webzine배너 잡지배너 정기구독배너
   
MFG블로그 광고문의
기사제보 미디어킷
개인정보
취급방침
문의사항
회원탈퇴 정기구독신청
서울시 영등포구 경인로 775
에이스하이테크시티 3동 206호 ㈜MFG Inc.
Tel (02)3439-0011 Fax (02)3273-0989

Copyright (c) Since 1974~2016
MFG Inc.
All right reserved.

1등 하는만큼 어려운 1등 지키기
 
조선/플랜트 산업 제조 솔루션
 
김유리기자 | 2013.11.29 | 2013년 12월호
 
| 전체보기 | 인쇄 | 스크랩
 
“우리나라는 세계 1위의 조선강국이다.”이 말이 언제까지 현재진행형일 수 있을까? 중국의 빠른 추격, 핵심 고부가가치 기술을 보유한 기존 조선강국, 세계 경제 불황 등으로 1위의 자리를 위협받고 있다. 그래도 우리는 저력이 있다. 그 저력을 만드는 조선/플랜트 분야의 제조 솔루션들로 어떤 것들이 있는지 알아보았다.

“어려워지고 있다”, “중국에 많이 따라 잡혔다”. 특집 기사를 준비하면서 많이 들었던 말이다. 상선 분야에서 소위 싼값에 치고 들어오는 중국 때문에 조선 강국의 자리가 위태롭다는 것이다. 그래도 우리나라는 중국을 제치고 2년째 세계 1위의 자리를 지키고 있다. 한국이 1위를 지킬 수 있었던 것은 고부가가치의 특수선, 해양플랜트 분야에서 경쟁력을 갖췄기 때문이다.
  해양플랜트 분야의 부유식 원유생산저장 하역설비(FPSO)를 예로 들어보자. 이는 이동하면서 원유를 시추하고 정제하며 이송( 하역)하는 특수선이다. 한마디로 떠다니는 정유공장과 같다. 얼마나 고도의 기술과 자본이 들어갈지 말이 필요 없을 정도다. 이처럼 까다롭고 어려운 기술이 적용되기 때문에 상대적으로 기술력이 약한 중국이 여기 까지는 따라오지 못한 것이다.
  물론 안심할 수는 없다. 그러나 우리나라가 조선강국으로서의 저력으로 당분간은 선두 자리를 지킬 것이라는 전망이다. 핵심 고부가가치 기술의 국산화 등 1등의 위치를 고수하기 위한 노력이 더 많이 필요하겠지만, 우리에게는 지금의 자리에 있게 한 제조 기술이 있다. 그 중 대표적인 몇 가지의 제조 솔루션들을 모아보았다.
대형 소재 가공용 수평형 터닝센터
 속도와 성능을 두 배로
PUMA 600/700/800
 
 장비의 스펙을 결정짓는 것은 가공물의 사이즈가 커졌을 때 이를 수용하면서도 효율 적인 가공이 가능하냐는 것이다. 여기 선박용 엔진 부품과 같이 대형 부품을 가공하 면서도 정밀도와 효율성을 동시에 만족시 키는 공작기계 솔루션이 있다. 바로 두산인 프라코어의 PUMA 600/700/800 시리즈다.
  PUMA 시리즈 중 PUMA 700LY는 대형 소재 가공에 적합한 수평형 터닝센터다. 주로 둥글고 긴 원통형 소재 가공에 적합한데, 최대 가공 길이는 3m다. 무엇보다 한 장비에서 터닝, 밀링, 드릴링, 탭핑이 가능하기 때문에 두 대 분 이상의 몫을 할 수 있다. 이에 선박용 엔진의 피스톤, 크랭크 샤프트 등 대형 소재를 효율적이면서도 높은 품질로 가공한다.
  구체적으로 어떻게 효율적으로 가공하는지 알아보자. X, Z축이 이동하는 기본 형태에 밀링, 스핀들이 추가된 기존의 밀턴장 비는 Y축 가공이 불가능했다. 이에 축 중심을 벗어난 위치를 가공하려면 또 다른 장비에서 가공해야 하는 번거로움이 있었다. 즉다음 장비에 로딩·언로딩하기 위한 별도의 설비가 필요했는데, 이는 소재가 대형일수록 더 많은 시간과 비용이 들었다.
  PUMA 700LY는 대형 가공 장비이면서 Y축 가공이 가능하다. 한 대가 두 대의 기능을 하기 때문에 가공 시간, 공정 수, 필요 인력이 반으로 줄었다. 무엇보다 가장 큰 효과는한 번의 세팅으로 가공이 가능하여 정밀도를 높였다는 것. 모든 공작물이 그러하듯 세팅, 즉 공작물의 기준점을 설정하는 것은 정밀한 가공을 위해 가장 중요한 작업이다. 특히 대형일수록 정확한 세팅이 어렵다. 때문에 한번에 세팅으로 여러 가공을 할 수 있다는 것은 단순히 시간과 비용 절감뿐 아니라 안정적 가공을 가능케 하여 정밀도를 높이므로 의미가 크다.
 
 이 외에 정밀도를 높이는 요소로 심압대의 기능을 들 수 있다. 길고 큰 소재를 가공하다 보면 형상과 중량에 의해 소재가 처져 정밀한 가공이 불가능해진다. 이 쳐짐 현상을 막는 역할을 하는 것이 심압대인데, 소재의 무게와 가공속도를 견딜 수 있는 힘이 중요 하다. 실제로 PUMA 600/700/800 시리즈는 최대가공길이 5m의 공작물까지 대응하기 위해 최대 추력 42kN의 심압대를 적용했다.
 
