고망간강 조선해양플랜트 적용 어디까지?

고망간강 조선해양플랜트 적용 어디까지?

  • 철강
  • 승인 2022.09.23 10:30
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기자명 박재철 기자 parkjc@snmnews.com
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조선업계, 유럽 에너지 위기에 LNG 수요 증가 

포스코, 고망간강 기술 LNG연료탱크에 적용

하이스틸, 극저온용 고망간 SAW강관 제조기술 특허 취득

러시아가 국제사회의 경제 제재에 천연가스를 무기화하는 방식으로 맞대응하면서 유럽의 에너지 대란이 길어지고 있다. 이에 국내 조선3사(한국조선해양, 대우조선해양, 삼성중공업)는 액화천연가스(LNG)운반선 발주 폭증이라는 호재를 맞이하고 있다. 

천연가스의 경우 액화 및 저장하고 운반하는 것은 그리 녹록한 과정은 아니다. 천연가스의 액화점은 1기압에서 영하 162도인데 이 기압과 온도 때문에 LNG를 저장하고 운송하는 것이 까다로워진다. 탄소강 강재를 사용하는 원유나 가스와 달리 LNG 파이프라인에는 스테인리스(STS)를 사용하는 것도 이런 이유에서다. STS는 저온에서 취성을 띄는 탄소강과 달리 극심하게 낮은 영하 196도에서도 충격에 버티는 소재다. 이러한 가운데 고망간강은 기존 액체수소 저장탱크 소재로 활용되고 있는 스테인리스 보다 용접이 용이하면서도 가격이 낮아 차세대 액체 수소 저장탱크 소재로 주목받고 있다. 하지만 아직 세계적으로 액체수소 분야에서 상용화 된 경험이 없어 액체수소 환경에서의 극저온 물성, 안전성 등의 분야에서 연구개발 수요가 커지고 있다.

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, 스테인리스, 알루미늄합금강 대비 70~80% 수준으로 경제성이 뛰어나 경쟁 소재들을 대체할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 

포스코는 극저온용 고망간강을 글로벌 에너지 기업 엑손모빌의 소재 안정성 및 적합성 평가를 완료하고 LNG 저장 및 수송용 강재로 승인받은 바 있다. 엑손모빌이 투자하는 프로젝트에 참여하기 위해서는 엑손모빌의 기술승인이 선행되어야 하는데, 포스코는 이번 승인을 통해 극저온용 고망간강을 공급할 기술적 토대를 마련했다.

포스코는 지난 2020년 7월 엑손모빌이 세계 각지에 건설할 친환경 LNG터미널에 자사의 고망간강 적용을 추진키 위해 기술승인 절차에 착수했다. 포스코가 소재의 시험성적 및 샘플을 제출하면 엑손모빌은 가공성 및 안정성 평가 등 필수 검증만을 진행해 절차를 간소화하여 승인 기간을 두 배 이상 단축시켰다. 고망간강이 광양 LNG 저장탱크 5호기와 20여 척의 LNG추진 선박 및 원유운반선의 연료탱크에 적용된 점과 과거부터 엑손모빌이 포스코의 기술력을 신뢰해 왔기에 가능한 결과였다.

포스코는 대우조선해양과 LNG연료탱크에 고망간강을 적용하는데 성공했다.

이어 포스코는 대우조선해양과 LNG연료탱크에 고망간강을 적용하는데 성공했다. 대우조선해양과 포스코는 고망간강을 LNG 연료탱크로 사용하기 위해 전처리부터 용접에 이르는 탱크 제작기술을 함께 개발했다. 이로써 양사는 고망간강을 중심으로 한 대한민국 고유의 LNG 연료탱크 생태계를 구축해 소부장 대한 국가 경쟁력을 확보하게 됐다.

고망간강은 강관 소재에도 적용되고 있다. 강관 제조업체 하이스틸이 최근 ‘조선해양 플랜트용 극저온용 고망간 SAW강관 제조기술’에 대한 특허를 취득한 것이다. 타사의 고망간 ERW강관의 특허를 취득했지만 극저온용 고망간 강관은 오스테나이트계열로 ERW강관 방식을 적용해 제조할 경우 배관재로의 사용이 어렵다. 이번 하이스틸이 극저온용 25%Mn SAW강관 제조기술을 개발한 것은 세계 최초다.

이번 하이스틸 ‘고망간 SAW강관 제조기술 개발’을 계기로 극저온 고망간강의 강관 제조가 가능해 짐에 따라 상용화가 될 경우, 철강업계는 물론, 조선업과 해운, 에너지업계에서도 미래 소재로 주목을 받을 것으로 보인다.

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.

조선용을 제외하더라도 극저온용 고망간강은 극저온성이 필요한 분야 대부분의 분야에서 활용 가능성이 매우 높다. 최근 조선업계의 뜨거운 이슈인 LNG선은 물론, 지상용 LNG 보관용 탱크와 LNG 차량 탱크, LNG 터미널과 LNG 충전소 등에서도 사용 확대가 기대되고 있다.

LNG 터미널의 경우 액화가스 저장탱크와 극저온 배관, LNG 2중 파이프라인 등에서 소재 활용 가능성이 높고, LNG 충전소 부문에서는 운송용 ISO탱크, 소형 저장탱크, 운송용 차량 저장탱크, LNG FUELED 차량 연료탱크 등으로 활용 방안이 검토되고 있다. 또한, 일반적인 고망간강의 수요처인 가스절연 가폐장치, 오일용 슬러리파이프(Oil sands), 고압변압기 분야에서도 사용 확대가 기대되고 있다.

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