포함된 전체 배관개소 수에서 기존에 검사한 배관개소 수를 뺀 검사필요 배관개소 수를 구하는 단계; 및
    상기 반영인자와 상기 검사필요 배관개소 수를 곱하여 각 평가대상배관라인별 검사 기준개수를 구하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  9. 배관감육이 발생할 가능성이 있는 다수의 배관라인을 효율적으로 관리하기 위한 방법으로서,
    상기 각 배관라인은 다수의 배관을 포함하고 있으며,
    상기 다수의 배관라인에서 배관감육의 검사가 필요한 평가대상배관라인 모집단을 선정하는 선정단계;
    상기 선정단계 이후, 각 평가대상배관별 위험도를 평가하는 배관라인 위험도 평가단계;
    상기 배관라인 위험도 평가단계 이후, 상기 평가 결과에 기초하여 상기 평가대상배관라인의 순위를 도출하는 평가대상배관라인 순위도출단계; 및
    상기 순위도출 결과에 기초하여 상기 평가대상배관라인 별로 배관감육 검사를 실시할 배관을 선정하는 검사대상배관 선정단계;
    를 포함하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  10. 제9항에서,
    상기 검사대상배관 선정단계는 상기 각 평가대상배관라인별로,
    각 평가대상배관라인 위험도를 전체 평가대상배관라인 위험도의 합으로 나눈 값인 반영인자를 구하는 단계;
    각 평가대상배관라인에 포함된 전체 배관개소 수에서 기존에 검사한 배관개소 수를 뺀 검사필요 배관개소 수를 구하는 단계; 및
    상기 반영인자와 상기 검사필요 배관개소 수를 곱하여 각 평가대상배관라인별 검사 기준개수를 구하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  11. 제9항에서,
    상기 선정단계 이후에, 상기 각 평가대상배관라인별로 각 평가대상배관라인의 잔여두께점수와 배관감육률 점수의 합인 마모도 점수를 도출하는 배관라인 마모도 점수 도출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  12. 제3항에서,
    상기 파급효과값 도출단계는, 도출된 안전등급 점수, 파단시 인적피해 발생가능성 점수, 파단시 출력감발 및 발전정지 가능성 점수, 및 파단시 격리 및 제어 불가능 점수에 각각 가중치를 곱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
  13. 제4항에서,
    상기 손상가능성값 도출단계는, 상기 도출된 초음파탐상검사 평가 기준 잔여수명 점수, 손상경험 점수, 마모도 점수, 재질 점수, 기하학적 형상 영향 점수, 이론평가 기준 잔여수명 점수, 및 이론평가 기준 캐비테이션 및 플래싱 발생여부 점수에 각각 가중치를 곱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위험도를 기반으로 한 배관감육 관리방법.
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