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밸브누설 진단시스템제품소개 > 밸브누설 진단시스템

개발기술 및 제품소개 | 제품 구성 | 제품 분석

산업현장에서 사용 되고 있는 각종 중요 밸브에 대해 음향방출(Acoustic Emission)센서 및 데이터 수집 기술을 이용하여 내부 미세 누설 및 설비 이상 상태를 실시간 감시 및 사전 진단 가능하고, 추가적인 “주변 잡음 제거 알고리즘”을 적용, 신뢰성 및 정밀도를 향상 시킨 고 기능, 저 비용의 “밸브 내부 누설 진단 시스템”의 국산화 개발을 완료 하였습니다. 특히 요즘 4차 산업혁명의 화두인 스마트 팩토리 구축을 위한 예지정비 및 사전진단에 초점을 맞춰 정비담당자의 개입을 최소화 할 수 있는 머신러닝 기반의 AI 플랫폼이 지원되도록 구성 하였습니다.

솔루션 개요도

 개발기술의 장점

음향방출 기술을 이용한 측정 방법 개선

  • 다양한 밸브 및 다수의 밸브 동시 측정 가능
  • 시스템에 의한 자동 분류 · 패턴 감시 및 진단 ( AI / 머신 러닝)
  • 실시간 누설 측정 및 밸브 상태 시각화
  • 일체형 측정 장치 적용으로 유연한 설치환경 및 통신방식 지원
  • 기타 현장 장비(회전체 등)에 대한 측정가능

주변잡음 필터링 알고리즘 적용(특허 기술 적용)

  • 잡음 감쇄에 따른 미세 누설 측정이 가능
  • 측정 결과의 신뢰성 및 정확도 향상
  • 100% 국산화 기술로 저비용 공급 및 해외 시장 개척 가능
  • 데이터베이스 기반의 플랫폼 서비스 지원
  • 보조 센서 입력(온도, 압력, 유량)을 이용, 측정 데이터 상관관계 분석을 통한 정확도 제고 가능

 개발기술의 필요성

제철소 및 석유화학플랜트, 발전플랜트 같은 대규모 산업분야 등에서 밸브에서의 누설은 흔히 발생하는 일반적인 현상이다. 따라서 고압수증기 또는 고온 수 등을 취급하는 발전플랜트나 부식성 가스, 용액 또는 가연성 가스 등을 취급하는 석유화학플랜트에서 중대한 사고 발생을 미연에 방지하기 위해 내부 누설을 조기 검출 할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 또한 미세 누설이 시작 되는 초기에는 바로 인지가 어렵고 일정 시간이 지나 누설 량이 많아진 경우에만 시각, 청각적 인지가 가능 해 진다.
초기 단위시간 당 누설 량은 작더라도 장기간에 걸쳐 누설이 계속되면 손실 량은 막대하게 늘어나게 되므로 이것이 원인이 된 경제적 손실도 증가하게 된다. 또한 유해가스의 경우 안전보건 등의 심각한 인적, 물적 자원의 위해를 일으키게 된다. 따라서 누설이 일어나고 있는 밸브들을 조기에 발견하여 그 누설 량을 정량적으로 평가할 수 있는 검사 기술이 매우 중요 하게 인식되고 있고 고객의 요구가 증가하고 있는 실정이다.

 기대 효과

  • 밸브 동작상태 및 밸브위치, 밸브 Packing 및 Seat 의 손상 탐지로 고장확대 방지
  • 밸브 누설 사전 진단으로 누설로 인한 각종 사고 예방 방지
  • 누설량 저감으로 인한 열 손실 및 설비효율 향상
  • 밸브의 상태분석으로 계획 예방정비가 가능하고 유지보수 비용절감
  • 분석의 완전 자동화로 설비 신뢰성 확보 및 근무여건 향상

 기술의 개발목표

1) 제철소 및 타 산업현장(화학, 반도체, 발전소 등) 밸브누설 현황조사

  • 기존 누설감시 방법 및 시스템 분석
  • 다양한 밸브 누설형상에 따른 음향특성 분석
  • 대상 밸브 별 누설 기초실험 및 최적 신호해석 기법 분석
  • 사용유체,압력,온도에 따른 밸브 별 기초실험 및 신호분석

2) 현장밸브 모의 실험장치 구성 및 현장 시험

  • 누설 데이터 취득 및 시험
  • 음향신호 취득데이터의 각종 신호처리 및 스펙트럼 분석
  • 진단 알고리즘 및 프로그램설계
  • 밸브 환경 및 감시방법에 따른 측정방법/범위 최종선정
  • 현장 공정 특성에 맞는 실험 장치 구성 및 시험

3) 밸브 누설감시 시스템(시제품) 상용화 개발

  • 누설 검사 신뢰성 검토와 상업용 누설 검사기술 개발
  • 현장 휴대형 및 데이터베이스 기반 고정식 시스템 개발

최종개발목표

빅 데이터를 활용한 Machine Learning 기반의 다양한 Valve의 사전 누설진단을 위한 AI Platform 개발

 국내/외 경쟁업체와 차별성

항목 경쟁제품 개발 제품
분석 정밀도 상대적으로 낮음 상대적으로 높음
음향 레벨에 의한 분석으로 정확한 진단이 어려움. 음향 레벨 및 패턴 분석을 통한 정밀 진단 가능.
소음, 진동 등 주변 잡음의 영향 많이 받음. 소음, 진동 등 주변 잡음 제거 알고리즘 적용.
미세누설 어려움 가능
음향레벨에만 의존한 분석으로 미세 누설 판별 어려움. 잡음제거 알고리즘(특허) 적용으로 미세 누설 측정 가능.
패턴분석 어려움 가능
빅데이터 기반의 패턴 분석 가능.
설치방식 복잡함 용이함
(현장 센서에서 DAQ 보드까지 동축케이블 연결) (현장 센서에서 진단시스템까지 유.무선 복합네트워크 사용)
통신방식 Wire에 의한 방식(동축케이블) WiFi, LAN, CDMA, LTE등 다양한 유,무선 네트워크 지원.
통합 감시 많은 밸브의 원격/실시간 감시 어려움. 다양한 밸브 및 다수의 밸브 원격/실시간 감시 및 상태 값 측정 가능.
가격 고가 국산화로 50% 이상 저렴
시스템 구성 복잡함 간단함
(센서+전치증폭기+메인증폭기+DAQ 보드) (센서 + 임베디드 시스템 내장, 일체형 진단장치)
감시시스템 단순 모니터링 화면 제공 상태 진단, 알람, 트랜드, 리포트 등 다양한 화면 제공
유지보수 어려움(외산 제품으로 유지 보수 어려움) 용이함(센서를 제외한 순수 국내 개발기술 )
센서 설치 어려움(밸브 몸체에 용접하는 방식으로 설치) 용이함(도파봉 및 링 클램프 일체형으로 설치 및 교체 용이 )
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