 
 PUMA VTS
 
 series PUMA 700LY가 길고 둥근 형태의 대형 소재에 적합하다면 PUMA VTS는 둥글고 납작한 형태의 대형 부품을 주로 가공한다. 조선 분야의 예를 든다면 선박용 엔진의 피스톤 등이다. 수직형 터닝센터 역시 대형 부품을 수용할 수 있을 정도의 크기, 대형 가공 에도 안정된 가공 성능이 장비의 스펙을 결정짓는 중요한 요인이다.
  PUMA VTS는 가공물의 최대 가공경 Ø2000mm, 최대 가공 높이는 1,556mm다. 수직형 터닝센터의 경우 소재의 크기뿐 아니라 적재 가능한 가공 중량도 중요한데, VTS가 가공 가능한 최대 하중은 10,000kg이다. 이처럼 넓은 가공 영역과 여유 있는 적재 중량으로 대형 가공을 위한 기반을 갖추었다.
  대형 공작물을 안정적으로 가공하기 위한 VTS의 특징은 램(RAM), 박스 가이드웨이, 주축 베어링이다. 보통 일반 선반 장비에서는 공구를 교체하는 데 터렛 방식이 적용돼 있다. 터렛은 회전형으로 공구를 교환하기 때문에 교환 속도가 빠르다는 장점이 있지만 대형 장비에서는 정밀도를 내기 불리하다. 장비가 무겁고 커지는 만큼 터렛도 무거 워지기 때문이다.
  VTS는 터렛 대신 수직 램을 적용했다. 이는 한꺼번에 많은 공구를 장착한 채로 가공하는 터렛과 달리 하나의 공구를 가져와서 가공하는 방식이다. 상대적으로 공구 교환 속도는 느릴 수 있으나 강성이 뛰어나므로 대형 장비에서는 램을 적용하는 것이 가공 정밀도를 높이는 데 유리하다. VTS는 이러한 램에 강력 헬리컬 기어를 적용하여 내구성도 높였다.
  박스 가이드웨이 역시 이와 같은 맥락에서 적용된 것이다. LMG와 비교해 보자. 박스 가이드웨이는 주물에 가공된 것이고 LMG는 본체에 장착된 일종의 조립식 부품이다.
  때문에 속도와 정비성에서는 LMG가 더 앞서지만 강성이나 내구성은 박스 가이드웨이가 더 우수하다. 특히 대형물 가공에서는 견고한 구조의 박스 가이드웨이의 가공 신뢰 도가 훨씬 높다.
  수평형 머시닝센터에서 심압대가 중요했 다면 수직형 머시닝센터에서는 주축 베어 링이 중요하다. 진동을 방지하고 정밀도를 높이기 때문이다. VTS는 대형 크로스 테이퍼 롤러 베어링을 적용하여 대형 공작물의 강력 절삭하면서도 높은 강성과 정밀도를 유지할 수 있다. 실제로 표준 스핀들 모터 최대 출력은 45kW, 최대 스핀들 토크는 19875N·m, 최대 스핀들 회전속도는 250r/ min이다.
 이 밖에도 수평형 NC 보링 머신 DBC시리즈가 있다.
 
 
 이 장비는 복열 원통 베어링과 복식 앵귤러 볼베어링으로 큰 축방향 가공 부하에도 충분히 대응 가능하다. 또저 중심으로 설계된 칼럼은 고 하중 공작물 가공에도 진동을 최소화한다. 이에 선박용 엔진 실린더 등 고 하중 대형 공작물의 정밀한 가공에 특화되어 있다.
조선/플랜트 산업에 적용되는 머신 컨트롤러
 최소의 크기로 최대의 효율을
조선/플랜트 산업의 머신 컨트롤러
 
 조선/플랜트 산업 분야에는 여러 가지 머신 컨트롤러와 서보ㆍ인버터류 제품이 적용 된다. 그 중 장비를 제어하는 머신 컨트롤러에 대해 이야기해 보자. 이번에 소개할 야스 카와전기의 머신 컨트롤러 솔루션은 일반 적인 개념과 조금 다르다. 그 역할은 우리가 일반적으로 알고 있는 PLC와 같지만 기능적인 차이가 있다. 이 차이 때문에 야스 카와전기에서는 ‘머신 컨트롤러’라는 명칭을 사용한다.
  PLC의 주된 목적은 I/O를 제어하는 것에 치중되어 있고, 부가적인 기능은 모션을 제어하는 것이다. 그러나 머신 컨트롤러는 이와 달리 ‘모션 제어’에 특화된 장치다. 이처럼 모션 제어에 특화되어 장비 내에서 다축의 모터를 정확하고 빠르게 동기 구동하도록 한다. 이뿐 아니라 직선, 원호, 헬리컬 보간 등에도 쉽게 사용할 수 있다.
  머신 컨트롤러의 가장 큰 특징이자 장점을 꼽아 보자면 높은 동기 성능을 들 수 있다.
  머신 컨트롤러는 장치 제어를 위해 이상적으로 설계된 제품이기 때문이다. 이에 모션 제어에 필요한 모든 기능은 지연 제로를 목표로 설계되어 완전한 동기가 가능하다.
  예를 들어 보자. 실제로 시작 신호부터 모션 제어 기동까지 1스캔 이내에 동작할 수있다. 또 여러 동작을 동시에 실행이 가능함 으로써 택 타임(takt time)을 단축시키는 효과가 있다. 이로써 머신 컨트롤러는 고속성과 동기성을 충족하여 장비 성능을 향상시킬 수 있다.
 
 
  공간활용과 기능확장을 동시에
 
  머신 컨트롤러는 기능이 다양하지만 여기서 더 나아가 성능 향상에 대한 요구가 있다. 즉 더욱 고속화, 소형화, 다기능화된 머신 컨트롤러로 진화가 필요한 것이다. 이러한 요구를 만족하는 솔루션으로 어떤 것이 있을까?
  대표적으로 야스카와전기의 소형 컨트롤러인 MA100을 들 수 있다. 이 머신 컨트롤러의 특징은 작은 사이즈에도 불구하고 위치 결정 능력이 뛰어나다는 것이다. 또 제어 시스템이 간단하고 시스템 구축의 가능성이 다양하다는 것이 큰 장점이다.
  이러한 특징으로 조선/플랜트 산업 분야에서 MA100의 적용 범위는 다양하다. 대표 적으로 다양한 밀링기, 용접기, 기타 자동화 라인 등 여러 분야에 활용 가능하다.
 
