[연재] (28) 석유에너지산업의 안전 및 건전성 확보 방안
[연재] (28) 석유에너지산업의 안전 및 건전성 확보 방안
  • 승인 2007.10.05
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세계는 정유·석유화학 건설 붐
▲ 쉘 장치안전팀장 김동섭 박사
전 세계적으로 정유, 석유화학 공장 건설이 붐을 이루고 있다. 한참 동안 LNG 플랜트 건설이 열기를 더하더니 이제 LNG 플랜트 건설은 조금씩 줄어드는 경향을 보이고 있고 석유화학, 정유공장 증설 및 건설이 피크를 이루고 있다.

한국에서도 증설을 하지 않은 공장이 없을 정도이며 무엇보다도 심각한 것은 미국 특히 중동 국가들에서 석유화학 공장 건설 붐이다. 올해에도 수 십 조원의 증설 프로젝트가 시행되고 있는 가운데 내년에는 중동지역에 올해보다 더 많은 신규 석유화학 플랜트 증설 계획이 차례차례 발표되고 있다.

이 같은 플랜트의 증설 추세가 이대로 계속된다면 2010년이나 2012년에 이르면 오히려 석유제품의 과잉공급으로 업계가 타격을 받을 것이라는 전망이 나오고 있지만 건설의 열기는 여전히 식을 줄 모른다. 또한 신생에너지 에탄올 플랜트, GTL, Coal Gasfication 건설도 함께 들썩이고 있다. 이로 인해 한국과 일본, 이탈리아의 플랜트 건설업체들은 계약 수급 및 물량확보를 위한 수주 경쟁은 옆에서 지켜보고 있자면 가히 전쟁터를 방불케 할 정도로 치열하다.

가격전쟁 및 재료확보의 열기가 확대되다 보면 쉽게 잊혀 질 수 있는 것이 바로 기술력 확보와 압력용기의 건전성 확보 문제다. 안타까운 현실중의 하나는 국내의 많은 기업들이 기술력 확보 없이 단지 가격경쟁만으로 수주경쟁에서 이겨보려는 노력을 보이고 있다는 점이다. 이로 인해 결과적으로 더 큰 손실을 가져오지 않을까 염려스러운 상황이다.

플랜트 건설 핵심은 기술력의 확보
고온·고압플랜트 재료건전성은 기본



현재 플랜트 사업에서 가장 큰 기술력을 요구하는 것이 수소공정에 필요한 고온고압 리액터 및 열교환기다. 여기에 쓰이는 재료는 크롬-몰리강재인데 흔히 2.25Cr-1Mo에서 개선된 형태로 바나듐을 포함하거나 크롬을 증가시킨 재료들이다. 이 재료들은 고온고압 특히 수소가 존재하는 환경에서 운전이 진행됨으로 만약 가동 중에 파손사고가 발생한다면 초대형 폭탄과 맞먹는 파괴력을 가지므로 설계와 제작에서부터 많은 기술력과 품질 관리가 필요하다.

최근 몇몇 제작사에서 이 플랜트들을 섣부르게 수주를 했다가 큰 손해를 본 경우가 허다하다. 따라서 사용자의 입장에서도 반드시 플랜트를 수주하는 과정에서 여러 방면으로 기술력과 재료 등을 적절히 검토한 후에 제작자 및 재료공급자를 선정하는 것이 바람직하다. 특히 용접 및 후열처리 과정에서의 기계적 성질 평가에 대해서 많은 기술력이 요구되므로 이에 대한 철저한 준비와 공부 할 필요가 있다는 생각이다.

이중에서도 가장 많은 문제를 일으키고 있고 플랜트 건설 공사기간에 차질을 가져오는 문제 중 하나가 용접부의 물성치에 대한 평가다. 이 재료는 소위 가동 중에 열성 취화현상을 보이므로 제작과정에서 철저히 고려하지 않으면 사용자에게는 애물단지가 될 가능성이 많다. 그리고 용접 과정에서 용접봉의 선택, 용접 입열, 전열, 중간열(interpass temperature), 후열 처리는 플랜트의 충격치에 아주 민감한 반응을 보이므로 이에 대한 정밀한 컨트롤이 필요하다.

물성치도 최소한 후열처리 조건에서 충격치를 만족할 수 있어야 하고 또 미래의 보수를 고려한 최대 시간의 후열처리 조건에서는 강도의 감소가 없는지를 살펴보아야 한다. 그 뿐만이 아니다. 소위 스탭 쿨링이라는 과정을 거쳐 열성 취화에 어느 정도 민감하게 반응하는지도 자세하게 살펴야 한다.

불과 수개월 동안만 위 조건들을 제대로 만족하지 못해 플랜트 건설작업 중단과 지연, 기술력 재검토 등으로 인해 많은 기업들이 수 백 억원의 손실을 감수해야 했다. 오늘 하루도 이 문제로 인해 많은 시간을 독일, 이태리, 캐나다, 미국 등지와 국제전화를 하며 시간을 보냈고, 2개월 전에는 한국, 미국, 이태리와 기술적인 의견차이로 많은 에너지를 소비했던 기억이 있다. 어떤 경우에는 사용자측 검사원이 이 문제를 우연하게 발견한 경우도 있어서 요즈음과 같이 고온고압 용기들이 대량 발주되는 시점에 얼마나 많은 잘못들이 시정되지도 않은 체 넘어가고 있을지 조금은 걱정된다.

참고로 API 934 “Materials and Fabrication Requirements for 2 1/4Cr-1Mo, 2 1/4Cr-1Mo-1/4V, 3Cr-1Mo & 3Cr-1Mo -1/4V Steel Heavy Wall Pressure Vessels for High Temperature, High Pressure Hydrogen Service”를 잘 숙지해 한국에서도 플랜트 건설의 충분한 기술력과 건전성을 확보하길 바란다.

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