홍성백 한국가스공사 기술사업단장

세계 배관검사시장에 도전장 낸 KOGAS

배관검사·방식진단·배관관리 컨설팅 등 종합서비스 제공
자체 개발 ILI 기술로 베트남 비롯 해외시장 확장 계획

[에너지신문] 한국가스공사의 배관은 대부분 지하에 매설돼 있어 배관의 부식방지, 배관내부검사, 타공사 관리 등 종합적인 배관망관리가 필수적이다. 또한 중앙통제소의 첨단 시스템을 통해 전국 배관망 내 가스의 유량, 압력 및 위험경보를 24시간 감시하며, 어떠한 상황에서도 중단 없는 가스공급이 가능하도록 최신의 백업 감시센터를 구축해 모니터링 하고 있다.

가스공사는 1986년 국내 최초로 평택발전소에 천연가스를 공급한 이래 전국의 배관망을 통해 2016년 현재 전국 39개발전소, 31개 도시가스사에 천연가스를 공급 중이다.

단일 기업으로는 세계 최대 저장시설과 송출설비를 설치, 운영하고 있으며 지난 30년간 천연가스 생산기지 및 배관, 공급설비를 설계, 건설, 운영 및 유지 보수를 실시해 해당 분야에 대해 다양한 경험과 기술력을 축적하는 것은 물론, 이를 바탕으로 해외에 기술을 수출하고 있다.

지난 30년 이상의 배관 운영경험을 바탕으로 가스공사는 그동안 축적된 배관 건전성 관련 모든 기술과 노하우를 한데 묶어 파이프라인 인티그리티 토탈 솔루션 프로바이더(Pipeline Integrity Total Solution Provider)라는 상품을 개발해 기술사업화팀을 중심으로 국내는 물론 세계시장 진출을 적극 모색하고 있다.

필자는 가스공사가 10여년 간에 걸쳐 독자개발한 배관망의 내부검사 기술인 ILI(In Line Inspection) 기술에 대해 소개하고자 한다.

ILI 기술의 이해를 위해서는 먼저 배관망 감시 및 진단사업에 대한 이해가 필요하다. 배관망 감시 및 진단사업은 크게 세 단계로 이뤄지며 첫 단계로 배관의 속성, 토양의 저항성, GIS(Global Positioning System)시스템의 데이터베이스 등을 수집해 ‘설계, 시공 및 시운전’을 한다.

두 번째 단계는 ‘상시감시기술’로서 배관의 코팅보호상태, 음극방식상태, AC·DC 간섭측정, 타공사 관리 등을 수행한다.

마지막 단계로는 ‘정밀진단기술’이 이용되는데 배관검사 대상구간을 피깅이 가능한 구간과 불가능한 구간으로 나눠 피깅이 가능한 구간은 인텔리전트 피깅을, 피깅이 불가능한 구간은 ECDA(External Corrosion Direct Assessment 외부부식직접평가)라는 간접적인 방식으로 배관에 대한 검사를 시행한다.

현재 대부분의 배관은 피깅이 가능하며, 피깅을 통한 배관 내 검사는 현재까지 개발된 기술 중 가장 보편적이며 효과적인 배관검사 방법으로 꼽힌다.

▲ 한국가스공사는 지난해 11월 베트남 국영석유가스회사의 자회사인 PVU와 배관 건전성 검사 사업에 대한 에이전시 계약을 체결했다.

■In-Line Inspection 기술, 배관 건전성 평가 필수기술로 자리잡아
ILI(In-Line Inspection) 기술은 배관 내 비파괴 검사 장비를 탑재한 인텔리전트 피그를 주입, 배관 공급을 차단하지 않고 유체의 흐름을 이용해 피그를 진행시켜서 배관검사를 수행하는 방법이다.

가스공사는 비파괴 검사장비와 IT기술을 접목시킨 인텔리전트 피그를 개발·운영하고 있으며 배관의 손상, 변형, 부식결함 등의 위치, 크기, 상태 등을 알아낼 수 있다. 대부분의 인텔리전트 피그기술은 크게 세 가지 방법으로 구분된다.

첫 번째는 지오메트리 피그(Geometry Pig)로 캘리퍼를 이용해 기하학적 결함(dent, ovality, wrinkle) 등 배관의 물리적 형상의 이상 유무를 진단한다. 이는 INS·GPS 기술을 이용해 배관의 전자지도(digital mapping)를 작성하는데 사용되며, 후속 장비의 통과여부를 판단하게 된다.

두 번째는 MFL(Magnetic Flux Leakage) 피그로 배관에 자기장을 형성해 자기누설을 감지, 배관 손상여부를 진단하고 INS·GPS 기술을 이용해 배관의 전자지도를 작성하는 방식이다. 이를 통해 배관 모재 부식 및 외부손상 등으로 발생한 배관 두께손실을 감지함으로써 배관관리방법에 가장 유용하게 활용할 수 있는 인텔리전트 피그 기법이다.