 
 소형화, 고속화, 다기능화
 
 조금 더 구체적으로 MA100의 특징들에 대해 살펴보자. MA100은 소형 장비에 특화된 컨트롤러로, 그 실제 크기는 가로 108mm, 세로 130mm, 폭 25mm이다. 차지하는 공간이 작기 때문에 공간활용도를 높일 수 있다.
 또 LED 디스플레이로 동작 환경을 체크하고 알람을 확인하는 것이 가능하다. 이로써 소형화에 대한 요구를 충족하게 되었다.
  소형화 외에도 고속화와 다기능화에 대한 요구를 충족하는 MA100의 여러 기능들이 있다. 앞서 MA100의 제어 시스템은 간단 하면서 시스템 구축의 가능성은 다양하다고 소개했다. 이것이 가능할 수 있는 이유는 이더넷(Ethernet) 포트를 통하여 PC, HMI (터치패널), PLC 등의 상위 기기와 접속할수 있도록 했기 때문이다. 또 MA100의 하위에는 최대 4축의 서보 제어와 입력 256점, 출력 256점의 IO를 증설할 수 있다.
  MA100의 또 다른 장점은 위치 프로그래밍이 간단하다는 것이다. 작업자가 어려운 시퀀스 회로를 설계할 때, 실수를 방지하기 위해 타임 차트를 미리 작성해 놓은 뒤 설계하는 것이 일반적이다.
  그러나 MA100은 이러한 번거로운 작업을 생략할 수 있다. 타임 차트를 프로그램 원본으로 작업할 수 있기 때문이다. 이러한 장점으로 작용자가 직관적으로 프로그래밍할수 있다. 또 설계 작업을 할 때 시운전을 위한 JOG, Step, Homing 등 여러 가지 디버그 모드를 제공함으로써 설계 작업을 수월 하게 한다. 이처럼 MA100은 시스템을 다양 하게 구축할 수 있으므로 자유로운 설계 작업이 가능하다.
 또 하위 통신 프로토콜은 Mechatrolink를 사용한다. Mechatrolink는 간단한 설정으로도 여러 타사 IO제품과 호환이 가능하다는 장점이 있어 확장성이 높다는 특징이 있다. 호환 가능한 제품의 제조사로는 Anywire, M-system, Algo-system 등을 들 수 있다.
  이처럼 MA100은 조선/플랜트 산업 분야에 적용되는 머신 컨트롤러의 진화에 대한 요구를 충족하는 솔루션이다. 소형화, 고속화, 다기능화라는 요소를 갖추기 위해 크기를 줄이고 시스템 구축의 가능성을 다양화 했으며 자유로운 호환으로 확장성을 높였다.
  또한 이를 운용함에 있어서 쉽고 간단하게 작업할 수 있도록 편의성을 고려하여 제작된 솔루션이다.
 
 
 야스카와전기에서 제공하는 솔루션은 이번에 소개된 소형 컨트롤러 MA100 외에도 여러 가지를 보유하고 있다. 야스카와전기가 MA100과 함께 개발한 신규 제품들 로는 사이즈와 성능을 향상시킨 리니어 모터, Direct Drive 등이 있다.
디지털 조선소 – 현대중공업 사례
  조선/플랜트 산업의 디지털 매뉴팩처링
현대중공업 조선사업본부는 10개의 대형 건조 도크와 9개의 초대형 골리앗 크레인을 보유한 조선기업이다. 주로 유조선, 벌크 선, 컨테이너선, 자동차 운반선, FPSO(부유식 생산저장시설)선, 드릴십, 군함 등을 생산 한다. 이처럼 그 규모가 큰데다 여러 종류의 선박을 제작하기 때문에 체계적인 데이터 관리 솔루션이 필요했다.
  이에 현대중공업은 2005년 새로운 3D CAD 솔루션을 도입했다. 하지만 CAD 시스템과 전사적자원관리(ERP) 시스템이 연계되지 않았고, 대부분의 데이터가 개인 PC에서 관리되어 보안 문제와 자료 공유 부족에 따른 데이터의 중복 생성 등의 문제가 발생했다. 게다가 급변하는 조선시장 상황에 능동적으로 대처하려면 모든 데이터를 통합 관리하는 새로운 시스템을 도입해야 했다.
 
 
 PLM솔루션으로 조선소를 디지털화
 
 이러한 요구로 도입하게 된 것이 지멘스 PLM 소프트웨어의 PDM(Product Data Management) 솔루션 Teamcenter와 디지털 매뉴팩처링 솔루션 Tecnomatix다. 이를 통해 세계 최로로 조선 개발 업무에 특화된 PLM 인프라를 구축함으로써, 정보의 통합 관리는 물론 설계 변경 정보 공유를 사전에 제거할 수 있게 됐다. 즉 모든 선박 관련 데이터의 통합 관리가 가능하며, 설계 업무와 공정 혁신을 실현하는 환경을 구축할 수있게 된 것이다.
 즉 CAD 시스템에서 추출된 BOM과 3D JT 데이터를 Teamcenter로 관리함으로써 쉽게 정보를 공유할 수 있다. 이 외에도 정보의 재사용 가능성을 신속하게 판단할 수있게 됐다. 또 설계 공정을 표준화하여 효율성을 증대시키는 동시에, 설계 변경 관리가 쉽도록 안정적인 기반을 마련했다. 이러한 새로운 접근방식으로 워크 플로우를 효율적으로 관리하고 작업 목록을 생성하여 일정 관리의 오류로 인해 발생하는 문제를 최소화했다.
  이것이 가능할 수 있었던 구체적 이유는 Tecnomatix의 생산 시뮬레이션 기능과 Teamcenter의 결합으로 완벽한 디지털 조선소 환경을 구축했기 때문이다. 설계 변경과 일정 정보 등 모든 선박 관련 데이터를 단일 플랫폼과 시스템 상에서 체계적으로 보관·관리하여 데이터를 더욱 빠르게 공유하고 재사용할 수 있게 된 것이다. 또 정보를 관련 부서에 정확히 전달되게 한다.
  이처럼 체계적인 데이터 관리는 제품 개발 공정의 간소화와 생산성 극대화로 이어진다. 체계적인 데이터 관리로 설계 품질이 향상되고, 자료 누락에 의한 추가 작업을 방지 하므로 업무 효율성도 향상되기 때문이다.
  결론적으로 현대중공업은 Tecnomatix와 Teamcenter의 도입으로 제품의 판매, 설계, 생산, 애프터서비스까지 모든 공정 전반을 통합 관리하여 품질과 생산성 향상 효과를 얻을 수 있었다.
 
