석유화학 공장의 보이지 않는 위험을 찾아내는 플리어 가스 이미징 및 열화상 솔루션 - SK에너지
국내 1위 정유사인 SK에너지의 핵심 시설 울산 Complex에서는 플리어 가스 이미징(OGI) 및 열화상 카메라를 시설물 안전 점검을 위한 필수 장비로 활용하고 있다. ‘필요한 장비’ 수준이 아니라 ‘반드시 사용해야 한다’는 것이 검사팀 내부의 불문율이다. 시설 규모에 걸맞게 장비 운용 규모도 방대하다. FLIR E60, T640같은 휴대형 열화상 카메라에서부터 GF309, GF320, GF346 가스 이미징 카메라까지 용도별로 다양한 장비들을 운용한다. 특히 FLIR GF320의 활용도와 의존도가 매우 높아서 최근에는 울산 CLX에서만 총 10여대를 추가로 구매하여 활용 중이다.
SK에너지 울산 Complex(이하 ‘울산 CLX’)는 원유 개발, 정유, 석유화학, 필름, 원사, 섬유에 이르기까지 이 회사의 석유화학 관련 거의 모든 원료 및 완제품 생산이 이루어지는 핵심 시설이다. 하루 84만 배럴의 원유 정제 능력을 보유한 울산 CLX는 단일 공장 기준으로 국내 최대, 세계 3위의 규모를 자랑한다.
SK 에너지 이보림 차장 인터뷰영상
SK에너지의 핵심 시설
회사로서는 이처럼 방대한 규모의 시설이 중단 없이 가동되도록 시설물에 대한 철저한 안전 관리와 예방 점검, 정기적인 보수 작업에 만전을 기하고 있다. 일상적인 안전관리는 기본이고, 1년 주기로 소규모 정기보수, 3~4년 주기로 대규모 정기보수 작업을 실시한다.
정기보수 기간 동안에는 공정을 부분 중단한 상태에서 기계를 멈추고 설비를 분해하여 정밀 검사, 정비, 노후설비 점검, 촉매 교체 등의 작업을 진행한다. 정기보수를 아무리 대규모로 진행한다 하더라도 4만6,000km가 넘는 파이프 시설과 21개 공정을 한꺼번에 처리할 수 없기 때문에 1회에 8~9개 공정씩 번갈아 진행한다. 이 정도만 해도 수 개월간 수십만 명의 기술자와 작업자가 투입된다.
일상적 안전 점검에서 배관부의 열 손실 부분을 탐지하는 데 활용되는 플리어 열화상 카메라
정기보수 작업을 시행하는 목적은 시설물의 안전 관리와 예방 점검 때문이지만, 역설적으로 정작 정기보수가 끝나고 시설물에 이상이 발생하는 경우도 있다. 예컨대 노후 부품을 새 부품으로 교체하고 나서 시설물을 원래대로 조립하거나 밸브를 잠갔다가 여는 등 정기보수 때 작업자의 손을 거치는 곳이 수만~수십만 개에 이른다. 모두 수작업으로 처리되다 보니 나사가 느슨하게 조여지거나 밸브가 덜 닫히는 실수가 생길 수 있는데, 이 때문에 과열이나 가스 누출 같은 비정상적인 상황이 일어날 수 있는 것이다.
정유 및 화학공장 안전 점검에 FLIR가 필요한 이유
정유 및 화학공장 파이프 시설의 누설 가스는 유해가스일 확률이 높다. 일산화탄소(CO)처럼 작업자가 냄새를 맡을 수 있거나 색이 있어 육안으로 확인이 가능하다면 작업자가 대피할 수 있겠지만, 무색 무취한 가스라면 육안으로 식별이 어렵기 때문에 매우 위험하다. 작업자 안전을 보장하기 위한 조치가 필요한 이유가 여기에 있다.
시설물 안전과 관리 역시 중요하다. 정유 및 화학공장에는 수많은 수평 및 수직 배관들이 연결되어 있는데 고온으로부터 설비를 보호하기 위해 절연재와 내화재로 싸여 있다. 하지만 장기간 사용하다 보면 이들 절연부와 배관부 사이에 유격이 생겨 열 손실이 발생할 수 있다. 문제점을 조기에 파악하여 조치하지 못해 공정 전체를 셧다운 해야 한다면 그로 인한 경제적 손해는 막대할 것이다.
