산업용 유체 시스템은 많은 산업에서의 고압 및 고온의 액체와 가스를 운송하는 막중한 역할을 한다. 이러한 시스템의 성능을 극대화하는 것은 최종 제품의 품질과 작업자 및 기술자의 안전을 확보하기 위해 매우 중요하다.
예컨대 오일 및 가스 시설은 보통 외진 곳이나 해양에 설비되기 때문에 유체 시스템의 안전성에 큰 영향을 받는다. 이런 시스템은 방대하고 복잡하여 다양한 부분에서 항상 안전 문제가 발생할 수 있다. 고장이 발생하지 않으면서 시스템의 모든 부분을 안전하고 안정적으로 가동하는 방법은 무엇일까? 바쁘고 인력이 부족한 현장에서 유체 시스템의 안전성을 위해 가장 중요하게 고려해야 할 사항을 간단한 체크리스트로 정리해본다.
설계의 단순화
설계가 단순한 만큼 고장이 발생할 가능성도 줄어든다. 예를 들어, 방향이 많이 바뀌는 파이프에는 그만큼 파이프 피팅 연결 지점이 더 필요하다. 파이프 대신 밴딩이 가능한 튜빙을 사용하면 연결 지점을 상당히 줄일 수 있을 뿐 아니라 누설을 예방할 수도 있다. 연결되는 지점을 적게 만드는 것 또한 유지보수 및 관리 절차를 간소화할 수 있다. 설계를 단순화하는 또 다른 방법은 최적의 시스템 설비를 제공하는 믿을 만한 파트너를 선택하는 것이다.
올바른 부품 선택
올바른 부품을 선택하려면 공정 조건을 완전히 이해해야 한다. 예를 들어, 정전기가 발생하는 유체 시스템에서는 정전기를 호스 코어를 통과시켜 배출하기보다, 전도성의 금속 코어 또는 정전기 예방 흑연을 사용한 PTFE 코어를 사용해야 한다. 재질을 올바르게 선택하면 향후 발생할 수 있는 누설을 예방할 수 있다.
또한 피팅을 누설 없이 연결하기 위해서는 유체 시스템의 튜빙 재질끼리 서로 호환 가능해야 하고 적절한 경도(hardness)를 갖춰야 한다. 피팅이 금속 튜빙을 효율적으로 잡아 줘야 하므로 튜빙은 피팅보다 더 연질(softer)이어야 한다. 스테인리스강 튜빙에는 황동 피팅을 사용하지 말아야 하는데, 이는 피팅 재질이 튜브를 지탱하지 못할 만큼 너무 연하기 때문이다. 부품을 선택할 때 다음 사항도 고려해야 한다.
부품 혼합사용 금지
기존의 부품을 다른 제조업체의 부품과 혼합하여 조립하거나 혼용하면, 잠재적인 누설이나 안전성 관련 문제 등이 발생하여 전체 시스템 성능이 저하될 수 있다. 이를테면, 각기 다른 제조업체가 제조한 1/2인치 피팅은 공차가 서로 다를 수 있다. 이렇게 부품이 서로 호환하지 않는다면 성능이 저하될 가능성이 커진다. 고압, 진동, 진공, 온도 변화를 견디는 누설 없는 밀폐를 확보하는 것이 매우 중요하며, 믿을 수 있는 동일한 제조업체를 통해 튜빙과 피팅을 선택하여야 이러한 위험성을 방지할 수 있다.
제조업체의 가이드 준수
같은 제조업체에서 부품을 선택하였다면, 제조업체의 지침에 맞춰 올바르게 부품을 조립하고 분해하는 절차를 따라야 한다. 매우 당연한 이야기지만, 경험 많은 기술자부터 제조업체가 제공하는 특정 지침을 자세히 읽고 따를 필요가 있다. 이를 따르면 다음과 같은 오류를 방지할 수 있다.
▲ 제대로 조이지 않은 피팅으로 인한 누설 및 튜빙 빠짐(blowout)
▲ 피팅 설비 전 튜브 피팅 몸체의 턱에 튜빙이 완전히 닿았는지 확인하지 않는 것
▲ 튜브의 타원도(ovality), 결함, 긁힘 등의 이유로 완전히 밀폐되지 않는지 확인하지 않는 것
▲ 피팅 제조업체가 권장하는 튜빙 벽 두께를 사용하지 않는 것
▲ 충분한 피팅 조립을 확보하는 올바른 간격 측정 검사기를 사용하지 않는 것
설계 시 실제 작동조건 고려
조립할 때는 유체 시스템이 가동되지 않는 상태이기 때문에 진동, 고압, 온도 등 시스템이 가동될 때의 일반적인 작동 조건들을 경시하는 경우가 많다.
시스템을 설계할 때 이러한 요인을 모두 염두에 두어야 한다. 고압을 사용하는 동안 튜브와 피팅에 피로(fatigue)가 가해지지 않도록 적절한 지지대를 추가해야 한다. 연결 부위에 움직임이 가해지면 응력(strain)이 발생하므로 적절한 움직임을 고려해야 한다. 예를 들어, 상당한 진동이 예상되면 튜빙 대신 호스를 사용할 수 있으며, 이로써 호스의 최소 굽힘 반경 보다 굽힘이 작게 발생하는 것을 예방하기 위해서 움직임을 충분한 길이로 분산시킬 수 있다.
반드시 라벨링해야 하는 부품
유체 시스템의 부품을 지속적으로 라벨링하여 표시해놓으면 기술자의 실수를 미연에 방지하는 데 도움이 된다. 해당 시스템의 상세 작업 내용을 태그에 기재하여 장비와 호스 등에 부착하면, 작업자는 이에 적합한 작업을 진행할 수 있다. 또한 플랜트 전체의 핸들, 튜브, 파이프를 색깔 코드로 구분하면, 작업자는 즉각적으로 해당 부품을 통과하는 유체 또는 가스의 종류를 알 수 있어 오류를 줄일 수 있다.
이와 같은 체크리스트를 하나씩 확인해 나가면 더 안전하게 산업용 유체 시스템을 작동할 수 있을 것이다. 체크리스트가 사고 없는 안전한 작업 환경 유지의 길잡이가 되기를 기대한다.