1. Pipe Load Test
직장인이라면 누구에게나 인생의 뼈대를 만들어준 업무가 있습니다. 저에게는 사우디아라비아 발전소 공사 현장으로 떠났던 첫 해외파견의 기억이 그렇습니다. 낯선 땅의 열기보다 더 뜨거웠던 것은 '처음'이라는 중압감, 그리고 몸과 마음을 지치게 했던 현장의 고단함이었습니다. 당시엔 하루하루가 참 무겁게만 느껴졌는데, 시간이 흐른 지금은 그때의 기억을 웃으며 안주 삼아 지인들에게 이야기하곤 합니다. 고생스러웠던 시간조차 '추억'이라는 이름으로 발효된 것이겠지요.
예전에 남겨두었던 기록을 다시 읽어보았습니다. 그때보다 지금은 좀 더 편안해진 마음으로 하지만 정보는 더 깊고 자세히 감정을 담아 이 소중한 경험을 세상에 다시 공유해보려고 합니다. 발전소 건설의 핵심인 Steam Turbine Generator(STG). 그중에서도 Alstom사가 요구하는 Pipe Load Test (=저희는 Jack-Up Alignment Test라고 불렀습니다.) 는 현장 엔지니어들에게는 마치 넘기 힘든 거대한 벽과 같았습니다.
터빈 노즐에 배관을 연결할 때 발생하는 초과 하중은 허용하지 않겠다는 그들의 엄격한 SPEC (Process Specification for Connecting Steam Pipes and Steam Turbine) 앞에서, 국내외 굴지의 건설사들이 곤욕을 치르곤 했습니다. 저 역시 그 막막한 현장의 한복판에서 이 까다로운 요구사항과 씨름하며 낮에는 Test 현장에서 밤에는 Report 작성에 밤을 지새웠습니다.
2. STG Pipe Load Test
이 글은 전적으로 사부님께 배운 저의 땀과 시행착오가 담긴 개인적인 기록입니다.
하지만 제가 겪었던 이 어려움이 지금 어디선가 같은 벽을 마주하고 있는 이름 모를 엔지니어들에게 작은 등불이 되기를 바라는 마음으로 그 여정을 정리해 보려 합니다.
[연재 순서는 아래와 같이 총 3부로 나누었습니다.
1부 : Alstom사가 제시한 SPEC. 그 높은 문턱에 대하여 (개요 및 설명)
2부 : Pipe Test 진행 절차
3부 : 현장의 지혜를 담은 향후 대응 방안
어려운 기술적 내용이지만, 최대한 곁에서 이야기하듯 쉽게 풀어내 보겠습니다.
척박한 현장에서 우리가 함께 고민했던 흔적들이 누군가에게는 실질적인 도움이 되고, 누군가에게는 뜨거웠던 시절의 공감이 되길 바랍니다.
3. Alstom사가 제시한 SPEC.
Alstom사가 제시한 SPEC. 그 높은 문턱에 대하여
모든 것이 계획대로 흘러가야만 하는 거대한 플랜트 현장, 여느 때처럼 STG Nozzle에 배관을 연결하기 위한 최종 용접(Final Welding)을 준비하던 중이었습니다. 하지만 Alstom사의 기술 고문(Technical Advisor 이하 T.A)은 단호했습니다.
"이 Spec에 따른 Pipe Load Test를 통과하지 못하면, Final Welding 할 수 없습니다."
그가 내민 서류에는 낯선 이름의 테스트가 적혀 있었습니다.
"이미 공사 초기에 전달했는데 왜 이제 와서 당황하느냐"며, "아프리카 오지 현장에서도 다 하는 공정"이라는 독일인 특유의 영어 엑센트에 담겨있는 차가운 덧붙임은 낯선 타국 땅에서 고군분투하던 저의 가슴을 서늘하게 만들었습니다. 문제는 단순히 기술적인 난이도에 있지 않았습니다. 발전소 건설의 생명과도 같은 '공기'가 우리를 기다려주지 않는다는 점이었습니다.
1) 공정 지연
이 테스트를 통과하지 못하면 최종 용접을 할 수 없고, 이는 곧 수압 시험(Hydro Test)의 지연으로 이어집니다. 결국 발전소 건설의 품질 보증인 ASME Stamp 획득마저 불투명해지는, 그야말로 프로젝트 전체에 엄청난 임팩트를 주는 절박한 상황이었습니다.
2) 절대적인 시간의 부족
하필이면 용접 바로 직전에 이 스펙을 인지하게 되었습니다.
대응할 수 있는 시간은 모래시계 속 모래알처럼 빠르게 빠져나가고 있었습니다.
3) 경험의 부재
무엇보다 치명적이었던 것은 우리 중 누구도 이 테스트를 실제로 겪어본 적이 없었다는 사실이었습니다. 현장에서도 막막해서 이문제를 설계에 던져서 해결해달라는 압박했습니다.
어디를 가든 늘 그렇듯이 설계가 죄인입니다.
당시 저를 가장 괴롭혔던 것은 사막의 열기보다, '이 거대한 벽을 어떻게 넘어야 할까' 하는 막막함이었습니다.
현장 엔지니어에게 '경험해 보지 못한 기술적 요구'와 '촉박한 마감'의 조합은 마치 끝이 보이지 않는 사막 한가운데 홀로 서 있는 기분과도 같습니다. 또한 공정지연으로 여기저기 설명하고 이해시킬려고 하는 그 수많은 시간들이 저를 힘들게 했던 것 같습니다.
