전기방식 이론 : 5-8 배관 전류 조사 평가 방법

선로 전류 조사 평가 방법

1. 선로 전류 조사의 기본 이론

A. 개요

선로 전류 조사는 파이프라인의 부식 활동을 탐지하고 평가하는 중요한 방법입니다. 파이프라인에서 부식이 발생하면 특정 지점에서 전류가 유입되고 다른 지점에서 유출됩니다.

B. 전류 흐름의 특성

- 국부 전류: 작은 영역에서 발생하는 전류
- 장거리 전류: 수백 또는 수천 피트를 따라 흐르는 전류
- 토양 전류: 파이프와 토양 사이를 흐르는 전류

2. 측정 시스템 구성

A. 영구 시험점 설치

1. 스팬 길이 표준화
   • 100피트 기준 설치
   • 위치 마킹 및 기록
   • 접근성 고려
2. 케이블 사양
   • 절연 품질
   • 크기 선정
   • 연결 방식

B. 측정 장비 요구사항

- 고정밀 전압계
- 데이터 로거
- GPS 장비
- 통신 장비
- 기록 장치

3. 전류 측정의 감도

A. 파이프 크기별 감도 분석

배관의 전류조사

8인치 직경 파이프 예시

• 벽 두께: 0.322인치
• 무게: 28.6 lb/ft
• 100피트 스팬 저항: 9.75 × 10^-4 ohms
• 최소 측정 전압: 0.02 mV
• 탐지 가능 최소 전류: 20.5 mA

30인치 직경 파이프 예시

• 벽 두께: 0.375인치
• 무게: 118.7 lb/ft
• 100피트 스팬 저항: 2.36 × 10^-4 ohms
• 최소 측정 전압: 0.02 mV
• 탐지 가능 최소 전류: 84.7 mA

4. 데이터 수집 및 분석

A. 데이터 수집 방법

1. 전압 강하 측정
   • 극성 기록
   • 방향 표시
   • 시간 기록
2. 전류 계산
   • 스팬 저항 적용
   • 옴의 법칙 사용
   • 보정 요소 고려

B. 데이터 분석

- 전류 방향 결정
- 전류 크기 평가
- 이상 지점 식별
- 부식 위험도 평가
- 트렌드 분석

5. 전류 흐름 패턴 해석

A. 정상 패턴

• 균일한 전류 분포
• 예상된 방향성
• 안정적인 크기

B. 비정상 패턴

1. 양방향 전류 유입
   • 부식 발생 가능성
   • 금속 접촉 여부
   • 간섭 영향
2. 급격한 변화
   • 코팅 손상
   • 이종 금속 접촉
   • 스트레이 전류

6. 코팅 상태 영향

A. 양호한 코팅 상태

• 낮은 전류 흐름
• 국부적 결함만 존재
• 높은 전류 밀도

B. 불량한 코팅 상태

• 높은 전류 흐름
• 광범위한 노출
• 낮은 전류 밀도

7. 오차 관리

A. 주요 오차 원인

1. 측정 오차
   - 프로브 접촉 불량
   - 장비 정확도
   - 환경 영향

2. 시스템 오차
   - 파이프 사양 오류
   - 스팬 길이 오차
   - 기계적 연결 저항

B. 오차 최소화 방안

• 정기적 교정
• 표준 절차 준수
• 반복 측정
• 데이터 검증

8. 결과 해석 및 조치

A. 평가 기준

1. 정량적 기준
   • 전류 크기
   • 방향 일관성
   • 변화율
2. 정성적 기준
   • 패턴 분석
   • 이력 비교
   • 환경 요인

B. 조치 계획

• 우선순위 설정
• 보수 방법 선정
• 모니터링 계획
• 문서화

참고문헌

1. NACE SP0169-2013, "Control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Piping Systems"
2. Pipeline Corrosion Integrity Management
3. Handbook of Cathodic Protection
4. Corrosion Engineering: Principles and Practice
5. Materials Performance Journal