SK RBI - SK㈜ 울산 CLX 위험도기반 검사체계 적용사례 검사팀 과장 공정국

목 차 RBI도입배경 적용사례 적용 효과 향후 추진계획

RBI 도입배경

RBI 도입배경 생산시설의 장기사용 정기보수주기연장 생산용량 증대 환경오염에 대한 사회적 관심도 증대 정유공정 : 1년 => 4년 중질유공정 : 1년 => 3년 석유화학공정 : 1~2년 => 4~6년 생산용량 증대 환경오염에 대한 사회적 관심도 증대 효과적/효율적 설비관리체계 필요성 경험인력 퇴사(‘97년 구조조정)에 따른 설비관리 효율성 증대 필요

Step of Reliability Level Source : HSB Reliability BDM PM PdM 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 PdM : Predictive PM : Preventive BDM : Break-Down Aerospace Maintenance TPM (Total Plant Maintenance) Process Discipline Advanced Process De-Bottlenecking Advanced RBI / RCM Operator Performed Maint Operator Involved Maintenance BDM Aircraft ahaha Refinery PM Petro Che- mical PdM Technology T/A Management Operator Driven Reliability Process De-Bottlenecking Advanced PM CMMS Basic Failure Analysis Performance Assurance Histories Basic RBI / RCM BDM PdM PM Paper Steel & Metal Auto- Mobile PM Stores and Supports Basic PM (Time Based) Follow-up Assignment Planning & Scheduling Job Scoping Back Log Management Priorities W / O System Work Identification List & Phonecalls PdM PM BDM PM Mining Cement BDM

Reliability 정의 Reliability 는 공정의 최대생산 가능량을 주어진 운전 기간동안 사고나 고장 없이 생산할 수 있는 능력 Max. Sustained Capacity - (Unplanned + T/A) Losses Maximum Sustained Capacity Reliability = 비계획 고장/사고 = 0 Reliability 향상 운전기간 연장 = Ave. 4 ~5 Yrs

MI vs. RI 2 Yr. Avg. Non-T/A Cost+Adjusted T/A Cost EDC (Equivalent Distillation Cost) (Unplanned + T/A)Loss Maximum Sustained Capacity RI = RI ( Reliability Index ) MI ( Maintenance Index ) - Efficiency(效率) - Reduce Cost - Increase EDC - Effectiveness(效果) - Reasonable Expenditure - Minimize Unplanned Loss - Extend Run Length - Increase Capacity

위험도 분포Graph % of Total Risk % of Equipment % of Total Risk vs % of Equipment Items Refinery Unit, ~500 Total Items 100% 90% 80% 70% 60% 50% % of Total Risk 40% 30% 20% 10% 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% % of Equipment

SK(주) 검사업무의 발전단계 1단계 - Break Down Inspection(BDM) - 1980 년 이전 - 문제 발생시 또는 주기적인 검사 병행 - 사고발생 가능성이 높음 - 검사 결과 기록 및 단순 대책 수립 실시 2단계 - On Stream Inspection (PM) - 1980년대 - 문제다발 설비에 대한 운전중 주기적 검사 - 검사 계획의 한계 상존 - 설비관리비용 과다 발생 - 주기적인 검사/결과 관리용 전산 자료관리 체계 필요

SK(주) 검사업무의 발전단계 3단계 - Predictive Inspection (PdM) - 1991 ~ 1997년 - 부식Study통한 문제발생 예상부위 도출 및 집중적 검사 - 설계 자료 및 운전자료에 대한 분석과 입체적 관리 강화 - 사고발생 가능성이 낮음 - 설비의 검사 및 관리비용이 아주 높음 - 검사품질의 상향평준화 위해 검사표준 작성 - 부식관리회의 도입 및 실행

SK(주) 검사업무의 발전단계 4단계 - Risk Based Inspection(RBI) - 1998 이후 - 전체 설비에 대해 문제 발생 가능성과 대책이 수립됨 - 위험도에 기반한 설비별 검사방법 및 주기설정 - 설비 신뢰도 극대화 - 설비관리 비용의 효율적 사용

