[과학을 읽다]스프링클러 동배관 누수 해결됐다

KIST·KAIST 연구팀, 원인 밝하고 차단기술 내놓아

▲이미 부식이 여러 개 발생한 스프링클러 동배관을 대상으로 부식 방지 실험을 하고 있다.[사진제공=KIST]

[아시아경제 정종오 기자] 스프링클러 동배관 누수의 원인이 밝혀졌고 차단기술이 개발됐습니다. 최근 한국토지주택공사(LH공사)와 에스에이치공사(SH공사)가 2009년에서 2013년 사이에 공급한 아파트들의 스프링클러 동배관에서 소화용수 누수가 많이 발생해 주민들의 민원이 끊이지 않았습니다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 전자재료연구단 서상희 박사와 한국과학기술원(KAIST, 총장 강성모) 신소재공학과 권혁상 교수는 지난 수 년 동안 우리나라에서 발생한 스프링클러 동배관의 누수 발생의 원인과 누수방지기술을 연구했습니다.

해당 아파트의 스프링클러 장치를 작동시킬 때 동배관 내에 고압의 소화용수를 채우게 됩니다. 이 때 동배관에 남아 있는 공기를 완전히 제거하지 않고 소화용수를 채우면 압축된 공기는 동배관 내에서 산소농도차 전지 현상을 일으킵니다. 공식(pitting corrosion)이라는 국부적 부식을 가속화하게 됩니다. 결국 배관에 작은 구멍이 생겨 누수가 발생하는 것으로 확인됐습니다.

스프링클러 배관의 누수를 방지하기 위해서는 부식이 발생하지 않는 고강도 PVC로 배관을 교체하거나 스프링클러 배관의 부식이 더 이상 진행되지 않는 방안을 찾아야만 합니다.

연구팀은 입주민들에 불편을 주고 막대한 비용이 들어가는 배관 교체 대신 스프링클러 동배관의 누수 문제를 간단히 해결할 수 있는 기술을 개발했습니다. 특허등록도 했습니다. 등록된 특허기술은 질소가스 충진과 진공배기충수장치로 동배관 내의 공기를 완전히 제거한 후에 소화용수를 채워 넣는 기술로 이미 부식이 진행되고 있는 동배관의 부식을 늦출 수 있습니다. 새로 스프링클러를 설치할 때 부식방지에 유효한 기술입니다.

이미 상당한 수준의 부식이 진행되고 있는 동배관의 누수를 방지하기 위해서는 동배관내의 공기를 제거하는 것에 더해서 배관에 채우는 소화용수의 용존산소농도를 0.1 ppm 이하로 낮출 필요가 있습니다. 소화용수의 용존산소농도를 줄이는 것은 산소제거 약품을 투입해 소화용수의 용존 산소농도를 줄여 실제로 스프링클러 시스템에 적용하는 기술을 2015년 9월에 특허 출원을 한 바 있습니다.

이 기술을 이미 부식이 발생한 10개의 동배관에 적용한 결과 3개월 동안 누수가 전혀 발생하지 않는 것을 확인했습니다. 현재 스프링클러 누수문제로 고통을 받고 있는 입주민들과 안전문제, 피해 배상과 보수문제로 곤란을 겪고 있는 아파트 공급사의 문제를 해결할 것으로 전망됩니다.

한편 연구 결과는 국제적 저널인 Engineering Failure Analysis 최근 호(논문명: Analysis of pitting corrosion failure of copper tubes in an apartment fire sprinkler system)에 실렸습니다.