 
  앞으로 현대중공업은 모바일 컴퓨팅 디바이스를 지원하고 PLM 시스템의 구축 범위를 애프터서비스 영역까지 확대하는 등 새로운 프로세스와 기능을 지속적으로 추가할 예정이다. 이로써 장기적으로는 선박 운송 이후 제품의 라이프사이클 서비스까지 지원하는 디지털 조선소로 진화해 나갈 전망이다.
조선/플랜트 분야의 통합 제어 솔루션 통합, 종합, 부합하는 솔루션 ICPS
해양 플랫폼 혹은 시추선(Floating Production Storage and Offloading, FPSO)은 바다 위의 공장과 같다. 특히 FPSO는 시추, 저장, 정제까지 가능한 특수선박으로 이동식 정유공장이라고 보면 된다. 고정형인 플랫폼도 그러하지만 활용도가 더 높은 만큼 고도의 제작 기술이 필요하다. 이처럼 하이테크놀로지가 적용되는 조선/플랜트 분야의 제어 시스템도 높은 신뢰성과 효율성이 요구되는데, 대표적인 솔루션이 로크웰 오토메이션의 통합 제어 솔루션인 ICPS다. 이는 Information, Control, Power, Safety의 앞 글자를 딴 것으로, 여러 종류의 선박과 플랜트 분야에 적용되는 통합 제어, 정보, 전력, 안전 솔루션의 개념이다.
 
 Information
 디바이스에서 출력된 정보를 시각화하고 체계적으로 관리하여 공정이 최적화된 가동을 이어가도록 한다. RTDB(Real Time Database, OSISoft PI기반)기술을 기반으로 선박과 해양 플랫폼 프로세스 정보의 저장, 분석, 리포팅이 가능하다. 핵심 솔루션으로 FactoryTalk, Historian, FactoryTalk VantagePoint가 있다.
 
 Conrol
 시추선의 시추, 드릴링, 플랫폼 고정 등에서 해양 플랜트를 구성하는 모든 패키지 설비와 CIP(Common Industrial Protocol)을 이용한 끊김 없는 네트워킹을 구현한다. 즉 산업용 네트워크 표준에 따른 시스템 구성으로 공정을 제어하고 그 상황을 들여다볼 수 있다. 핵심 솔루션으로 PlantPAx DCS 솔루션이 있다.
 
 Power
 모터가 작동 후 에너지가 불필요한 궤도에 올랐을 때 인버터로 전원을 단락시켜 에너지를 50% 이상 절약할 수 있다. 이 인버터(드라이브)를 사우이 제어 시스템에서 컨트롤하는데, 인버터의 정보가 네트워크로 연결되어 선박 내의 배선을 획기적으로 줄일 수 있다. 핵심 솔루션으로 MCC, 고압/저압 드라이브, 소프트 스타터가 있다.
 
 Safety
 프로레스 컨트롤러가 24시간 가동될 수 있도록 하기 위한 안전 시스템이다. 이중화, 삼중화되어 있어 해양 플랜트의 예상치 못한 셧다운을 예방하고 다운 타임ㅇ르 최소화시켜 가동시간을 극대화한다. 선주의 SIS시스템 요구사항에 따라 다양한 어플리케이션으로 공급할 수 있으며 핵심 솔루션으로 ControlLogix PAG(Programmable Automation Controller), AADvance, Trusted(TMR, 삼중화 세이프티 시스템)가 있다.
 
 
 분야별로 솔루션을 제공하는 기업은 있다. 그러나 각분야는 물론 상위 정보 시스템을 포괄하는 통합 솔루션을 제공할 수 있는 기업은 로크웰 오토메이션이 유일하다. 또 적용 환경에 따라 다양한 어플리케이션을 제공할 수 있다.
오토데스크 플랜트 디자인 스위트 적용 사례
 효과는 완벽하되 다루기는 쉬운
조선/플랜트 분야는 다른 산업보다 고도의 기술이 적용되는데다 대형이며 고가의 부품으로 구성된다. 부품은 오직 해당 제품에만 맞게 설계되기 때문에 문제 발생 시 대체 품을 다시 만들어야 하는 문제도 있다. 이에 정확한 설계 작업이 이루어져야 한다. 즉해상 작업을 위해 파이프, 철골, 설비 등을 만들어 바다에 가져갔을 때 계획대로 서로잘 맞는 것이 절대적으로 중요하다.
 또 설계 작업에 적용되는 디자인 툴은 정확 해야 하는 만큼 중요한 것이 다루기 쉬워야 한다. 즉 프로그램을 적용하는 데 고도의 노하우가 필요하다거나 상호 운영성이 나쁘면 아무리 기능이 좋아도 작업 효율은 떨어 진다. 이러한 요구를 만족하는 것이 오토데 스크의 Autodesk AutoCAD Plant 3D다.
  오토데스크의 Autodesk AutoCAD Plant 3D는 해양 플랜트 분야에 적용되는 설계 디자인 소프트웨어다. 이 솔루션은 설계 작업을 효율화할 뿐 아니라 직관적 인터페이스, 자동화 기능으로 다루기도 쉽다. 실제 적용 사례를 알아보았다. 오일 및 가스 업체, EPC, 연안 시추 하청업체에 시추 장치 디자인 서비스를 제공하는 RDS 사례다.
 