SK RBI 적용사례

SK RBI 추진 경과 Phase-1 : 설비안정성 평가기법(RBI)도입 Phase-2 : SK RBI체계 구축 일정 : 1997. 6월 ~ 1997. 12월 고온/고압, 고부식성 공정인 HOU공장 증량운전에 따른 설비 안정성평가 위해 AP Tech사(미)사 통해 RBI기법 도입 Phase-2 : SK RBI체계 구축 일정 : 1998. 5월 ~ 1998. 11월 자체 TFT구성 통해 SK RBI체계 수립 (작업표준 8종, RBI용 D/B 체계 구축, 설비별 검사표준표 개발)

SK RBI 추진 경과 Phase-3 : CLX전공정에 SK RBI체계 적용 해외 정유사에 SK RBI 적용 일정 : 1999. 1월 ~ 2001. 12월 CLX전체 공정중 위험도가 높은 순서대로 평가중임 해외 정유사에 SK RBI 적용 2000. 10~2001. 9월, 대만 FPCC

SK RBI Work Flow 간단한 자료입력 및 공정조건 검토 표준 제/개정 No 제외(BDM) 추가검토? 검사수행 표준 제/개정 No 제외(BDM) 추가검토? 검사수행 결함기구 (D.M) LOF(사고 발생 가능성) COF (사고 파급영향 ) SEIP (장치별 검사표준표) 설비사양, 운전조건, 검사/정비 이력 검토 및 D/B입력 위험도등급설정 FFS 사용적정성 평가(필요시) RUL 잔여수명평가 (필요시) 상세검토 필요 ?

세부추진 내역 설비안정성평가 절차 및 기준정립 / 보완 개별 검사표준표 작성 (4W 1H) Data Base구축 RBI수행 업무표준 외 7개 절차 및 기준 작성 개별 검사표준표 작성 (4W 1H) 검사 필요성(WHY & WHAT), 검사부위(WHERE), 검사주기(WHEN), 검사방법(HOW) Data Base구축 Total Data Interface : IDMS자료와 완벽한 호환가능 User Friendly D/B : 안정성평가관련 Datasheet, Worksheet 설계/입력, 검사계획 자동작성.

SK RBI 작업표준 RBI수행업무표준 RBI용 Database사용업무표준 RBI Program수행위한 RBI전과정에 대한 개략적 기술 RBI용 Database사용업무표준 RBI 전과정에 대해 Programming된 D/B사용업무 Manual D/B내에 구축되어 있는 각종 양식화면에 대한 사용방법기술

SK RBI 작업표준 RBI Data Sheet기입업무표준 평가대상설비 선정 업무표준 RBI수행에 필요한 General, Mechanical, Process, Maintenance & Inspection관련 정보에 대한 기입방법, 기입 형식(문자, 숫자, 기호) 및 단위에 기준 설정 및 설명 평가대상설비 선정 업무표준 BDM가 가능한 설비를 Filtering하는 기준에 대한 표준 NFPA-325기준에 따른 위험물질 포함하지 않았거나 사고발생시 공정영향 낮은 설비를 상세평가대상에서 제외하여 평가 효율성 제고

SK RBI 작업표준 설비등급관리 업무표준 Damage Mechanism 결정 업무표준 LOF & COF Factor별 점수부여기준 및 각 Factor의 점수를 Risk Matrix기준으로 설비등급 결정함. LOF & COF 등급 결정 Damage Mechanism 결정 업무표준

SK RBI 작업표준 잔여수명산정 업무표준 검사표준표(SEIP) 작성 업무표준 배관 및 고정장치 설비에 대한 잔여수명 산정기준 Damage형태 및 수명평가 필요성에 따라 3단계 평가 API 579 PD6493에 따라 평가 (“FractureGraphics”보유) 검사표준표(SEIP) 작성 업무표준 각 설비별로 검사방법, 검사부위, 검사주기 및 검사필요성 에 대한 설명

선정된 DM의 실제 발생정도에 따라 LOF 등급조정 (± 1grade) Abbreviation DM : Damage Mechanism POO : Possibility Of Occurrence FMR : Failure Mode Rating M&A : Mitigating & Aggravating 설계 / 정비 / 검사자료수집 및 RBI Database입력 발생 가능한 DM 선정 검사결과에 따른 POO수정 POO 등급결정 FMR 등급결정 M & A Factor Inspection Factor Condition Factor Process Factor Mechanical Design & Construction Factor DM 최종결정 선정된 DM의 실제 발생정도에 따라 LOF 등급조정 (± 1grade) 점수에 따라 LOF 등급결정 (1 ~ 5 grade)

