Borealis Stenungsund에서 환경과 안전을 향상시키는데 일조하고 있는 FLIR 광학 가스 화상 (OGI) 카메라

대부분의 석유화학 플랜트는 눈에 보이지 않는 탄화수소 가스를 취급합니다. 이러한 가스들 대부분은 어느 정도 안전 문제를 야기합니다. 독성이 있을 수 있고, 장기간 노출되면 건강 문제를 일으킬 수도 있습니다. 어떤 것은 인화성이 높고 심지어 폭발하기도 하는데, 그 중 대부분은 대기 중에 대량으로 풀리면 환경에 부정적인 영향을 주게 될 것입니다. 그래서 석유화학 플랜트에서 누출 탐지가 특히 중요합니다.

이러한 플랜트들 중 하나가 스웨덴 스테눙순드 (Stenungsund)에 있는 Borealis 고압 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low-density polyethylene) 플랜트입니다. 이곳은 케이블 및 유선 분야를 위한 LDPE 제품들을 생산하며, 연간 생산능력은 350,0000 톤에 달합니다. Borealis 열분해 시설이 주요 성분인 에틸렌을 제공합니다. 이것은 고압 중합 공정을 거쳐 폴리에틸렌으로 전환됩니다.

에틸렌은 고인화성 탄화수소입니다. 플랜트 내의 안전을 더욱 강화하고 환경 영향을 줄이기 위해 Borealis는 FLIR Systems의 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 구입했습니다. Borealis는 이 가스 누출 탐지 수단을 이용해 어떤 가스 누출도 공정 관리자의 눈을 벗어나지 못하게 하고 있습니다.

광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 고속 비접촉식 계측기로 가스 누출을 실시간으로 보여줄 수 있습니다. 다른 계측기들은 조사관에게 숫자만 제시해주지만, 광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 시각적 정보를 주어, 누출 탐지 과정을 보다 직관적으로 만들어줍니다. 광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 적은 누출도 원거리에서 탐지할 수 있어, 접근이 어려운 장소에서도 사용이 가능합니다. "비교적 신기술이었던 이 기술을 시험해보려 할 때 처음에는 부정적이었다.”라고 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low-density polyethylene) 교대조 조장, Jan Åke Schiller는 말합니다. "그렇지만 이 광학 가스 화상 (OGI) 카메라의 실제 작동을 보고는 이곳 폴리에틸렌 플랜트는 물론 전체 석유화학 플랜트들에서도 이것이 엄청난 누출 탐지 잠재력을 가지고 있다는 사실을 금방 깨달았다.”

광학 가스 화상 (OGI) 카메라의 장점들

FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 구입하기 전에 Schiller와 그의 동료들은 이른바 ‘스니퍼 (sniffers)’라는 것을 것을 사용했는데, 이것은 한 장소에서만 특정 가스의 농도를 계측하여 ppm (parts per million) 농도 판독을 하는 장치입니다. "광학 가스 화상 (OGI) 카메라의 주된 장점은 가스를 눈으로 보고 탐지해낼 수 있게 해준다는 점이다.”라고 Schiller는 말합니다. "스니퍼가 단순히 숫자만 보여준다면, 광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 카메라 시야 범위 내에 있는 모든 곳의 가스 누출을 탐지해낼 수 있다. 이것은 검사 속도를 크게 높여준다. 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 가지게 된 지금은 매 시동마다 재빨리 스캔을 하고 있다. 빠른 스캔을 통해 전체 플랜트의 약 80%를30 분 내에 확인한다. 스니퍼로 작업을 하면 10 인 팀을 구성해도 같은 결과를 내는데 족히 이틀은 걸릴 것이다.”

그렇다고 스니퍼 사용을 완전히 중단한 것은 아니라고 Schiller는 강조해 말합니다. "광학 가스 화상 (OGI) 카메라와 스니퍼를 함께 사용하고 있다. 광학 가스 화상 (OGI) 카메라로 누출을 탐지한 후, 스니퍼를 사용해 그 누출을 정량화한다." Schiller는 FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라의 감도가 얼마나 민감한지 보고 놀랐습니다. "스니퍼가 100 ppm 이하라고 판독한 곳에서 누출을 탐지했는데, 특히 HSM (High Sensitivity Mode)을 작동시켰을 때 이 카메라는 놀라울 정도로 민감하여 70 미터 떨어진 곳에서도 이보다 적은 가스 누출을 탐지해낼 정도이다. 이것은 조작자가 이러한 검사를 안전 거리에서 실시할 수 있도록 해준다."