 RDS는 설계 작업시 새 프로젝트를 만들 거나 구체적인 디자인 단계에서 설계 변경이 오래 걸리는 문제가 있었다. 이러한 비효 율을 개선하기 위해 적용한 것이 오토데스 크의 Autodesk AutoCAD Plant 3D 소프 트웨어가 탑재된 Autodesk Plant Design Suite Ultimate다.
  이로써 RDS는 새로운 시추시설의 설계나 수정, 기존 시추장치를 개선하는 작업을 효율화할 수 있었다. 이에 길게는 며칠씩 걸리던 새 프로젝트 모델 생성작업을 몇 시간 만에 할 수 있게 된 것이다. 이는 세부 디자인 단계에서 모델을 변경하고 수정할 수있게 되면서 그만큼 시간이 절약되었기 때문이다.
  이뿐 아니다. 오토캐드 플랜트 3D는 이전 시스템에서 개발한 데이터 베이스를 계속 사용할 수 있다. 즉 자료를 다른 시스템으로 쉽게 이전할 수 있다. 이는 번번히 새로 작업해야 하는 것이었는데 기존에는 카탈 로그와 스펙을 구축하는데 2,000시간이 걸렸을 정도다.
 또 플랜트 디자인을 위한 단순하고 직관적인 사용자 인터페이스로 이용할 수 있으며 향상된 디자인 자동화로 디자인 정확성이더 높아졌다. 오토캐드 플랜트 3D의 자동화 수준도 향상되어 세부사항을 신속하게 맞출 수 있게 되었다. 이에 파이프 라인 루팅을 바꾸거나 경사를 변경하기 위해 이전 에는 전체를 수정하여 시간이 오래 걸렸으나 이제는 몇 분이면 가능하다.
 그 중에서 가장 큰 장점은 오토캐드 플랜트 3D의 유용성과 상호 운영성이다. 플랜트 디자인 스위트의 다른 장비와 오토캐드 플랜트 3D 소프트웨어의 상호 운영성이 좋다.
  또한 익숙한 오토캐드 사용자 인터페이스를 기반으로 하여 작업을 더욱 용이하게 했다. 즉 전체 시추장치의 세부적인 사항부터 정교한 3D 모델까지 작업시간을 절약하면서 사용하기 쉽고 자동화가 가능해진 것이다. 이로써 RDS는 연안 시추 장치를 신속하고 정확하게 디자인하여 설계 작업의 효율 성, 생산성, 품질을 향상시킬 수 있었다.
대형가공물 가공을 위한 종합 공구 솔루션
 무엇을 상상하든 그 이상
선박 부품과 같은 대형 소재를 가공하려면 공구도 크고 무거워지기 티타늄과 알루미늄으로 공구 소재를 대체하고, 용접과 골조구게 마련이다. 이렇게 되면 스핀들 장착 및 고속 회전이 힘들어 정밀 조로 경량화와 고효율화를 달성한 공구 솔루션이 있다. 마팔의 대도와 속도를 내기 어렵다. 이에 대형 소재를 빠르고 정밀하게 가공 형가공용 스페셜 공구 시리즈다.
  하기 위해서는 가벼우면서도 기존 성능 이상의 공구가 필요하다. 여
대형 홀 가공용 헤드교체형 리머
 고정밀도 내며 무탈장수 하다
무병장수(無病長壽). 이는 반드시 사람에게만 적용될 수 있는 말은 아니다. 공구도 마찬가지다. 사용하는 동안 높은 정밀도를 유지하면서 무탈장수하는 것이 가장 중요하다. 조선 분야에 적용되는 공구는 특히 더욱 그러하다. 이 분야의 가공물은 크기가 매우 크고 고가의 소재가 적용되어 가공 시간이 길고 불량 없이 가공해야 하기 때문이다.
  선박용 크랭크 샤프트의 경우를 예로 들어 보자. 선박용 크랭크 샤프트의 크기는 작은 것은 6~8m, 큰 것은 10~20m에 이르러 하나를 완성하는 데 몇 주가 걸리기도 한다. 이렇게 대형물을 오랜 시간 동안 가공 하면 공구가 남아나지 않는다. 높은 정밀 도를 내기 어려움은 물론이다. 여기 사이클 타임 단축과 고 정밀도를 만족하면서도 오래 쓸 수 있는 리머가 있다. 바로 코메트의 REAMAXⓇTS와 Duomax다.
 
 
 빠른 가공 속도
 
  모든 가공에서 그러하겠지만 리머 가공을 할 때에도 가장 중요한 것은 역시 사이클 타임 단축이다. 크랭크 샤프트 가공에서는 직경 30~40mm가 넘는 큰 홀을 정밀 가공해야 한다. 이 때 보통 마이크로 보링이나 원 블레이드 가이드 리머 등이 주로 적용된다. 그러나 이러한 공구는 외날 타입이기 때문에 단점이 있다. 말 그대로 날이 하나이기 때문에 가공 시간이 오래 걸리는 것이다.
  이러한 가공 상 비효율을 개선하기 위해 RE AMAXⓇTS는 오른쪽 사진과 같이 여러 개의 날을 적용함으로써 가공 속도를 높일 수있었다. REAMAXⓇTS는 기본 날 수만 여섯 개인 멀티 블레이드 타입이기 때문에 기존 방식에 비해 효과적으로 사이클 타임을 단축할 수 있다. 물론 가공해야 하는 홀 개수가 많을수록 그 효과는 더 크다.
 
