화학제품 제조공장 밸브의 스마트화

일본 소화전공주식회사 가와사키사업소(공장)는 석유화학제품, 산업가스, 기초화학제품, 세라믹을 생산하는 중견기업이다. 석유화학업계도 국제경쟁이 점점 격화되는 상황 하에 생존하기 위한 경영과제로 이 회사는 코스트 삭감의 필요성을 인식해왔다. 그 활동 과제 중의 하나로 현장에서 찾아낸 것이 조절밸브였다. 석유화학플랜트는 설비의 곳곳에 밸브가 설치되어 있는데, 소화전공의 가와사키사업소에 5,000여 개의 밸브가 설치되어 있다. 모든 밸브를 정기적으로 점검하는 공수를 계산해보면, 1회/년 정도의 점검으로 1년에 1,000M/D의 공수가 필요하다. 밸브점검에 드는 공수를 삭감하면 코스트 절감효과가 있을 것으로 판단하였다. 2016년 8월 가와사키사업소는 밸브의 스마트화를 시작했다. 센서가 탑재된 밸브와 컴퓨터를 연결하여 가동설비를 정지하지 않고 센서정보를 토대로 밸브의 상태를 진단할 수 있도록 하는 것이다. 이전의 조절 밸브는 설비의 가동을 정지한 후 밸브의 이상과 고장을 확인해야 했다. 스마트 밸브 도입으로 설비를 가동하면서 밸브수리나 교환이 필요한 부분을 점검하는 쪽으로 기준을 바꾸면 보전, 보안업무의 공수 코스트가 10% 이상 삭감될 것으로 예상되었다. 스마트 밸브 프로젝트 추진은 현장 그룹단위로 독자적인 예산 내에서 본사에 품의를 올리지 않아도 되게끔 현장주도로 작게 추진되었다. 처음에 16대를 도입하여, 우선 기술적인 효과를 검증한 후 도입규모나 범위를 확장하는 플랜이었다.

스마트 밸브는 도입 후 2개월 정도 지나 효과를 발휘하기 시작했다. 가동 중에 조절밸브의 동작이 둔해지는 현상이 나타났다. 이전에는 유체의 량이나 압력, 온도 등 프로세스적인 요인으로 생각되었던 문제가 즉시 해결되었다. 예를 들면 조절밸브의 상태를 가시화(모니터링)하여 움직임이 둔한 원인은 조절밸브 본체의 문제가 아니라, 조절밸브 그랜드부(패킹이나 볼트를 포함, 유체의 누출을 제한하는 부위)의 조임이 너무 강하기 때문으로 신속하게 판명되었다. 이처럼 조절밸브와 그 주변 부품의 상황데이터를 취득하여 과거에는 불가능했던 점검이 가능하게 되었다. 계속적으로 밸브의 이상 상황 검출에 도움이 되는 데이터를 취득 축적해나갈 예정이라 한다. 취득한 데이터를 활용하여 어떤 수치가 나오면 이상이나 고장의 가능성이 있다고 판단할지 기준을 정하고 모델화하여 고장예측모델을 만들 예정이라 한다.

출처: 스마트 보안선행사례. 일본 경제산업성 보안과
번역: K-SmartFactory