고감도 모드 (HSM)

고감도 모드 (HSM)은 모든 GF-시리즈 광학 가스 화상 (OGI) 카메라에 들어 있는 특수 기능입니다. 이것은 카메라의 열감도를 효과적으로 높여주는 이미지 추출 비디오 처리 기법입니다. 고감도 모드 (HSM)은 비디오 스트림 프레임의 개별 픽셀 신호 비율을 이후의 프레임들에서 추출한 후, 프레임들 간의 차이를 강화해 결과물로 나온 이미지에 누출이 보다 선명하게 드러나도록 해줍니다.

수리가 필요한 누출은 모두 유지관리 인력에게 보고됩니다. 이 과정에서도 광학 가스 화상 (OGI) 카메라가 스니퍼보다 나은 점이 있다고 Schiller는 말합니다. "스니퍼를 사용할 때에는 정확한 누출 위치를 말로 설명해야 하는데, 이것이 종종 어려울 때가 있다. 광학 가스 화상 (OGI) 카메라의 경우에는 그냥 비디오 파일을 작업 주문서에 첨부하기만 하면 유지관리 인력이 스스로 누출된 곳을 찾아볼 수 있다. 이것은 누출 보고서를 작성할 시간을 줄여주고 플랜트에서 더 많은 시간을 보내며 누출을 탐지하거나 다른 업무를 수행할 수 있도록 해준다."

늘어난 점검 빈도

이러한 점검에는 시간이 덜 소모된다는 점 때문에 FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 사용하자 누출 탐지 빈도가 크게 늘어났다고 Schiller는 말합니다. "스니퍼만 사용했을 때에는 격년으로 점검을 했다. 모두 다해 길이가 100 킬로미터가 넘는 이 플랜트 내의 모든 배관들을 다루려면, 한 팀이 스니퍼로 전체 플랜트를 점검하는데 꼬박 일주일이 걸린다. 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 이용하면 한 명이 하루에 할 수 있다. 광학 가스 화상 (OGI) 카메라가 있는 지금은, 전체 플랜트를 1년에 2 번씩 점검하고 있고, 매번 시동마다 즉석 점검도 하고 있다. 그래서 점검 빈도가 크게 늘어났다."

스테눙순드의 Borealis에서 쓰이는 FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라 같이 자주 사용되는 도구는 가볍고, 작아야 하며 등과 팔의 긴장을 방지할 수 있도록 인체공학적으로 설계되어야 합니다. 모든 FLIR GF-시리즈 광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 인체공학적으로 설계돼 있습니다. 회전 손잡이, 다이렉트 액세스 버튼, 틸터블 뷰파인더(tiltable viewfinder), LCD 화면을 가진 FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 최종 사용자의 관점에서 첨단 인체공학으로 노동자의 안전을 강화할 수 있도록 설계돼 있습니다. 무게 2.4 kg의 FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 비교적 가볍고 작은 편입니다.

적외선 흡수

FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라에는 냉각 양자 우물 적외선 광 검출기(QWIP) 적외선 디텍터가 들어 있어 열감도25 mK (0,025 °C)에서320 x 240 해상도로 열화상 이미지를 보여줍니다. FLIR GF-시리즈 광학 가스 화상 (OGI) 카메라의 가스 시각화 기능은 가스에 의한 적외선 흡수에 기반하고 있습니다. 가스는 특정 파장 부분에서 전자기 방사선을 흡수합니다. 모든 FLIR GF-시리즈 광학 가스 화상 (OGI) 카메라에는 스펙트럼 필터와 초점면 배열(FPA) , 광학 시스템이 들어 있으며 이러한 스펙트럼 부분에 맞춰 튜닝됩니다. 해당 가스가 적외 방사선을 흡수하고 그 가스 너머의 물체에서 나오는 방사선을 차단하기 때문에, 사용자가 백색 고온(white hot) 설정을 선택했는지, 흑색 고온(black hot) 설정을 선택했는지에 따라, 가스 누출이 열화상 이미지에서 검은 기둥이나 하얀 기둥으로 나타나게 됩니다. .

비디오 영상 녹화

실시간 시각화 외에도 FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 가시 광선 비디오 화면과 열화상 비디오 영상을 모두 다 기록할 수 있습니다. "이것이 매우 중요한 이유는, 움직이는 연기 기둥은 스틸 사진보다 비디오에서 훨씬 더 선명하게 보이기 때문이다"라고 Schiller는 말합니다. "보통은 누출 보고를 할 때 해당 위치를 유지관리 인력에게 보여주기 위해 비디오 모드에서 비디오 녹화를 시작한 후, 가스 탐지 모드로 바꿔 누출을 보이게 하고 다시 비주얼 비디오 모드로 바꿔 누출 위치가 맞는지 확인한다. 이 방식이 우리에게 정말로 효과적이었다.”