 
 정밀한 가공 품질
 
 리머의 특성 상 확장을 통해 원하는 치수를 손쉽게 맞출 수 있기 때문에 높은 정밀도를 유지할 수 있다. 즉 마모 등으로 원하는 가공 공차를 달성할 수없으면 사이즈를 조절하여 가공하기 때문에 가공 정밀도를 유지할 수있다.
  REAMAXⓇTS의 경우 최대 Ø65 크기까지 가공 가능하며 확장시켜 다시 사용할 수 있다. 이러한 특징은 또 작업자의 숙련도에 상관 없이 동일한 품질로 가공할 수 있도록 한다. 또 치수가 리머에서 지정되어 있기 때문에 초기 세팅 시간이 필요하지 않다는 장점도 있다.
 
 
 오래 쓸 수 있는 공구
 
 기존 솔리드 타입의 리머는 날이 마모거나 파손되면 즉시 교체 해야 했다. 혹은 마모되거나 부서진 부분을 보수하기 위해 용접 작업을 하기도 했지 만, 그 상태에서 코팅을 입히기 어려운 문제가 있었다.
  그러나 이와 달리 코메트의 리머 제품 군은 기본적으로 용접, 코팅, 확장이 가능한 장점이 있다. 이로써 공구 수명이 향상되기 때문에 툴을 교체해야 하는 시기를 지연시키고 높은 정밀도로 오래 사용할 수있다. Ø65~130의 대형 홀 가공에 적합한 Duomax 역시 날이 마모되면 반대편 날로 바꾸어 구입 초기의 상태로 다시 사용할 수있기 때문에 경제적이다.
  이처럼 공구를 사용한 후에 인서트를 새롭게 장착하거나 정밀 맞춤 연삭하는 작업은 본사에서 이루어진다고 한다. 각 인서트 포켓 마다 고유의 공차가 있기 때문이다. 이러한 정밀한 작업은 인서트를 교체할 때 생기는 공차를 없애고 처음 공구가 만들어 졌을 때와 같은 가공 성능을 재현할 수 있게 한다.
  이러한 장점은 비용적인 측면에서도 효율 적이다. 헤드 교체형이므로 툴 바디를 1회 구입한 후에 헤드만 바꿔 다시 쓸 수 있기 때문이다. 따라서 초기 투자 대비 공구의 운용 비용을 절감할 수 있다. 또 리밍 공구에 쓰이는 주요 소재 중 하나는 솔리드 카바이드인데, 최근 중국에서 이를 독점 공급하게 되면서 원가가 50%이상 올랐다.
  REAMAXⓇTS와 Duomax는 특정 부분에만 솔리드 카바이드가 적용되기 때문에 소재에 대한 경제적 부담을 덜 수 있다.
 
 
 코메트의 솔루션을 적용하고 있는 업체는 선박용 크랭크 샤프트를 생산하는 선우CS를 들 수 있다. 선우CS에 서는 리밍 가공에서 코메트 제품만을 사용한다. 그 이유는 이 솔루션을 적용하여 사이클 타임을 단축을 달성할수 있었기 때문이다. 가공 정밀도 향상은 물론이다.
선박용 크랭크 샤프트 가공 솔루션
 비싸고 큰 소재, 불량 없이 빠르게
크고 무거운 것은 언제나 이슈가 된다. 특히 조선/플랜트 분야의 부품은 대부분 크고 무겁고 비싸기 때문에 다룰 때 조심 해야 한다. 대형 선박 엔진의 경우 최대 10,000~15,000ℓ에 이르는데, 여기에 들어가는 크랭크 샤프트 역시 대형이어서 가공에큰 어려움이 있다.
  그것은 바로 정확한 세팅의 어려움이다. 아무리 정확하게 세팅해도 1/100정도는 위치 오차가 발생한다. 그런데 공정마다 이러한 대형 가공물을 옮겨가며 가공해야 한다면 그만큼 오차가 발생할 위험성은 더 커진다.
 
 
 한 번의 세팅으로 세 개의 공정을
 
 대형가공에서 최초의 정확한 세팅으로 한장비에서 많은 공정을 수행하여 앞서 언급한 문제를 해결할 수 있다. 그 대표적 사례가 터닝과 밀링을 한 기계에서 하는 턴밀장 비다. 한 번의 세팅으로 두 공정 이상 진행 하기 때문에 가공 정밀도는 높아지고 가공 시간은 줄어든다.
  원리는 간단하다. 기존 터닝홀더 부분에 밀링장비에 있는 스핀들이 설치되어, 터닝과 밀링을 동시에 수행하는 것이다. 회전체를 가공하면서도 밀링헤드가 상하, 좌우, 앞뒤로 위치 변화가 가능하여 크랭크 샤프트 가공의 경우 그 형상을 따라 움직이면서 원통 형으로 가공할 수 있다는 것이 특징이다.
 이 턴밀장비는 공구가 장착되는 부분으로 밀링장비에 들어가는 스핀들이 설치되어, 밀링과 드릴이 밀링장비와 동일 또는 이상 수준까지 가능하며, 기본적으로 5축 개념으로 구성되어 경사로 가공해야 하는 오일홀 가공이 가능하다. 오일홀은 크랭크 샤프트가 퍼올린 오일이 엔진을 순환하다 다시 빠져나가는 구멍이다. 대형 크랭크 샤프 트에서는 그 깊이가 보통 400mm이며, 주로 HSS롱드릴이나 건드릴로 가공하는데,이 방법은 시간이 오래 걸리는 반면 드릴 파손 면에서는 초경 드릴보다 안정적인 가공이 가능하다.
  그러나 건드릴 작업의 경우 절삭유의 압력을 70bar 이상으로 높이 유지시키는 전용 장비가 있어야 하는 단점이 있다. 또 HSS드릴은칩 배출을 위해 드릴이 전진과 후퇴를 반복 하기 때문에 가공 시간이 오래 걸린다. 무엇 보다 때로 건드릴 장비에 소재를 옮겨 가공해야 하므로 다시 세팅하는 작업이 필요하다.
 이 단점을 보완하는 것이 Walter의 초경 딥홀 드릴인 XD드릴이다. HSS드릴처럼 전진과 후퇴의 스텝작업 없이 한번에 멈추지 않고 작업할 수 있다. 기존 초경 드릴이 불가 능했던 깊은 홀 가공이 가능한 이유는, 이중 팁 코팅과 특수 포인트 설계를 통한 절삭 부위와 플루트 부위의 최적화에 있다.
 또 드릴이 칩을 생성하는 포인트 부위에서 칩을 짧거나 일정하게 형성해야 하며, 플루 트에서는 칩 이송을 원활히 하기 위해 마찰 력을 줄이는 폴리싱 처리와 일정한 헬릭스 각도가 필요하다. 또한 드릴이 일정하게 자리잡고 가이드될 수 있는 형상이 중요한데, XD드릴은 4개의 마진이 이러한 역할을 하여 홀 중간에 관통홀이나 단속 구간을 만나도 흔들림 없이 안정적으로 가공한다.
  이러한 최적화 작업을 통해 건드릴처럼 칩배출을 위해 절삭유 압력을 높일 필요가 없고, 별도의 장치가 필요하지 않아 일반 장비 에서도 충분히 장비 교환 없이 사용할 수 있다. 이로써 가공속도는 6~10배 빨라졌는데, 실제로 가공 결과를 보면 건드릴은 약 188 분, XD드릴은 23분의 시간이 걸리는 것을 확인할 수 있다.
  물론 높은 정밀도도 보장한다. XD드릴의 소재는 초경 소재 중 가장 인성이 높은 K30 소재가 사용되어 안정성이 높다. 또 열과 마모가 가장 잘 발생하는 공구 끝단에는 이중 코팅(TFT+TFP)이 되어있어 열 변형과 마모를 효율적으로 예방한다.
 