SK에너지는 FLIR GF346 가스 이미징 카메라를 활용하여 일산화탄소 보일러 인렛 덕트의 용접부에서 가스 누출 부위를 정확히 탐지할 수 있었다
SK에너지 울산 CLX 검사팀의 이보림 차장(Bo-lim Lee, Deputy Senior Manager / SK Energy Inspection Team)은 “플리어의 가스 이미징 카메라와 열화상 카메라는 이처럼 육안으로 확인할 수 없는 유해가스로부터 작업자의 안전을 지켜주고, 겉으로 드러나지 않는 위험 요인으로부터 시설물을 보호할 수 있도록 도와준다”고 말했다.
검사팀은 현재 용도별로 플리어의 다양한 제품들을 구비하여 운용 중인데, 활용도와 신뢰도 면에서 가장 높게 평가되는 장비는 GF320이다. 2012년 처음 장비를 도입했는데, 지금은 대규모 정기보수 후 밸브 연결 부위 등에서 탄화수소 또는 휘발성 유기화합물(VOC) 누출 여부를 확인하기 위해 GF320을 이용해 전체 시설을 스캔하는 검사 과정을 사실상 의무화하고 있다는 게 이보림 차장의 설명이다.
검사팀의 주력 장비 ‘FLIR GF320’
기존에 울산 CLX에서는 유해가스 탐지를 위해 가스 디텍터를 사용했다. 이 장비는 유해가스의 누설 유무는 확인할 수 있지만 구체적인 누설 위치 파악이 안 된다는 게 아쉬웠고 또한 가까이 접근해야 하기 때문에 작업자의 안전에도 문제가 있었다. 이에 반해 GF320은 유해가스를 비롯한 다양한 가스의 누출 탐지는 물론 위치 확인까지 가능한데다, 원거리에서 측정하기 때문에 안전이 보장되고, 열화상 카메라 기능까지 제공하기 때문에 매우 유용하다. 온도 변화 등 주변 환경의 변화에도 안정적으로 동작하고 내구성이 뛰어난 데다 장비 활용법도 쉬워 간단한 교육만으로 누구든지 쉽게 사용할 수 있다는 것 또한 빼놓을 수 없는 장점이다.
장비의 우수한 활용도와 신뢰도 덕분에 검사팀 외에 생산 부서 등에서도 추가 구매가 이어져 현재 울산CLX에서는 총 10대 이상의 GF320을 운용 중이다. 이 차장은 “정유 및 화학 분야의 공장이라면 GF320을 도입하여 활용할 것을 적극 권장한다”고 조언했다.
작업자의 안전과 시설 유지를 보장하는 플리어 기술
GF320 외에도 SK에너지에서는 FLIR GF346 OGI 카메라를 비롯하여 FLIR GF309(furnace camera), T640, E60 등 플리어의 다양한 열화상 카메라를 시설물 안전 관리 작업에 활용 중이다.
FLIR GF309는 화염을 투과할 수 있는 특수한 파장을 필터링하여 보일러나 히터 내부를 검사하는 장비이다. 최근 SK에너지는 GF309 열화상 카메라로 계열사의 히터 튜브를 점검하던 중 코킹으로 인한 열화 지점을 발견했다. 작업자는 이 카메라를 활용하여 지속적으로 모니터링을 수행해 가면서 열 패턴이 다르게 나타나는 부위를 찾아냈다. 이들은 히터 튜브를 절단, 내부 청소를 실시함으로써 운전을 계속 할 수 있었다.
울산 CLX는 공장 내 2곳의 일산화탄소 보일러에 대한 누출 검출 용도로 FLIR GF346 OGI 카메라를 활용하고 있다. SK에너지는 유독성인 일산화탄소를 무독성인 이산화탄소로 변환하여 배출하고 있는데, 보일러 자체가 노후하다 보니 용접 부위 등에서 일산화탄소가 누출되기도 한다. GF346은 일산화탄소가 어떠한 안전상의 이슈를 유발하기 전에 검사팀에서 누출 부위를 정확히 탐지 및 정비할 수 있게 해준다.
또한 FLIR T640 및 E60 열화상 카메라는 휴대성과 편리성 때문에 폭넓게 이용 중이다. T640과 E60은 특히 수평 및 수직 배관에서 절연부에 유격이 생겨 열 손실이 발생하는 부위를 쉽게 탐지할 수 있다.
이보림 차장은 “플리어의 카메라는 시설물 안전 검사에서 육안으로는 확인할 수 없는 위험 요인들을 열화상으로 시각화 하는 데 탁월한 능력을 보여주고 있다”며, “앞으로도 SK에너지 울산CLX의 시설물 안전 점검 및 작업자 보호에 플리어의 다양한 가스 이미징 및 열화상 카메라가 중요한 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.
