유체 시스템 누설을 감지 및 방지하는 방법

유체 시스템 누설의 일반적인 원인과 비용

대부분의 플랜트에서 유체 시스템 내의 누설은 흔히 발생합니다. 여러분은 공장의 안전과 수익성을 유지해야 하는 위치에 있기 때문에, 아주 작은 누설도 문제로 받아들여야 합니다. 따라서 누설이 어떻게, 왜 발생하는지, 누설을 어떻게 발견하고 검사할지, 최종적으로 공장 전체에 걸쳐 누설을 해결하고 줄이려면 어떤 전략을 펼쳐야 하는지 이해하면 여러분에게 도움이 될 것입니다.

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누설로 인한 비용

플랜트 내에서 흔히 발생하는 누설을 지체 없이 발견하고 예방 계획을 구축하는 데에는 다음과 같은 수많은 경제적인 이유가 존재합니다.

• 매년 수백만 갤런의 유압 유체가 폐기되는 것으로 추정됩니다. 1갤런당 약 $40 손해를 봅니다.
• 유체 윤활이 줄어들면, 조기 마모 및 기계 고장으로, 결국 값비싼 장비가 손상될 수 있습니다.
• 플랜트에서는 누설을 해결하기 위해 공정을 멈출 때마다 잠재적으로 생산량이 감소하게 됩니다. 이때 발생한 다운타임은 매우 중대한 수익 손실을 초래할 수 있습니다.
• 누설 때문에 기구의 캘리브레이션이 잘못 설정되거나 제대로 작동하지 않아, 의도치 않게 기준 미달의 제품을 생산할 수도 있습니다. 이렇게 생산된 제품은 다시 만들어야 하거나, 저렴하게 판매하거나, 처분해야 합니다.
• 누설로 인해 기름이 유출되면 미끄럽거나 사고가 날 수 있는, 위험한 근무 환경이 조성될 수 있습니다. 비산 누출 또한 해결하는 데 비용이 많이 들며, 직원들의 건강이 위험해질 수 있습니다.
• 누출로 인해 시스템 및 장비가 안전 규제를 위반한 경우, 규제 위반으로 인해 심한 벌금이 부과될 수도 있습니다.
• 누설을 발견하고 해결하려면 시간과 비용이 듭니다. 독성 화학물질에 대한 누설을 관리하기 위해 특수팀을 고용해야 하고, 이후 철저한 조사를 위한 시스템 중단 비용까지 감수해야 할 수도 있습니다.

유체 시스템 누설의 3가지 일반적인 원인

대부분의 누설은 놀랍게도 불량 부품 때문에 발생하는 것이 아닙니다. 그보다는 인적 오류 때문에 발생하는데, 즉 부품 설치 과정에서, 혹은 부품 선택 과정 자체에 의해 발생합니다. 적합한 부품을 선택하고 이 부품을 올바르게 설치하면 공장의 안전을 강화하고 시간과 비용을 크게 절약할 수 있습니다.

공장에서 발생하는 누설을 더 잘 파악하고 줄일 수 있도록, 스웨즈락의 필드 엔지니어들이 누설의 가장 일반적인 원인 3가지를 다음과 같이 기록해 놓았습니다.

• 신뢰할 수 없는 금속 간 밀폐: 특히 긴 시간 동안 신뢰도가 높은 금속 간 밀폐를 만들고 유지하기란 어려울 수 있습니다. 금속 간 밀폐를 사용할 때는 누설을 예방하기 위해 반드시 제조사 지침을 정확히 준수해야 합니다. 밸브는 특히 반복적인 가스 차단이 필요할 때, 소프트 시트 밀폐가 되어 있는 부품으로 교체할 수 있습니다.
• 부적절하게 설치된 튜브 피팅: 적절하게 조립된 튜브 피팅은 누설의 발생 가능성을 대폭 줄이고 공장의 안전을 강화합니다. 기술자들이 페렐을 올바르게 맞추고 간격검사측정기를 사용하여 알맞은 조임을 정확하게 확인하는 등, 적절하게 피팅을 구성하는 방법에 대해 교육받도록 하십시오.
• 잘못된 튜빙 선택, 조작 및 준비: 튜빙을 선택하고 준비하는 과정 또한 누설 가능성을 높일 수 있습니다. 프로세스 유체나 외부 환경에 호환하지 않는 튜브 재질은 쉽게 부식하고 빨리 고장이 나며 누설을 발생시킵니다. 또한 튜빙이 균일하지 않게 절단되거나, 찌그러지고, 긁히거나 꺼스름 제거가되지 않았다면 피팅의 밀폐력을 보장할 수 없습니다.

누설의 3가지 유형

누설의 유형을 이해하면 누설을 해결할 적합한 방법을 결정할 수 있을 것입니다. 스웨즈락 엔지니어가 유체 시스템에서 일반적으로 마주치는 누설의 3가지 유형을 다음과 같이 설명하였습니다.

실제 누설: 시스템 유체를 가두거나 주변 환경에서 분리하는 압력 차단벽의 고장으로 인해 발생하는 누설. 이 유형은 재료에 금이 가거나 밀폐된 표면 사이의 틈이 벌어지면 발생합니다.

가상 누설: 재질에서 기체가 빠지고 흡수되거나, 흡수된 유체가 틈 또는 데드레그에 갇히는 등 내부에 갇힌 유체가 유체 시스템으로 방출되며 발생하는 누설.

투과:  작은 크기의 분자만 통과할 수 있는 압력 차단벽의 안팎 및 내부로 통하는 유체의 흐름.

