매설배관의 파손 및 위험성 평가

중앙대학교 윤 기 봉

IAP (Integrity Assessment Program)

Failure probability 예측 : impractical Relative risk assessment : index-based methodology

pipeline risk assessment 파손 가능성을 높이는 모든 hazard

파손 발생에 의한 가능한 모든 impact

risk를 감소시키는 최적의 조치 결정. Normalize 또는 scaled하여 failure probability 평가

각 업체의 데이터, 일반적데이터, 통계적접근법

KOGAS 도입 검토중 (Bass-Trigon Software)

Integrity Assessment Program (IAP) Overview

Integrity Assessment Algorithm

Total Risk(0 to 100)

Risk of Failure (ROF)(0 to 10)

Consequence of Failure (COF)(0 to 10)

35%External

Corrosion(0 to 10)

5%Internal

Corrosion(0 to 10)

30%ThirdParty

(0 to 10)

15%Design/Materials(0 to 10)

10%Ground

Movement(0 to 10)

5%Proced. &Operations

(0 to 10)

0%SCC

(0 to 10)

30%Impact on

Environment(0 to 10)

30%Impact onBusiness(0 to 10)

40%Impact on Population

(0 to 10)

X

ROF sub-categories Environmental factor

: 각 failure category에 영향을 주는 환경조건

Design Factor : 각 failure category에 영향을 주는 설계조건

Integrity Monitoring Factor : 주어진 environment에서 design 등을 monitor하는 방법

Rehabilitation Factor : risk를 감소시키는 activity

COF sub-categories Sensitivity Factor

: 파손시 주변에 미치는 영향의 sensitivity Volume Factor

: 파손시 방출되는 volume

Integrity Assessment Algorithm - Likelihood

Integrity Assessment Algorithm - Consequences

Consequence of Failure(COF)

Impact onEnvironment

WaterCrossings

SensitiveAreas

PropertyDamages

Crossings

Soil Type

InitialVolumeLoss

Stabil.Loss

ProductType

DispersionPotential

Impact onBusiness

BusinessImpact

SystemRedund.

Number ofCustomers

Hours Outof Service

InitialVolumeLoss

Stabil.Loss

ProductType

DispersionPotential

Impact onPopulation

ClassLocation

Encroach-ments

Crossings

InitialVolumeLoss

Stabil.Loss

ProductType

DispersionPotential

Sens. Volume

ROF중 External Corrosion Failure 평가예

High, Low, Average ROF Graph

COF중 Impact on Environment의 평가예

20 30 40 50 60 70100

Rupture Volume - <100 BBls+ >100 BBls

010 30%

WaterCrossings

- no+ yes

010 10%

Environ. Sens.Areas

- no+ yes

010 40%

DispersionPotential

- low+ high

010 20%

Score 100% 6 10 4 1 1 0 0

Distance in Miles

Section of Pipe Does not Meet Criteria

- Factor scores are calculated for every ten miles.

- The user defines the scoring, benchmarks and the variables to be used in the program and the size of the segment or section.

Relative Benefit/Cost Analysis

Project

Proj.Cost($M)

BaseROF

Score

NewROF

Score

ChngROF

Score

BaseCOF

Score

NewCOF

Score

ChngCOF

Score

OtherBenefit($M)

Benefit/CostRatio

Base Case - 7.00 - - 5.89 5.89 - - (ROFS x COFS) –(ROFS x COFS)

(Proj. Cost – OtherBenefits)/100

PressureTesting

400 7.00 6.00 1.00 5.89 5.89 - 300 5.9

In-LineInspection

500 7.00 5.77 1.23 5.89 5.89 - - 1.5

Third PartyProjects

75 7.00 5.93 1.07 5.89 5.89 - - 8.4

OverallReplacement

21,000 7.00 0.95 6.05 5.89 4.69 1.20 300 0.2

Quantitative Benefit/Cost Analysis

Project

Proj.Cost($M)

