표준과연구원, 지하 배관 파손 감지·예방 시스템 개발

한국표준과학연구원(KRISS)이 최근 굴착공사 등으로 발생하는 배관 파손 및 누출 사고를 예방하는 ‘지하 매설 배관 파손 예방 및 조기 탐지 시스템’을 개발했다고 22일 밝혔다.

해당 기술은 지하 배관에 설치한 센서가 외부 손상 요인을 실시간으로 탐지해 전달하며, 배관을 통해 전달되는 탄성 파동을 정밀하게 분석해 파손 위험 징후를 포착한다.

배관에 수백 미터 간격으로 센서 한 쌍을 부착하면 두 센서 사이에서 발생하는 충격 신호를 실시간 모니터링해 충격이 발생한 시각과 위치 정보를 즉각 산출하는 방식이다.

KRISS는 해당 기술이 지진 관측센터에서 지진파를 감지해 지진 발생 시각과 위치, 피해 범위 등을 계산하는 것과 같은 원리라고 설명했다.

또 예방 시스템 설치를 위해 별도의 굴착공사 없이도 밸브실이나 맨홀 등 기존 매설 배관의 외부 노출 부분에 적용할 수 있다고 밝혔다.

지하 매설 배관 파손 탐지 시스템 모식도 [한국표준과학연구원 제공]

특히 외부에 설치되는 만큼 주위 교통환경과 소음 등을 통해 들어오는 신호를 배제하고 배관에서 발생하는 진동만을 판별하는 분석 알고리즘을 갖춘 것으로 알려졌다.

KRISS는 현재 청주·전주·오송 등 세 곳에서 성능시험장을 운영하고 있으며, 수Km에 이르는 실제 매설 배관에서 예방 시스템의 현장 적용 실험을 수행했다.

실험 연구진은 해당 시스템이 배관에 가해지는 약 20kN(킬로뉴턴) 이상의 충격을 95% 이상의 정확도로 감지했다고 밝혔다.

배관이 파손될 정도의 강한 충격이 통상 수백kN에 달하는 것을 고려할 때, 해당 센서의 정밀도는 실제 사용에도 적합하다.

KRISS는 예방 시스템을 민간 상수도뿐만 아니라 송유·가스·열공급 등 다양한 분야의 배관에 적용할 수 있을 것으로 기대했다.

KRISS 구조안전모니터링팀 윤동진 책임연구원은 "배관 파손으로 인한 대형 사고와 인명 피해 위험이 심각한데도 그동안 제보자의 누출 신고에 주로 의존해야 했다"라고 말했다.

또 "이번 기술의 보급은 국민 안전과 사회적 비용 절감에 기여할 것"이라고 덧붙였다.