누설 감지 방법

일반적으로 대부분의 누설 검사는 가압형 시스템에서 시행되는데, 실제 공정 유체를 사용하거나 유체 대용으로 물, 공기, 질소 또는 헬륨을 사용합니다. 검사 방법을 실용적으로 나누자면, 설치된 장비에서 시행하는 전형적인 방법과 작업대(혹은 실험실)에서 시행하는 더 일반적인 방법이 있습니다.

1. 외관 검사: 외관 검사는 유체 시스템의 누설 검사 중 가장 기본적인 유형입니다. 누설은 실제 방울이 떨어지거나 누설된 부분 아래의 표면이 젖은 상태로 발견됩니다. 이는 설치된 장비에서 가장 일반적으로 시행하지만, 호스 조립을 검사할 때는 작업대에서도 많이 시행합니다.
2. 기포 검사: 기체 시스템에서 가장 간단하고 비용 효율적인 방법입니다. 기포 검사는 얇은 막 계면활성제(Snoop 등)나 수조에 침전하는 방법을 시행하며, 설치된 장비와 작업대 모두에서 흔히 시행하는 검사입니다. 이 검사를 통해 누설의 양보다 누설 여부만 알 수 있으며, 기포가 생기는지 관찰해야 합니다.
3. 압력 변화 검사: 액체와 기체에 모두 시행하는 방법입니다. 검사 장비는 규정된 기간 동안 규정된 압력으로 격리된 상태에서 일정한 압력을 유지해야 합니다. 점진적인 압력 저하를 측정하여 누설을 파악할 수 있습니다.  일반적인 유형의 압력 변화 검사는 압력 감소입니다. 이 검사는 일반적으로 작업대에서 시행하지만, 검사 설계를 신중히 고려한다면 설치된 장비에서도 시행할 수 있습니다. 압력 변화 검사는 최소 장비만 필요하고 자동화할 수 있습니다.
4. 초음파 검사: 이 검사는 기체 시스템에서 사용합니다. 검사를 시행하려면 누설의 위치를 파악하기 위해 사용하는 초음파 계측 장비가 필요합니다. 이 검사는 가압 시스템 누설의 대략적인 비율을 계산할 때 사용합니다. 또한 소리를 발생시키는 장비를 인보드에 추가하여 비가압 시스템에서 시행할 수 있습니다. 공기음 초음파 검사는 설치된 장비에서 주로 사용합니다.
5. 질량 분석 검사: 이 검사는 기체 시스템에서 사용합니다. 질량 분석계는 소량의 누출 가스가 있는지 감지하고 누출을 정량화하는 데 사용됩니다. 대용 유체로는 거의 헬륨만을 사용하며 헬륨 누설 검사라고 부르기도 합니다. 아웃보드 검사는 가압 시스템에 사용하고 인보드 검사를 진공 시스템에 사용합니다. 이 검사 방법은 미량의 누설을 파악하기 위해 작업대에서 가장 많이 사용합니다.

누설의 우선순위

공장에서 발생하는 누설의 모든 유형을 당장 파악하는 것은 불가능하므로, 팀원들끼리 협력하여 유지보수 및 수리 작업의 우선순위를 정하기 위해 누설을 분류할 수 있습니다.

• 위험한 누설: 안전을 침범하는 누설은 모두 최우선으로 해결해야 합니다. 여기에는 독가스 및 부식성 화학물질의 누설, 미끄러짐 및 넘어짐을 발생시키는 누설이 포함됩니다. 위험 관리 매니저가 이러한 안전 문제를 먼저 파악한 다음, 최고의 유지 보수 기술자를 보내 즉시 해결하도록 하십시오.
• 비용이 많이 드는 누설: 플랜트의 모든 누설을 총체적으로 보면 비용이 상당히 커질 수 있습니다. 그러나 어떤 누설은 규모가 아주 작더라도 비용의 상당 부분을 차지할 수 있습니다. 이를테면, 값비싼 아르곤 가스에 작은 누설이 발생하면 저렴한 비용의 기체 누설이 크게 발생한 것보다, 그 수리 비용이 훨씬 많을 수 있습니다. 누설 관련 절감 비용을 신속하게 늘릴 수 있는 방법을 알아보십시오.
• 그 밖의 누설: 마지막으로, 안전 위험을 유발하지 않으면서 큰 손실의 원인이 되지도 않는 사소한 누설이 다양하게 발생할 수 있습니다. 이렇게 우선순위가 낮은 문제는 유지 보수 팀이 더 중대한 업무를 처리한 후에 해결해도 늦지 않습니다.

다양한 유형의 누설을 파악하고 해결하는 기술을 보강하기 위해 엔지니어와 기술자를 다양한 주제로 교육하고 또 재교육하면 도움이 될 것입니다. 이러한 교육은 올바른 재질 선택에 관한 교육부터 실습까지 다루고, 튜브 벤딩과 튜브 피팅 설치 절차에 관한 기술 개발 과정을 포함할 수 있습니다. 다행히도 플랜트의 효율성 및 안전성을 위해 스웨즈락은 전문화 교육 및 훈련 프로그램을 다수 제공하고 있습니다. 팀이 교육을 받은 후에는 누설을 파악하고 해결하는 데 집중할 수 있고, 여러분의 플랜트는 더 안전하고 비용 효율적인 작업을 실현할 수 있을 것입니다.

누설을 파악하고 해결하는 방법에 관해 자세히 알아보고, 모범 사례를 통해 여러분의 팀을 교육하시려면, 현지 스웨즈락 판매 및 서비스 센터로 문의하십시오.

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