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감사의 글
국문요약
목차
제1장 서론 12
제2장 위험기반검사 이론 17
2.1. 사고발생 가능성 18
2.2. 사고 피해크기 18
2.2.1. 장치 피해크기 19
2.2.2. 재정적 피해크기 20
제3장 석유화학공정에서 RBI 적용절차 25
3.1. 대상공정 25
3.2. RBI 수행절차 27
3.2.1. RBI 프로그램 28
3.2.2. 데이터 취득 29
3.3. 매개변수 설정 32
제4장 결과 및 고찰 34
4.1장치손상과 재정적 손실에 의한 위험도 분석 34
4.1.1. 위험도 행렬 34
4.1.2. 위험도 분포 37
4.1.3. 위험도 등급에 의한 검사주기 변화 39
4.2. 설비의 위험도에 미치는 매개변수 영향 40
4.2.1. 설비 위험도에 미치는 유효한 검사의 영향 41
4.2.2. 유효한 검사의 변화에 따른 위험도 등급 및 검사주기 변화 43
4.2.3. 설비 위험도에 미치는 시스템 수준의 영향 44
4.2.4. 시스템 수준에 따른 위험도 등급 및 검사주기 변화 46
제5장 결론 56
기호설명 58
참고문헌 59
Appendixes 65
A. Input Data 66
A1. Pipe 66
A2. Pressurized vessel 68
B. Simulation Results 69
B1. Initial conditions 69
B2. Effective inspection and system ranking 72
Abstract 75
Table 1. Equipment damage cost 21
Table 2. Category of system ranking for inventory group at initial conditions 29
Table 3. Items of data input for fluid streams and equipments 30
Table 4. Pipe specification for H unit. 31
Table 5. Service stream lists 31
Table 6. Number of input data for equipments 31
Table 7. Parameters affected the risk of equipments 32
Table 8. Comparisons of COF category calculated by financial loss with A category of COF calculated by damage area 36
Table 9. Comparisons of COF category calculated by damage area and financial loss for flammable chemicals. 55
Table 10. Number of equipments for risk category at initial conditions 39
Table 11. Inspection intervals for damage area and financial loss at initial conditions 40
Table 12. Effective inspection for the pressure vessels. 41
Table 13. Number of equipments for risk category for considering effective inspection 43
Table 14. Inspection intervals for damage area and financial loss for considering effective inspection 44
Table 15. Number of equipments for risk category for considering system ranking 46
Table 16. Inspection intervals for damage area and financial loss for considering system ranking 48
Fig. 1. Algorithm of RBI based on API-581. 17
Fig. 2. Calculation of likelihood of failure by API-581. 24
Fig. 3. Procedure for consequence analysis on releases of flammable or toxic chemicals. 19
Fig. 4. Algorithm for calculation of business interruption loss. 22
Fig. 5. Algorithm for calculation of total clean cost. 23
Fig. 6. Process flow diagram of H unit. 25
Fig. 7. Flow chart of RBI procedure. 27
Fig. 8. Main window of RBI program. 28
Fig. 9. Comparisons of risk matrixes of equipments calculated by damage area and financial loss at initial conditions 49
Fig. 10. Plots of TMSF and weighted damage area or financial loss at initial conditions. 50
Fig. 11. Comparisons of risk matrixes of equipments calculated by damage area and financial loss for considering effective inspection 51
Fig. 12. Plots of TMSF and weighted damage area or financial loss for considering effective inspection. 52
Fig. 13. Comparisons of risk matrixes of equipments calculated by damage area and financial loss for considering system ranking. 53
Fig. 14. Plots of TMSF and weighted damage area or financial loss for considering system ranking 54
초록보기 더보기
최근 석유화학, 정유, 가스, 화학산업 등에서 사용되고 있는 압력설비를 안전하고, 효율적으로 사용하기 위해 설비의 위험도를 산출하여 검사주기 등을 제시하는 위험기반검사(RBI) 기법이 활발하게 연구되고 있다. 이때, 위험도 산출에 필요한 사고 피해크기는 장치손상영역으로 나타낸다. 그러나 공기, 수증기, 냉각수 등과 같은 유틸리티를 사용하는 설비에서는 화재, 폭발 등에 의한 사고 피해크기가 없기 때문에 장치손상에 의한 위험도가 “0”으로 나타나는 모순점을 가지고 있다. 또한 사고 피해범위는 적으나 고장으로 인한 손실비용이 클 경우에는 막대한 재정적 손실을 초래하므로, 사업장에서는 사고 피해범위보다 예방·정비비나 손실비 등에 대한 관심이 매우 높은 실정이다.
따라서 본 연구에서는 RBI에서 장치손상에 의한 위험도 산출방법을 개선하여 재정적 손실에 의한 위험도를 산출하는 RBI 기법을 석유화학공정에 적용하는 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 API-581 절차를 바탕으로 장치손상과 재정적 손실에 의해 산출한 사고 피해크기로부터 설비의 위험도를 산출하고, 검사주기를 산정하는 RBI 프로그램을 개발하였다. 그리고 개발된 RBI 프로그램을 석유화학공정에 적용하여 매개변수(유효한 검사와 시스템 순위)를 변화시키면서 장치손상과 재정적 손실에 의한 위험도를 산출하고 검사주기를 산정하여 비교·해석하였다. 그 결과 , 석유화학공정에서 API-581 절차에 의한 재정적 손실로부터 산출한 압력설비의 위험도는 장치손상에 의한 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었다 . 또한 유틸리티를 사용하는 설비와 가격이 비싼 설비에서는 장치손상에 의한 경우보다 재정적 손실에 의해 설비의 위험도를 현실적이고 , 정확하게 산출할 수 있었다 .
또한 유효한 검사를 실시하여 사고발생 가능성 (LOF)을 감소키는 경우에는 LOF가 감소하여 최대 2년까지 검사주기를 연장할 수 있었으며 , 검출 , 차단 및 완화 시스템의 수준을 향상키는 경우에는 사고 피해크기 (COF)가 감소하여 검사주기가 최대 2년까지 연장되었다 . 이때 , 위험도 등급과 검사주기는 LOF 등급보다 COF 등급에 크게 영향을 받으며 , 위험도 등급에 미치는 시스템 순위의 영향이 용기에서보다 배관에서 큼을 알 수 있었다 .
이상의 결과로부터 사업장에서는 장치손상과 재정적 손실을 동시에 고려한 사고 피해크기 예측과 설비의 위험도 산출에 의해 검사주기를 산정하여 효과적인 검사를 수행하는 종합검사계획을 수립할 수 있을 것으로 기대된다 . 또한 설비의 위험도를 경감하기 위해서는 효과적인 검사에 의해 설비의 신뢰도를 높이는 방법과 설비 투자를 통해 시스템 순위를 개선하는 방안을 고려할 필요가 있다 . 특히 , 고위험도 설비의 경우에는 LOF와 COF를 동시에 경감하여 설비의 위험을 제거하는 것이 바람직할 것으로 사료되었다 .
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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