<기획> 조선해양플랜트용 극저온 고망간 강관 개발 어디까지 왔나?
<기획> 조선해양플랜트용 극저온 고망간 강관 개발 어디까지 왔나?
  • 박재철
  • 승인 2018.01.09 11:00
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극저온용 고망간강을 통한 강관 제조 기술 개발 착수
스테인리스강관 대비 물성 우수, 가격 절감
향후 조선해양플랜트 수주경쟁력 강화

  <편집자주> 포스코가 세계 최초로 개발한 고망간강은 10여년간 연구끝에 자력 기술로 개발한 고부가가치 소재로 WP(World Premium) 대표 강종이다. 극저온용 고망간은 -196℃의 극저온에서도 견딜수 있는 강재로 LNG(액화천연가스) 저장 및 이송에 적합하다. 기존에 사용되는 니켈합금강보다 용접성이 우수하면서 가격 또한 니켈합금강, 스테인리스강, 알루미늄합금강 대비 70~80% 수준으로 경제성이 뛰어나 경쟁 소재들을 대체할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 이에 고망간강을 소재로한 강관 제작 기술 개발에 나선 연구팀에 대해 알아보는 시간을 갖도록 하겠다.

 

  강관업계를 비롯한 철강업계는 지난해 8월 소재부품기술개발사업으로 고망간강을 소재로한 ‘조선해양플랜트용 극저온 고망간 아크용접(SAW)용접강관 및 인발강관개발’에 돌입했다. 이번 연구를 위해 포스코를 비롯해 하이스틸, 성일SIM, 필렉스테크, 성원, 국제희토류금속, 한국생산기술연구원, 부산대학교 등 다양한 업체 및 연구기관이 참여해 연구팀을 만들었다.

  이번 연구개발의 목적은 조선해양플랜트산업에서 요구하는 전체 사이즈의 극저온용 고망간 강관을 개발해 신규 시장을 창출한다는 것이다.

  특히 LNG 수요도 꾸준히 증가하는 추세다. 지난 2011년 후쿠시마 원전 사태 이후 일본이 LNG 수입에 열을 올리고 있고, 최근 석탄산업 규제 이후 '가스대란'에 시달리고 있는 중국 역시 LNG 소비량이 빠르게 급증하고 있다.

  LNG선박 발주량은 내년쯤 예년 수준인 40~50척을 회복할 것으로 전문가들은 전망하고 있다. 2012~2013년 미국 셰일가스 혁명으로 해운사들이 경쟁적으로 발주에 나서면서 LNG선 공급과잉이 지속되고 있는 탓이다.

 

 

  전 세계적으로 환경보호정책에 따라 청정에너지인 LNG사용과 이에 따른 극저온 강관의 늘어날 것으로 예상되고 있다. 현재 LNG선에는 스테인리스(STS) 소재로 한 STS316, STS304 제품이 쓰이고 있다.

  이를 대체하기 위해 연구팀은 고망간 강관을 비롯해 고망간강 SAW 용접을 통한 대구경 용접강관, 고망간강 인발용 모관 및 인발을 통한 소구경 강관을 개발에 나서고 있다.

  현재 고망간 강관의 경우 TIG용접으로 중소구경의 제한적인 사이즈만 생산해 시장 확보가 쉽지 않다. 이를 극복하기 위해 고망간 SAW용접강관 및 인발강관 개발이 시급한 상황이다.

  극저온용 고망간강 소재 및 용접재료는 포스코에서 개발을 완료한 상태다. 하지만 이를 이용한 부품의 상용화 기술 개발이 별도로 필요하다. 고망간 강관의 경우 기존의 전기저항용접(ERW)이나 수동 TIG용접 방식으로는 상용화가 한계가 있다.

  소구경 ERW(외경 10인치 이하)의 경우 오스테나이트계 고망간강의 용접 특성으로 제조가 어렵다. 이에 따라 연구팀은 TIG용접관(인발 모관)을 통해 기존 용접의 문제를 해결하고 2차가공 기술을 개발하고 있다.

  중대구경(10인치 이상)은 고망간강 적용시 웨이브 현상이나 성형 및 두께의 한계가 있다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 고망간강 SAW용접강관을 개발해 문제점을 해결해 나갈 계획이다.
 

이번 연구를 위해 포스코를 비롯해 하이스틸, 성일SIM, 필렉스테크, 성원, 국제희토류금속, 한국생산기술연구원, 부산대학교가 참여했다.

  해외에서는 일본과 독일에서 20년전 고망간강 개발을 추진했지만 연구수준에 머물러 있다. 국내외적으로 고망간강의 SAW용접 및 인발, 단조 등의 가공기술 적용 사례가 없다. 국내 연구팀은 고망간강의 조선해양플랜트 적용을 위해서 전 구경의 강관 개발이 필요하다고 보고 있다. 이를 통해 향후 친환경 LNG수요 증가에 따라 신규 시장창출 및 선점, 기존 시장 을 대체하고 고망간 SAW 및 인발기술 확보할 계획이다.

  연구팀 관계자는 “고망간 소재는 저성장시대에 도래한 철강산업의 대응전략의 일환으로 포스코에서 세계 최초 개발한 제품”이라며 “고망간강을 적용한 강관 기술 개발을 통해 조선해양플랜트 업계의 수주경력을 강화하는데 일조할 것”이라고 말했다.


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