BaseROF

Score

NewROF

Score

ChngROF

Score

BaseCOF

Score

NewCOF

Score

ChngCOF

Score

OtherBenefit($M)

Benefit/CostRatio

Base Case - 1.32 - - 510 510 - - (ROFR x COF$) –(ROFR x COFS)(Proj. Cost –

OtherBenefits)/1000

PressureTesting

400 1.32 1.04 (0.28) 510 510 - 300 1.4

In-LineInspection

500 1.32 0.99 (0.33) 510 510 - - 0.3

Third PartyProjects

75 1.32 0.97 (0.35) 510 510 - - 2.4

OverallReplacement

21,000 1.32 0.14 (1.18) 510 178 (332) 300 0.03

Summary of Benefit/Cost Analyses

Project Rank Project Cost($M)

Relative B/C Quantitative B/C

Third PartyProjects

1 75 8.4 2.4

PressureTesting

2 400 5.9 1.4

In-LineInspection

3 500 1.5 0.3

OverallReplacement

4 21,000 0.2 0.03

Manufacturing Process

KGS 권고 안전성 평가 절차

누

출

원

인

누

출

방

지

대

책

부 식

제3공사

용접/시험

운전/보수

설 계

SCORING시스템

Thomas 모델

이 력 자 료 산업체이력자료

길이, 직경, 두께, 용접

배관 SCORE 값 누출빈도

주요 외부요인과 그 세부항목들

부 식 제 3자 용접/시험 설계 운 전

환경요소

·설비/계면

·대기분위기

·유체 부식성

·토양 부식성

·배관 나이

·인접 금속으로

의 전류누출

·교류전류 효과

·기계적 부식

방지조치

·코팅조건

·코팅검사

·음극방식

·Smart Pigs

·Dumb Pigs

환경요소

·3공사 빈도

·지상 시설물

방지조치

·매설깊이

·지상표면조건

·파손방지조치

(Barrier)

·배관위치표시

·직통전화 체계

·순찰빈도

·주민교육

환경요소

·원주방향 용접

·길이방향 용접

방지조치

·방사선 검사

·수압시험

·시스템 안전율

(최대허용 운전

압력/ 정상 운전

압력)

·원방감시시스

템(SCADA)

·안전 프로그

램

·교육/훈련

·절차서

·보수(문서화,

절차서, 계

획)

외부요인의 가중치 Scoring 예

외부요인 가중치(±편차) 범 위

1. 부 식 50(±20) 30 ∼ 70

2. 제 3자 25(±15) 10 ∼ 40

3. 용접/시험 15(±10) 5 ∼ 25

4. 설계요인 5(±3) 2 ∼ 8

5. 운전/보수 5(±4) 1 ∼ 9

총 계 100(±52) 48 ∼ 152

배관관리 대책(부식 항목) 수립의 예

허용 최고값 현재 상태대책-1

(강제배류기설치 후)

대책-2

(배관 교체후)

대책-3

(코팅 검사후)

대책-4(PIG를 사용한 관 부식검사)

1. 환경 3 3 3 3 3 32. 토양특성 10 10 10 10 10 10

3. 매설년도 15 7 7 15 7 7

4. 타 금속배관 5 5 5 5 5 5

5. AC 전철 5 5 5 5 5 5

6. DC 전철 10 0 8 0 0 0

7. 코팅 조건 20 0 0 20 15 9

8. 코팅 검사 4 0 0 0 4 0

9. 음극 방식 20 0 20 0 0 0

10. PIG 사용 10 0 0 0 0 10

11. 순찰 4 4 4 4 4 4

점수(SCORE) 70 44 46 53 53

요 약

KOGAS 도입 검토중인 IAP KGS 권고안 도시가스 지하배관에 대한 안전성 평가

Algorithm Scrubbing Team RBI를 통한 RBMS를 GSMS 체계하에 도입