"이 플랜트는 비교적 새 것으로, 예전 폴리에틸렌 플랜트를 대신하기 위해 몇 년 전에 생겼다."라고 Schiller는 말합니다. "이 새로운 폴리에틸렌 플랜트는 초창기에 몇 가지 작은 문제들이 있었지만, 광학 가스 화상 (OGI) 카메라 덕분에 세계에서 가장 누출방지가 뛰어난 폴리에틸렌 플랜트 중 하나가 될 수 있었다. 한 가지 알려주자면, 이 새로운 플랜트는 예전 플랜트보다 두 배 더 많이 폴리에틸렌을 생산하지만, 누출로 인해 새나가는 VOC의 양은 10배 적다. FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라가 이렇게 매우 낮은 누출을 가능하게 해준 것이라 생각한다."

예상치 못한 장소에서의 누출 탐지

Schiller에 따르면, 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 사용했을 때의 이점 중 하나가 예상치 못한 장소에서 누출을 탐지하게 될 수 있다는 점입니다. "누출은 정말로 가장 생소한 곳에서 나타날 수 있다. 배관의 벤드에 지지대 파이프를 용접한 사례가 있었는데, 용접공이 과도하게 열중한 나머지 그 배관에서 지지대 쪽으로 누출이 생겼다. 광학 가스 화상 (OGI) 카메라 덕분에 파이프 지지대에서 빠져 나오는 가스를 쉽게 찾아낼 수 있었다. 열 이미지에 그것이 매우 선명하게 드러났기 때문인데, 만약 스니퍼였다면, 그 누출을 탐지하는데 한참 걸렸을 것이고, 설령 탐지했더라도 파이프 지지대의 누출을 누가 알아보겠는가?"

"예상치 못한 누출 장소의 또 다른 예가, 단열재에서 새는 가스를 내가 발견했을 때이다. 반대편 끝 연결부위의 누출 때문에 단열재 너머에서 가스가 새었고, 반대편 끝에서 그것이 다시 새어 나왔다. 이것은 광학 가스 화상 (OGI) 카메라로 탐지해낸 여러 누출 사례들 중 하나일 뿐으로, 스니퍼였다면 탐지가 거의 불가능 했을 것이다. 스니퍼는 바로 그 지점에 정확하게 대야 누출을 탐지할 수 있어서, 누출이 짐작되는 장소들에 조사관이 자리를 잡고 있어야 한다. 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 이용하면 카메라의 시야 범위 내에 있는 모든 누출을 볼 수 있다. 이것으로 쉽고 빠르게 누출 지점을 찾아낼 수 있고, 점검을 보다 꼼꼼하게 할 수 있다."

투자 가치

"어떤 회사들은 가격표를 보고 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 사기 주저할 지도 모른다. 스니퍼가 훨씬 더 저렴하니 이해할 만 하다.”라고 Schiller는 말합니다. "그렇지만 이러한 구입가 차이에 흔들리면 안 된다. 첫째, 스니퍼로 점검을 하는 데에는 훨씬 더 많은 노동과 인시가 들기 때문에, 적어도 이곳 유럽에서는 싸게 드는 것도 아니다.. 둘째, 예상치 못한 장소에서의 누출은 스니퍼로 찾아내기 어렵고 놓치기 쉽기 때문에 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 사용하는 것이 인력의 안전과 주변 지역 거주자들의 안전을 기하는데 도움이 된다. 따라서 안전이야 말로 투자할 가치가 있다고 생각한다. 또한 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 사용하면 플랜트 노동자들의 안전 의식도 높아진다. FLIR GF306 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 통해 어떤 가스 누출도 내 시야에서 벗어날 수 없다는 것을 알고 그들도 안전함을 느끼고 있다."

"마지막으로 중요한 것은, 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 사용하면 대기로 소실되는 가스의 양을 줄일 수 있다는 것이다.”라고 Schiller는 말합니다. "이러한 가스들이 우리의 기반 물질이라는 점을 고려하면, 누출로 이것을 잃는 것은 낭비이다. 차라리 이것을 플라스틱으로 바꾸는 것이 낫다. 따라서 가스 누출은 사실상 돈을 버리는 것과 같다. 누출을 줄임으로써 광학 가스 화상 (OGI) 카메라가 그 값을 다하게 될 것이다. 따라서 나는 광학 가스 화상 (OGI) 카메라가 투자할 가치가 있다고 확실히 말할 수 있다."