한전 전력연구원(원장 이중호)은 국내 최초로 발전소 보일러 주요부품(튜브, 배관 등)의 응력(Stress)상태를 관리할 수 있는 응력상태 검사 및 매핑(Mapping)기술 개발을 완료했다고 밝혔다.

발전설비 중 보일러는 고온·고압의 가혹한 환경에서 가동되기 때문에 부속 기기의 손상이 발생할 수 있다. 설비손상은 불시정지를 야기하거나 운전 및 정비 비용을 상승시켜 설비 운영비용을 증가시킨다.

기존 육안검사나 초음파 탐상검사법으로는 짧은 계획예방정비 기간 안에 보일러 주요부품을 효과적으로 진단하는 것이 현실적으로 불가능하다.

한전 전력연구원에서는 이러한 문제를 해결하고자 ’20년부터 기존 검사기법의 한계를 극복하고 보일러 주요부품의 응력상태를 관리할 수 있는 기술개발을 진행하였다.

금속재료가 응력이 변하거나 열화가 발생할 경우 재료의 자기장 왜곡현상으로 인해 누설 자발자기장(Self Magnetic Leakage Fields)이 발생한다. 이 누설 자발자기장을 감지하여 재료 내부의 응력집중과 손상을 탐지할 수 있는 원리를 기반으로 보일러 부품의 응력상태 검사기술을 개발하였다.

전력연구원에서 개발한 검사기술은 보일러 부품의 표면뿐만 아니라 내부 결함 및 열화상태의 검출이 가능함. 또한 기존의 비파괴 검사 속도를 80~90%를 단축시켜 발전소 정지기간 중에 효율적으로 검사를 수행할 수 있다.

또한 보일러 부품 형상에 특화된 스캐너를 개발하고 IoT 기술을 검사장치에 추가함으로써 응력의 분포 상태를 위치별로 매핑할 수 있는 기술을 개발하였음. 개발된 기술을 국내 발전소 보일러 4기(태안화력, 당진화력, 하동화력, 보령화력)에서 실증을 수행하여 기술의 우수성을 검증하였다.

전력연구원은 향후 이 기술을 바탕으로 설비의 응력상태 매핑 이미지를 발전소에 제공할 예정이다. 발전소에서 설비의 응력상태 이력을 관리할 수 있도록 관련자들을 대상으로 응력상태 매핑 프로그램 활용 교육도 실시할 계획이다.

전력연구원 관계자는 “응력상태 매핑기술을 보일러 설비관리에 적용하여 설비고장을 예방하고 발전소의 운영비용을 절감하여 안정적인 전력공급에 기여할 것”이라고 밝혔다.