노후 수도관 점검

29/10/2015

템즈워터(Thames Water)는 영국 최대 규모의 상ž하수 처리 기업으로, 1,500만 고객을 확보하고 있으며 매일 평균 26억 리터의 음용수를 공급하고 있습니다. 주철(鑄鐵, cast iron)로 제조된 수도관 본선 은 런던 및 템즈벨리(Thames Valley) 전역에 펼쳐져 있는데, 이는 영국에서도 가장 오래된 수도관이기 때문에 노후화가 진행되고 있습니다. 템즈워터의 임직원들은 지난 15년 간 크기가 작은 본선 수도관의 교체 작업을 진행하고 있는데, 문제는 커다란 하수도 본관의 상태입니다. 본관 중 하나만 파열되어도 수천 명의 사람들에게 급수가 중단되며, 홍수가 일어나는 것은 물론 교통에도 지장을 주게 됩니다.

수도망 혁신 매니저인 팀 에반스 박사(Dr. Tim Evans)는 보다 지속가능한 교체 방법에 신기술이 어떤 도움을 주고 있는지에 대해 설명합니다. 에반스 박사는 “수도관 교체에는 비용이 많이 들기 때문에 가장 위험성이 큰 수도관부터 우선 순위를 정해야 합니다.”라고 말하며, 다음과 같이 이야기했습니다. “주철 소재의 가장 큰 문제점은 균등하지 않게 부식되는 것으로, 부식된 부분을 파악하기가 어렵습니다. 과거에는 본관의 일부를 절단하고 샌드 블라스트(sand blast)의 방법으로 부식된 부분을 제거한 후, 작업으로 인해 만들어진 구멍을 수기로 직접 측정하는 방식으로 수도관의 상태를 확인했습니다. 하지만 수도관 절단 방법은 고객과 도로 이용자들의 편의에 지장을 줄 뿐만 아니라 템즈워터에도 큰 비용을 초래하는 방법이었습니다.”

 

수도관 절단 작업을 대체하기 위하여 템즈워터는 초음파와 같은 비파괴검사(non-destructive testing, NDT) 기술을 활용하기 시작했습니다. 에반스 박사는 “임신 초음파와 비슷한 기술로, 태아가 아니라 부식된 부분을 찾는 것을 목적으로 하고 있습니다.”라고 말하며, 향후에는 “일부만 굴착하여 일시적 데이터를 얻는 것이 아니라, 주요 수도관에 기기를 투입해서 비파괴검사를 통한 내부 상황 데이터 수집을 목표하고 있습니다.”라고 설명했습니다.

 

표면스캐너를 사용하며 템즈워터는 각각의 NDT 도구가 어떤 것들을 측정할 수 있는 지에 대해 이해할 수 있게 되었습니다. 코니카-미놀타 비비드 시스템(Konica-Minolta Vivid system)을 활용하여 직경 4~8인치의 작은 수도관에서 부식된 부분을 파악했는데, 직경 18인치 이상 수도관에는 적합하지 않은 방법이었습니다. 대형 수도관에는 휴대용 스캐너가 필요했고, 템즈워터는 시판되는 다양한 스캐너 제조사들의 초청 시연을 통해 적합한 제품을 공모했습니다. 템즈워터의 현지 Artec 전문기업인 Patrick Thorn & Co.는 첫 시연 후 템즈워터 직원들과 함께 큰 수도관 일부를 스캔해보이며 Artec Eva™가 용도에 적합함을 입증해 보였습니다. 이에 따라 템즈워터는 자사 용도에 Eva 제품이 가장 비용효율적이라고 판단했습니다. Eva™제품을 구매한 후 패트릭 쏜(Patrick Thorn)은 템즈워터 직원들을 위한 스캐너 사용법 및 시스템의 종합교육과 더불어, Eva™를 통해 스캔한 데이터를 보다 세부적으로 분석하기 위한 추가 소프트웨어 구입을 도와주었습니다.

템즈워터와 써리대학 간 연구 프로젝트에 참여 중인 알렉스 레이너(Alex Rainer)는 Eva™를 구입한 후 제품과 소프트웨어를 조합하여 수도관과 모터 회전체에 비주얼 텍스처를 추가하는 등, 신뢰도 높은 3D 수도관 모델 제작에 적합한 스캔 방법을 개발 중입니다. 최근 버전이 업데이트된 Artec Studio 10.1에서는 데이터 기록과 동시에 진행되는 텍스터 트래킹 기능이 향상됨으로써 메쉬 생성 작업이 보다 견고해졌습니다. 또한 작업에서 PC 워크스테이션의 멀티코어 기능 사용률을 향상시켜 원 데이터(raw data) 프로세싱 시간이 크게 단축되었습니다. 부식 전과 후의 모델을 비교하여 수도관에서 부식된 위치 및 정도를 상당히 정확한 수준으로 파악할 수 있게 되었습니다. Eva™으로 파악된 수도관 부식 자료는 새롭고 효율적인 비파괴적 측정 방법이 될 것입니다.

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