한전 전력연구원(원장 이중호)은 국내 최초로 발전소 보일러 튜브, 배관 등 주요 부품의 응력상태 검사 및 매핑기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
발전소 보일러는 고온·고압의 극한 환경에서 가동되기 때문에 부속 기기의 손상이 발생할 수 있다. 설비 손상은 발전소 불시정지를 야기하거나 운전 및 정비 비용을 상승시켜 운영비용 증가의 주 원인이 된다.
기존에는 육안검사나 초음파 탐상검사법을 활용해 보일러 주요 부품을 진단했는데, 현실적으로 짧은 계획예방정비 기간 내에 효과적으로 점검하는 것이 불가능했다.
전력연구원은 이러한 문제를 해결하고자 2020년부터 기존 검사기법의 한계를 극복하고 보일러 주요 부품의 응력상태를 관리할 수 있는 기술 개발에 착수했다.
금속재료는 응력이 변하거나 열화가 발생할 경우 재료의 자기장 왜곡 현상으로 인해 누설 자발자기장(Self Magnetic Leakage Fields)이 발생한다. 전력연구원은 이 누설 자발자기장을 감지해 재료 내부의 응력집중과 손상을 탐지할 수 있는 원리를 기반으로 보일러 부품의 응력상태 검사 기술을 개발을 완료했다.
이 검사 기술은 보일러 부품의 표면뿐만 아니라 내부 결함 및 열화상태의 검출이 가능하고 기존의 비파괴 검사 속도를 80~90%를 단축시켜 발전소 정지 기간 중 효율적으로 검사를 수행할 수 있다.
전력연구원은 보일러 부품 형상에 특화된 스캐너를 개발하고 사물인터넷(IoT) 기술을 검사 장치에 추가함으로써 응력의 분포 상태를 위치별로 매핑할 수 있는 기술도 선보이고 태안·당진·하동·보령화력 보일러에서 실증을 마쳤다. 향후 이 기술을 바탕으로 설비의 응력상태 매핑 이미지를 발전소에 제공하고 관련자들을 대상으로 응력상태 매핑 프로그램 활용 교육도 실시할 계획이다.
전력연구원 관계자는 “응력상태 매핑기술을 보일러 설비관리에 적용해 고장을 예방하고 발전소의 운영비용을 절감해 안정적인 전력 공급에 기여할 것”이라고 말했다.
