[한국에너지신문] 한국전력 전력연구원(원장 배성환)은 화력발전소 보일러 튜브의 균열을 발생 초기에 찾아내 발전소의 고장 정지를 사전 예방할 수 있는 ‘보일러 튜브 초음파 3D 검사 장치’를 국내 최초로 개발했다.
화력발전소 보일러에서 증기를 생산하는 튜브 용접부에 용접 불량 때문에 생기는 작은 균열은 찾아내기가 힘들다. 하지만 이러한 균열은 보일러 온도가 변하면서 용접부와 튜브를 망가뜨려 결과적으로는 발전소 정지의 원인이 된다. 이 때문에 보일러 균열은 최대한 빨리 찾아내야 한다.
이 장치는 3D 시각화 기술을 적용해 많은 수의 튜브 단면 검사 결과를 하나로 모아 입체적으로 표시해 준다. 검사자가 튜브의 결함 유무와 위치를 직관적으로 판단할 수 있으며, 3D 기술을 이용해 1mm 정도의 작은 균열도 쉽게 찾아낼 수 있다.
이 장치는 검사 대상인 튜브 용접부 형상을 3D로 만들고, 위상배열 초음파 센서를 사용해 튜브 표면에서 여러 신호를 보낸 후 되돌아오는 신호를 모아 결함의 위치를 3D 형상에 표시해 준다. 검사자는 단면 검사 결과를 여러 장 비교하는 번거로움에서 벗어나 3D 형상을 검사함으로써 균열을 쉽게 찾아낼 수 있으며, 단면 검사 결과로 찾기 힘든 작은 균열까지 찾아낼 수 있다.
현재까지 보일러 튜브의 균열을 찾는 것은 화력발전소 계획 예방정비 기간에 일반 초음파 검사 등 비파괴검사 방법을 적용하고 있다. 하지만 이 방법으로는 검사자가 튜브 단면에 대한 검사 결과만을 이용해 결함 유무를 판단하기 때문에 검사자의 경험에 따라 평가결과가 달라진다.
이번에 개발한 검사 장치는 화력발전소 보일러 튜브의 결함을 쉽고 정확하게 찾아낼 수 있어, 화력발전소의 사고예방과 안정적 운영에 기여할 것으로 기대된다.
향후 국내 비파괴 검사업체에 기술이전해 국내 화력보일러 튜브 검사에 확대 적용하기로 했다. 보일러 튜브만이 아니라, 가스 배관 등 다양한 배관 설비에 적용할 수 있다.
배성환 전력연구원 원장은 “기존의 검사 방법에 디지털 데이터 처리기술을 적용해 정확도와 신뢰성을 개선한 좋은 사례”라고 밝혔다.