 
  이러한 XD드릴의 장점으로 선박용 크랭크 샤프트의 오일홀 가공에서 세 시간 가공할 것을 약 20분만에 가공할 수 있다. 대형 가공장비는 한 대에 50~60억원을 호가하여 장비 사용료가 한 시간에 30~40만원 정도 하는 것을 감안하면, 엄청난 비용 절감인 것이다.
선박용 공기조화기와 그 절곡 솔루션
 까다로운 요구에도 척척
공조기는 온도, 습도, 기류를 조절하는, 일종의 에어컨과 같은 장비다. 일반 공조기와 기능의 차이는 없지만 만드는 방법은 다르다. 일반 공조기는 비교적 안정적 환경인 건물 안에 설치된다. 그러나 선박용 공조기는 선박이라는 특수한 공간에 장착되기 때문에 이를 고려하여 만들어야 한다.
 즉 파도 등 환경의 변화로 인해 선박이 흔들리거나 뒤틀리면 진동과 충격이 고스란히 내부 장치에 전달되기 때문에 튼튼한 소재와 구조로 만들어져야 한다. 실제로 선박용 공조기는 강성을 높이기 위해 내식성, 내열성, 내구성이 뛰어난 갈바륨 강판이 적용 되며, 경우에 따라 3.2t 두께의 커버가 적용된 제품도 있다.
  이뿐만 아니다. 선박용 공조기는 철저한 주문제작방식이기 때문에 선박의 종류와 구조에 따라 크기, 소재, 디자인이 다르다. 엔진에 들어가는 공조기의 경우 엔진 구조가 복잡해지면 그 어지러운 구조에 맞춰 만들 기도 한다. 이처럼 선박용 공조기 제작방식은 까다로운 요구에 맞춰 제작해야 하는 어려움이 있다.
 
 
 똑같은 제품이 다섯 개를 넘지 않는다
 
 이렇게 만들기 까다로운 선박용 공조기는 어디서 만들까? 바로 국내외 조선/플랜트 분야의 공기조화설비를 전문으로 생산하는 하이에어코리아다. 하이에어코리아는 선박용 공조기 분야의 국내 시장 점유율이 85%, 해외는 40% 이상일 정도로 이 분야에서 대표적이다. 이 분야에서 선두를 달릴 수 있는 이유는 가격경쟁력과 품질경쟁력 때문이다.
  선박용 공조기는 다양한 요구사항에 맞춰 만들기 때문에 설계가 가장 어렵다. 본사에 설계팀 인원만 300(HVAC&FAN)명이 있을 정도다. 실제로 같은 제품을 4대 이상 만드는 경우가 거의 드물다고 한다. 다품종 소량 생산의 극단적 예라고 할 수 있다. 실제로 공장 내부에는 컨베이어벨트가 없다.
  또한 단 한 척의 선박에만 적용되기 때문에 A/S 작업도 까다롭다. 불량과 고장 없이 최대한 완벽한 상태로 출하되도록 정밀한 성능 검증 작업을 거쳐 만든다. 선주의 다양한 요구를 설계에 반영하여 실질적으로 제품화하는 능력뿐 아니라 품질에 대한 높은 신뢰도가 필요한 것이다.
  그렇다면 이처럼 극도로 다품종 소량생 산되는 공조기의 제조 현장에는 어떤 장비가 적용될까? 공조기 제조 공정 중 절곡 공정을 들여다봤다. 하이에어코리아에서 적용한 세 가지의 절곡 솔루션 아마다 (AMADA), 사판(SAFAN DARLEY), 살바 니니(Salvagnini)를 소개한다.
대형 접촉식 3차원 측정기 적용 사례 대형 공작물, 정밀하게 측정하기
선박 부품 중 감속기, 터보 차저, 터보 압축기 등 핵심 부품은 정밀가공이 필요하다. 이처럼 선박 부품은 공차가 엄격하기 때문에 도면에 있는 모든 요소를 측정하는 것을 목표로 한다. 특히 형상공차 치수, 위치도 외에도 윤곽 프로파일을 측정해야 한다. 예를 들어 IGV는 공기가 지나가는 부분이기 때문에 반드시 측정해야 한다. 이러한 선박 대형 부품의 정밀 측정에 적용되는 접촉식 3차원 측정 솔루션이 자이스의 MMZ B다.
  MMZ B는 VASTⓇgold 스캐닝 센서를 이용 하여 높은 정밀도와 성능을 보장한다. 특히 대형이거나 바닥 컨베이어를 이용해 운반해야 하는 측정물에 적합하다. MMZ B는 크게 두 가지 장점이 있다. 첫째는 매우 견고하게 설계되었다는 것이다. 최소의 무게와 최소한의 X축 움직임으로 높은 내구성을 보장한다. 또 두 개의 Y축 가이드 웨이는 V자 모양의 스틸로 되어 있어 고속의 움직임에도 흔들림이 없다.
  둘째는 두 개의 드라이브를 사용하여 이송 속도를 높인 것이다. MMZ B 3000(X축 측정범위 = 3,000mm)은 Y축 가이드웨이에 2 개의 드라이브로 측정 헤드가 빠르게 이동함과 동시에 측정 불확실성을 감소시키면서 가속과 정지구간을 줄일 수 있다. 이러한 자이스의 솔루션은 실제로 현장에서 어떻게 적용되는지 MMZ B와 측정 소프트웨어 CALYPSO를 사용하여 품질검사를 실시하는 코리아 펀치와 DST 사례를 통해 알아보았다.
 
