현대중공업 지춘호 연구원 발표 "컨테이너선 대형화, LPG운반선 등 수주에 강점 지녀"

  최근 조선시장은 컨테이너선 대형화와 가스 운반선 발주가 늘고 있고 해양플랜트 시장은 원해ㆍ심해ㆍ극해로의 자원 개발이 늘면서 이에 필요한 강재 특성이 고강도, 고인성화가 빠르게 진행되고 있다.

  24일 서울 포스코센터에서 개최된 '스틸코리아2016'에서 현대중공업 지춘호 연구원은 조선 및 해양플랜트 시장 현황과 소재적용 동향에 대한 주제발표를 통해 설계 및 품질 규정이 강화되면서 이에 필요한 강재는 고강도화, 고인성화를 필요로 한다고 밝혔다.

  우리나라 조선업계가 강점을 지니고 있는 컨테이너선 분야에서는 대형화 추세를 보이고 있다. 이는 컨테이너선이 대형화 될수록 운임비 절감이 가능하기 때문에 기존 선박의 폐선과 함께 신규 발주선박의 규모가 점차 대형화 되고 있는 상황이다. 실제로 TEU당 운임비는 2만4천TEU급 컨테이너선이 9.57달러인데 반해 1만2,500TEU급 선박은 12.43달러로 조사돼 대형 선박으로 운임비를 23.1% 절감할 수 있다.

  이처럼 컨테이너선의 대형화로 인해 설계 및 품질 규정도 한층 강화되면서 고강도, 고인성 강재의 사용량이 증가하고 있다. 대표적으로 EH40/47 강재는 컨테이너선 강재의 후육, 고강도화 특성을 만족하며 균열 전파 저항성을 확보하고 있다. 특히 ESSO/CTOD 시험을 만족하고 디자인을 최적화 할 수 있으며 용접부 균열 및 결함을 제한하는 특성을 지닌다.

  최근에는 선급 극후물재의 용접부 파괴인성 저하 가능성 때문에 파괴인성 보증이 가능한 BCA(Brittle Crack Arrest)강이 요구되고 있으나 선급별로 균열정지 설계에 대한 선택사항이 서로 다르다. 국내에서 포스코와 현대제철이 BCA강을 공급하고 있다.

  LPG운반선은 탱크 구조와 저온 특성에 따라 LT-FH32 강재나 3.5% 니켈강, STS 304L , 알루미늄 합금소재 등을 사용하고 있다.

  독립형 탱크와 설계온도 영하 55℃ 조건에서 사용되는 LT-FH32 강재는 최소 항복강도 315MPa, 최소 인장강도 440MPa의 강도 특성을 지닌 두께 8~35㎜로 생산된다. TMCP 공정에 의해 조직 미세화와 Ti-B 및 N 석출물에 따라 조대화 제어가 가능하다. 기존 LT-FH32 강재의 용접입열이 낮기 때문에 용접생산사어 향상을 위한 대입열/중입열 저온용 강재 개발을 필요로 하고 있다. 기존에 60kJ이던 용접입열 기준이 현재 100kJ로 높아졌고 향후에는 150kJ까지 높아질 전망이다. 합금 특성은 각 철강사마다 조금씩 다르지만 강재 성능에는 별다른 차이가 없다. VLEG운반선이나 LNG운반선에는 니켈(Ni) 첨가강이 사용된다.

  해양플랜트 시장은 세계 에너지 수요 확대에 따라 동반 성장해서 2010년 1,400억달러였던 시장규모가 2020년에 5,000억달러에 이를 것으로 전망된다. 해양 플랜트시장은 드릴십, 부유식 플랫폼, 파이프라인, 심해저시스템, 서브씨 프로덕션과 URF로 구성되며 해양자원 개발이 온쇼어(근해/천해)에서 오프쇼어(원해/심해/극해)로 확대되면서 유가가 상승하면 관련 수요 증가가 예상되고 있다. 현재 세계 원유의 30%가 오프쇼어에서 생산되고 있다. 특히 2000년 이후 매장량이 소규모인 오프쇼어 심해유전 개발이 이어지면서 이동성이 용이한 드릴십, FPSO 등 부유식 설비의 해양구조물 수주 증가가 예상된다.

  조선분야와 마찬가지로 해양 플랜트 제작 규정도 강화되는 추세이다. BP의 멕시코만 석유시추선 폭발사고 이후 해상플랫폼 용접부 품질규정이 강화되고 있는데 이로 인해 해양플랜트 제작사의 생산성 저하가 초래됐다.

  선박의 경우처럼 해양플랜트에도 고강도 강재를 사용하면서 경량화 효과가 커지고 용접성능이 중요시되면서 FPSO 선체 열영향부 충격인성을 만족하는 대입열용 강재 개발이 이뤄지고 있다. 구조재에서 고강도화가 빠르게 진행되고 있는 반면에 배관재에서는 고내식성 소재의 사용이 급격히 증가하고 있다.