세 번째는 울트라소닉 피그(UltraSonic Pig)로 초음파 신호의 응답 시간의 차이를 가지고 배관의 두께를 측정하는 방법이다. 이 기술은 초음파의 특성상 액체 배관에만 사용 가능하다. 피그 속도 제한(2m/sec이하) 등 조건제약이 있지만 MFL방식과 같이 배관 모재 부식, 외부손상 등으로 발생한 배관 두께손실(Metal-loss)을 감지할 수 있으며 MFL 피그에 비해 균열을 탐지할 수 있는 장점을 가지고 있다.

이러한 인텔리전트 피그 기술은 배관의 수명연장 및 안전사고 방지를 위해 석유, 가스 등 수송분야 배관의 건전성 평가에 필수적인 기술로 자리 잡았으며 배관의 건설, 유지보수, 해체에 이르기까지 광범위하게 사용되고 있다.

■ 가스公, 총 41개구간 2217km 인텔리전트 피깅 성공
가스공사는 지난 2000년부터 인텔리전트 피그 연구개발에 착수, 2004년 지오메트리 피그 개발 및 2008년 자기누설피그를 개발하고 자체보유 배관에 대해 상업적용을 실시, 약 10년간에 걸쳐 2000km 이상의 배관에 대한 검사를 시행함으로써 기술입증을 마친 상태다.

몇몇 선진기업들이 독점하던 인텔리전트 피그 기술은 숱한 시행착오를 거쳐 개발됐다. 2000년 개발에 들어가 2003년 지오메트리 피그 상용제품 개발, 2006년 MFL 피그 상용제품 개발에 성공했다. 개발된 기술에 대한 성능의 비교검증을 위해 기존 외국용역사가 수행한 동일구간(해미~대천)에 대해 시험을 실시한 결과 GE-PII사의 기술과 비교해 동등이상의 결과를 얻게 됐다.

또한 사내 배관 총 500여km에 시범 적용해 봄으로써 기술에 대한 확신을 갖게 됐다. 후속으로 개발된 MFL 피그 역시 외국 용역업체가 수행했던 동일한 구간(평택~유성)에 적용, 비교한 결과 동등이상의 결과를 얻어 마침내 가스공사는 2009년 상업 적용하기로 결정했다.

가스공사는 자체개발한 지오메트리 피그 및 자기누설피그로 2016년 12월 현재까지 총 41개구간 2217km 인텔리전트 피깅을 성공적으로 수행했다. 이를 통해 신뢰성 제고와 축적된 피그운영기술력을 바탕으로 현재 다양한 인텔리전트 피그 라인업 구성을 계획 중이며, 국내외 시장 진출 모색하고 있다.

▲ 가스공사는 ILI기술을 이용해 배관의 건전성을 강화해 나가고 있다.

■ 배관관리기술 종합한 토탈 솔루션 서비스 제공자 목표
가스공사는 자체 개발한 인텔리전트 피그를 활용해 현재 기술사업화를 추진 중이다. 특히 해외 배관검사 시장 진출을 위해 적극 나서고 있다.

가스공사의 주요사업 타깃은 첫째, 배관 물리적 형상 및 수치 지도화사이다. 이는 지오메트리 피그 이용 배관의 용접부위, 벤드 및 여타 기하학적 결함 등에 대한 배관의 형상과 매설배관 및 수치지도화 서비스를 수행하는 사업이다.

둘째, 배관 건전성검사 사업으로는 자기누설피그를 이용해 배관의 부식, 외부손상 등으로 발생한 두께 손실을 탐측하는 서비스로 핵심사업 영역이라 할 수 있다.

마지막으로는 가스공사가 보유한 배관관리기술을 종합해 토탈 솔류션 서비스를 제공하는 사업이다. 즉 배관검사 뿐만 아니라 방식진단, 배관관리 컨설팅 등 부대사업을 포함한 종합서비스를 제공한다는 계획이다.
주요 고객으로는 국내외 석유 가스 배관운영 기업이며, 사업의 확대와 수요확보를 위한 사업전략으로 협소한 내수시장을 탈피해 해외시장 진출을 모색하기 위해 베트남과 업무협력관계를 맺고 있다.

현재 가스공사는 베트남을 대상으로 한 천연가스 분야 시장조사와 향후 전망에 대해 베트남 호치민 대학과 협력 프로젝트를 진행 중이며, 지난해 11월 9일 베트남 국영석유가스회사(PVN)의 자회사인 PVU대학과 에이전시 계약을 체결, 베트남에서 본격적인 ILI 사업추진의 발판을 마련했다.

가스공사는 우수한 장비제공과 데이터 분석기술을 가지고 외국현지 기업과 협력해 소수의 선발기업들에 의해 독점되고 있는 세계 배관검사 시장에 진출해 수년 내 동남아 및 중국시장까지 영역을 확장해 나갈 계획이다.

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