FLIR 광학 가스 화상 (OGI) 카메라와 무인 항공기 (UAV)로 공중에서 누출 가스를 탐지

아부다비의 Al Hosn Shah 플랜트 같은 천연가스 처리 플랜트는 특정 오염물질들을 제거함으로써 천연가스 원료를 정제합니다. 이러한 오염 가스는 인간에게 노출되면 매우 위험하기 때문에 가스 파이프라인과 기타 인프라에 누출이 있는지 꼼꼼히 모니터링 해야 합니다. 무인 항공기 (UAV)와 광학 가스 화상 (OGI) 기술을 혁신적으로 결합시켜 검사해본 결과 넓은 가스 현장을 모니터링 하는데 매우 효율적인 것으로 나타났습니다.

Shah 사워 가스 현장은 UAE 아부다비 남서쪽으로 약 180km 떨어진 곳에 위치하고 있습니다. 이 새로운 Shah 가스 처리 플랜트는 사워 가스를 1,000 MMSCFD (million metric standard cubic feet per day) 처리하도록 설계돼 있습니다. 이 플랜트는 Shah 현장 동부-중부 쪽의 인접하고 있는 낮은 평지의 세 지역에 위치하고 있으며, 동쪽에서 서쪽까지 길이는 약 6 km에 달합니다. 고농도의 위험한 황화수소 (H2S) 가스를 이용한 사워 가스의 처리, 이른바 스위트닝 공정 (sweetening process)은, 서부 구역에서만 합니다.

위험 가스 모니터링

Al Hosn Shah 플랜트 인력을 위한 여러 다양한 안전 조치들에도 불구하고, 레드존으로 표시된 서부 구역은 여전히 유지관리 전문가들과 기타 조작들에게 상당한 보건 위험과 안전 위험을 제공합니다.

“일부 가스들은 그 유독성과 부식성, 인화성, 폭발성이 매우 크다.”라고 저명한 검사 회사이자 전문 원격 비주얼 검사 기술의 공급사인 Inspectahire의 운영 책임자 존 레니는 말합니다.. “이 회사는 이른바 디텍터라는 것을 이용해 가스 누출을 탐지했었는데, 이렇게 넓은 파이프라인 네트워크에 사용하기에는 별로 효율적이지도 않고 조작자에게 전혀 안전하지도 않다. Al Hosn Gas가 그 구역의 누출을 더 효율적으로 스캔 할 방법을 찾아 우리에게 오게 된 이유도 그래서이다.”

디텍터는 근처에 누출이 있을 때 오디오 신호를 소형 휴대용 탐침입니다. 비교적 경제적인 탐지 방식이긴 하지만, 조작자가 누출 근원에 가까이 다가가야 해서 매우 위험할 수 있습니다. 디텍터는 조작자에게 누출을 눈으로 확인시켜 주지 못하기 때문에 항상 추측이 수반되고 그 근원을 탐색하느라 시간을 버려야 합니다. Inspectahire 는 FLIR Systems의 열 화상 카메라를 오랫동안 이용해봤기 때문에, Al Hosn Gas 을 위한 해결책을 그곳에서 찾아야 한다는 것을 알았습니다.

무인 항공기 (UAV)에서의 열 화상

2014년 8월 적외선 교육 센터(ITC) 강습회에서, Inspectahire 는 스웨덴 무인 항공기 (UAV) 통합 설치 업체 Sky Eye Innovations에서 파견된 팀을 만났습니다. 이 회사는 T-시리즈와 GF-시리즈처럼 FLIR 카메라에 전용 무인 항공기 (UAV) 시스템을 구축하는 방식으로 여러 해 동안 FLIR와 협력을 이어오고 있었습니다. Al Hosn Gas 프로젝트를 상의하면서, 두 회사는 광학 가스 화상 (OGI) 분야와 공중 조사 분야에서 각자 가지고 있는 지식을 한데 모으기로 결정했습니다. 이들은 FLIR G300a 카메라를 중심으로 공동 솔루션을 내놓았습니다.

“많은 회사들이 무인 항공기 (UAV) 시스템에 FLIR 카메라를 통합 설치 하고 있다.”라고 Sky Eye Innovations 의 CEO, 다니엘 샐스테트는 말합니다. “방법을 달리해야 하는 이유는, 먼저 FLIR 카메라 시스템 전체를 검토한 후 이를 중심으로 무인 항공기 (UAV) 시스템을 구축해야 하기 때문이다. 또한 고객의 투자를 안전하게 지킬 수 있도록 여분의 조정장치 같은 추가적인 내고장성 기능에도 신경을 써야 한다.”