하지만 그 막막함이 결국 저를 움직이게 했습니다. 훗날 이 글을 읽을 누군가는 저와 같은 당혹감을 느끼지 않기를 바라는 마음, 그리고 직장인 이전에 나의 인생에 이러한 어려움을 반드시 극복해보자라는 그날의 오기가 지금의 기록을 만들었습니다.
Alsteom T.A가 내면 SPEC.에 중요 내용은 다음과 같습니다.
(1) 목적
Steam Turbine의 운전을 위해서는 Connection sockets(STG Nozzle)에 과도한 Force나 Moment가 발생해서는 안된다. 허용치 이하의 Connection Load (STG Nozzle에 가해지는 Load)는 STG의 Mechanical Integrity, Flange Joint의 Tightness 및 자연스러운 열팽창을 보장한다. SPEC.의 적용 범위는 Large bore (DN 80 or 2 1/2”) steam pipes (Main Steam, Hot 또는 Cold Reheat, bypass, extraction pipes)이다.
(2) 분류 및 중요도
SPEC. 내 모든 요구 조건들이 만족해야 하며, 허용된 Deviations 이내의 측정값은 보장할 수 있다.
Pipe Load Test를 통해서 STG Nozzle에 연결되는 Pipe Load를 측정하여, STG Nozzle에 허용치 이상의 Pipe Load가 가해지는 것을 사전에 방지한다는 것입니다. STG Nozzle에 Fit-up이 잘못된 Pipe를 억지로 당겨서 STG Nozzle에 연결하는 것은 미연에 방지한다는 것입니다.
3) Pipe Load Test 요구 사항
Test 하는 Line들은 모두 Stress Free 상태이어야 하며, 모든 Spring 눈금은 Cold Position에 위치되어야 한다.
Stress Free 상태는 Chain Block 해제, Spring Hanger Locking Pin 해제를 의미합니다.
또한 Test 한 배관에 설치된 Spring Support에 대해서는 모두 Cold Position에 맞추는 것을 요구하였습니다. Cold Position Setting 및 STG Nozzle에 가하는 Pipe Load를 조절하기 위해 반복적인 Spring Scale Recalibration을 진행하면서 많은 시간이 소요되었습니다.
또한 Spring Hanger 위치가 높아 Scaffold을 쌓는데 시간이 많이 걸리는 Spring은 넘어가려고 한 적이 있었는데, T.A가 STG Building 내부 Spring을 확인하여 Locking이 해제되지 않는 Spring은 모두 해제할 것을 요구하였습니다.
4) Pipe Line은 마지막에 STG Nozzle에 연결되어야 한다.
STG Nozzle Alignment를 맞추기 위해 STG Nozzle에서부터 배관 시공은 허용되지 않습니다.
5) Insulation 무게는 고려되어야 한다. Pipe Load Test를 위해서는 배관에 Insulation이 모두 시공이 완료되거나, 시공이 되지 않았다면 Insulation 무게만큼 배관에 Weight를 설치해야 한다.
당시 T.A에게 현재 시점에서 Insulation을 시공할 수 없고 Insulation Weight는 우리로써는 알 수 없는데 당신들이 답을 줄 수 있는가 했더니 자기들도 모른다고 하였습니다. 그래서 측정 Report에 Insulation은 고려되지 않았다는 문구를 넣고 A사 본사 담당자가 판단하도록 하였습니다.
6) Welding Gap(Root Pass 3mm)까지 Pipe Lift-up 하여 Pipe Load 측정
Stress Free 조건 (Pipe와 STG Nozzle이 아직 연결되지 않음)에서 아래의 예를 든 Tool을 이용해서 Pipe를 STG Nozzle Loot Pass Gap (3mm)까지 들어 올려 Pipe Lift-up Force를 측정한다.
측정 위치는 STG Nozzle에 연결된 Pipe를 Lift-up 하는 위치는 도면에 표기 후 예시로 언급한 Hydraulic jack-up Tool 을 사용하여 Pipe 하중을 측정하라는 것입니다.
6) Pipe Lift-up 시 STG Nozzle과 Miss Alignment는 허용되지 않는다.
완벽한 Fit-up을 요구하였으며, 만일 수평방향으로 Miss Alignment가 발생하면 Miss Alignment 난 반대 방향에 Tension Gauge를 설치 후 STG Nozzle Center로 천천히 당기면서 이때 걸리는 Load를 Report에 기입하라는 요구를 받았습니다.
7) 측정이 완료된 후 Report에 각종 Check 사항을 Alstom 사 T.A 와 확인하여 작성 후 Report를 T.A에게 재확인을 받아서 A사 본사 담당자에게 메일을 송부하여 문제가 없다면, 담당자 Sign 후 현장에 재송부하여 Final Welding 진행한다.
누구도 가보지 않은 길을 가야 하는 막막한 상황이었습니다. 현장에서는 전례 없는 테스트를 위해 본사 설계팀과 외부 자문가들에게 도움을 청했지만 명쾌한 답을 얻기란 쉽지 않았습니다. 결국 나의 멘토인 Stress 사부님과 함께 A사 담당자와 메일을 주고받으며 기술적 근거를 쌓아 올렸습니다. 그렇게 치열하게 준비한 설계 자료를 품에 안고, 첫 해외현장 파견 길에 오르게 되었습니다.
2부에서 뵙겠습니다.
감사합니다.