사고파급영향(COF) 분석 Data (Process, MSDS & etc) Collect and RBI D/B Input COF Factor Calculating Chemical Factor ( CF : 0 ~ 80 ) Quantity Factor ( QF : 0 ~ 40 ) Product Loss Factor ( PLF : 0 ~ 60 ) Effect to Operation ( 0 ~ 40 ) Duration of Repair ( 0 ~ 20 ) State Factor (SF : 0 ~ 30) Service type (0 ~ 10) Operating Temp. (0 ~ 20) Pressure Factor (PRF : 0 ~ 40) 점수에 따른 COF 등급결정 (A ~ E grade)

위험등급결정 Matrix 5 E D C B A Consequence Rating 2 1 3 4 1 : High Risk Likelihood Rating 5 E D C B A Consequence Rating 1 : High Risk 2 : Medium-High Risk 3 : Medium Risk 4 : Low Risk

SK RBI 특징 검사의 목적은 운전중 장치물에 발생할 수 있는 열화현상을 사고발생 이전에 찾아내기 위해 아래와 같은 행위를 정의하고 수행하는 것이다. SEIP 작성방법 현실화 어떤 종류의 열화현상(D.M : Why & What)을 찾기 위해 검사하는가 ? 어느 부위(Where) 를 검사해야 하는가 ? 언제 (얼마나 자주) 검사(검사주기 : When)해야 하는가 ? 어떤 검사방법(How) 을 적용해야 하는가 ?

SK RBI 특징 배관 Risk Ranking 기준제공 SK DAS(Damage Analysis System)적용한 P&ID검토 Checklist이용한 고정장치 제작도면 검토

RBI 적용효과

RBI 적용효과 SK ㈜ 울산 CLX 내 120 여 정유 및 석유화학 공정에 대해 RBI 기법 적용결과 상당한 비용 절감효과 확인 비용 절감 요인 - 정기보수 주기 연장 - 개방항목 감소 - 정기보수기간 단축 기타 효과 - 인력 운영의 효율성 제고 ( Peak & Valley 완화 ) - 위험도 높은 설비에 검사자원 집중하여 설비 Reliability 확보

RBI 적용효과 FCC 공장의 5개 공정에 대한 RBI 실시 전후 비교 총 설비수 : 761 EA RBI 적용 결과 RFCC : 278 EA (Residue Fluidic Catalyst Cracking) RHDS : 211 EA (Residue HydroDeSulfurization) HP : 164 EA (Hydrogen Plant) AL : 68 EA (Alkylation) SAR : 40 EA (Sulfuric Acid Recovery) RBI 적용 결과 Before 29 % 26 % 13 % 23 % 9 % After 1 2 3 4 5 2% 14 % 24 % 36 %

RBI 적용효과 20 : 80 법칙 비용 절감 효과 개방 항목 축소 R.R 1 & 2 : RBI 실시 전 ( 418EA, 55%) RBI 실시 후 ( 124EA, 16%) 정기 보수 주기연장 (1년 3년) RBI방법에 따른 고정장치 설비별 위험도 분석 완료후 각 설비별 검사방법과 대책이 수립 및 회전기계(RCM), 계기(SISRA), 전기 등 각 분야별 안정성 검토후 정기보수주기를 연장할 수 있었음.

RFCC Plant적용결과

Maintenance Cost(108Won) 정비비용 & 신뢰도지수 Trend 4.29 MI (%) Maintenance Cost(108Won) 2.21 8.17 RI (%) 3.92 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Year

향후 추진계획

향후 추진계획 SK RBI Software 개선 완벽한 정량적 평가 현장적용시 문제점 해소 RBM(Risk Based Management) 개념 도입 통한 경영Tool로의 Up-Grade 고정장치/배관(RBI), 회전기계(RCM), 계기(SISRA), 전기(e-RCM)통합 국내정유/석유화학 업체 RBI추진 지원