“Al Hosn Gas의 무결성 관리 팀원 몇몇의 입회 아래, FLIR 스웨덴 사무소 근처에서 Sky Eye 무인 항공기 (UAV)와 FLIR G300a 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 이용한 실물을 시범해보았다.”라고 존 레니는 말합니다. “이 시험 비행은 매우 성공적이었고 Al Hosn Gas 는 관리 팀에게 이 솔루션을 확인시키기 위해 아부다비에서 다른 시험비행을 해보기로 결정했다. 그리고 이곳에서의 테스트도 매우 설득력 있었다. 가스가 새는 병을 땅에 놓았고 FLIR G300a를 이용해 공중에서도 매우 정확하게 이를 모니터링 할 수 있었다. 덕분에 레드존 위에서도 시험 비행을 하도록 관리 팀을 납득시킬 수 있었다. 그곳에서 가스를 실제로 찾지는 못했지만, 그 비행은 성공이라 할 수 있다.”

차가워진 디텍터는 아주 작은 온도 차이도 눈에 보이게 해줍니다.

FLIR의 광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 육안으로는 볼 수 없는 가스 누출을 시각화하여 찾아낼 수 있습니다. 광학 가스 화상 (OGI) 카메라를 이용하면, 멀리 떨어진 구역에 있거나 접근이 어려운 구역에 있는 시설을 간편하게 계속 스캔 할 수 있습니다.

FLIR G300a 광학 가스 카메라에는 냉각 안티몬화 인듐 Antimonide (InSb) 디텍터가 들어 있으며, 320 x 240 픽셀로 열 이미지를 만들어냅니다. 낮은 F-수 (렌즈 속도의 정량적 수치)와 높은 감도 덕분에 G300a는 아주 적은 누출도 탐지해냅니다. 또한 이 카메라는 카메라의 탐지 수준을 한층 더 향상시킬 수 있는 FLIR의 HSM (High Sensitivity Mode) 기능도 가지고 있어서 아주 적은 가스 누출도 탐지해낼 수 있습니다. FLIR G300a는 안전 거리에서 이더넷을 통해 매우 쉽게 조작할 수 있으며, TCP/IP 네트워크에도 쉽게 통합 설치 시킬 수 있습니다.

무인 항공기 (UAV)와의 통합 설치 에 이상적인 가스 카메라

“FLIR와 Inspectahire, Sky Eye의 전문기술 합체는 정말로 굉장하다. FLIR G300a은 Sky Eye 광학 가스 화상 (OGI) 무인 항공기 (UAV) 시스템에 정말로 이상적인 카메라이다.”라고 다니엘 샐스테트는 말합니다. “G300a는 매우 가볍고 작다 – 사실상 최초의 광학 화상 카메라가 이렇게 가벼운 덕분에 장시간의 무인 항공기 (UAV) 비행에 잘 어울린다. 우리는 조작자가 지상에서 조이스틱과 조작 화면을 통해 카메라를 원격 조정할 수 있도록 만들었다. FLIR 카메라의 접속성은 이 시장에서 유일무이한 것이다. 화질은 세계적인 열 화상 선두업체에 기대 할 만한 수준이다. 특히 고감도 모드(HSM)은 움직이는 가스 연기를 보아야 할 때 매우 유용하다.”

“가스 시장은 정말로 이 기술의 혜택을 볼 수 있다. 가스 플랜트는 보통 매우 넓어서 우리의 무인 항공기 (UAV) 솔루션을 함께 사용한다면, 넓은 구역들을 매우 효율적으로 스캔 할 수 있고 전체 모습까지 내놓을 수 있다. 그것은 다가가기 어려운 장소들이나 많은 수고를 들여야 갈 수 있는 장소들로 사용자를 데려다 줄 수 있다. 가스 처리 플랜트에는 Al Hosn Shah 플랜트의 레드존 같은 위험한 구역들이 많다. FLIR G300a 같은 광학 가스 화상 (OGI) 카메라는 인간 조작자를 위험에 빠뜨리지 않고도 이러한 위험 구역들을 스캔 할 수 있다.”