 
  적용사례 코리아 펀치
 
 코리아 펀치는 선박엔진부 품, 원자력 생산라인, 자동차 부품 생산라인을 전문으로 제작하는 정밀가공 전문 기업이다. 코리아 펀치의 주력 생산품은 두산중공업과 효성중공업에 납품하는 감속 기다. 감속기는 선박의 핵심 부품 중 하나이 므로 엄격한 품질 보증이 필요하다. 게다가 크기가 길이 5,000mm, 폭 2,000mm, 높이 2,000mm로 대형이기 때문에 MMZ B를 도입하게 된 것이다.
  측정 작업은 측정실의 지붕과 입구를 열고 크레인으로 측정물을 로딩하여 이루어진다. 측정물의 동심도와 직각도는 2/100mm 안쪽이며 일반 치수측정, 폭, 외곽 치수까지 도면에 표기된 대부분의 요소를 MMZ B로 측정한다. 이로써 고객의 요구에 맞는 가공에서 품질관리까지 보증할 수 있게 되었다.
 또 실제로 MMZ B와 같은 대형 측정장비를 구비한 기업이 거의 없어, MMZ B로 제품을 측정함으로써 품질의 신뢰도를 향상시킬 수 있었다.
 
 
  적용사례 DST
 
 DST는 선박용 엔진부품, 방산용 엔진, 풍력 발전기, 가스터빈, 펌프 등을 생산하는 기업이다. 그 중에서도 삼성테크윈, 현대중 공업, 독일 대표 조선기업인 MAN 등에 납품하는 터보 차저, 실린더 헤드, 터보 압축기 부품을 전문적으로 생산하고 있다. 조선제조분야는 대부분 주문생산방식이기 때문에 100% 전수검사를 해야 한다. 특히 DST에서 생산하는 제품들의 목표 공차는 7~10μm으로, 측정물 크기가 2,000mm에 이르는 것을 고려하면 공차가 굉장히 엄격한 수준이다.
  DST는 정확한 품질 검증을 위해서는 정밀 하면서도 대형에 적합한 측정기가 필요했다.
  이에 DST는 제품의 품질 증명을 위해 MMZ B를 도입하여 측정실을 구축했다. DST는 MMZ B 도입 후 정밀한 측정을 통해 가공 오류를 수정하여 제품의 신뢰도를 높일 수 있었다. 또 외주를 주는 품목도 명확한 측정 데이터를 근거로 불량품을 구별할 수 있게 되어 품질이 향상되는 효과를 얻었다.
대형 선박용 이동식 3차원 측정기
 이렇게 커도 측정이 됩니다
커도 너무 큰 선박들
 
 핸디막스, 파나막스, 수에즈막스…. 어느 이집트 사람 이름이 아닌가 싶지만 이는 선박의 크기(선복량)을 나타내는 용어다. 특히 수에즈막스는 수에즈 운하(폭 193m)를 통과할 수 있는 최대 사이즈라고 해서 이름 붙였다고 한다. 그 적재중량톤수 (Deadweight Tonnage)는 최대 20만DMT다. 크기가 감이 오는가? 그렇다면 이렇게 큰 선박은 어떻게 측정하 는지 의문이 든다. 모든 부품은 가공 중 혹은 가공 후에 측정을 통해 잘 만들어졌는지 검사하는 작업을 거쳐야 한다. 자동차 부품 이나 기타 작은 제품은 일반 측정기로 측정 하면 된다. 그러나 선박은 그만한 크기를 감당할 수 있는 측정실이 있을 리 만무한데, 도대체 어떻게 측정할까?
 
 
  크기와 환경 변수를 모두 고려
 
 선박의 외관 형상은 보기에 그리 복잡해 보이지 않지만 매우 중요한 부분이다. 바닷물을 가르고 나갈 때 물살의 영향을 덜 받으면서 빠른 속력을 내야 하기 때문이다. 그러나 조선 공정의 70~80%가 고온을 사용하는 용접이기 때문에 변형이 일어나기 쉽고, 외관 조립 시 블록이 대형이기 때문에 조립의 정밀도를 맞추기 어렵다.
  이에 측정이 반드시 필요하지만 조선/플랜트 분야의 가공물은 주로 대형이기 때문에 측정 작업이 쉽지 않다. 큰 크기의 가공물을 수용할 수 있는 측정실이 없기 때문이다. 이처럼 현장측정이 불가피하므로, 조선 분야에 적용되는 측정기는 측정 범위가 넓고 현장의 다양한 변수를 고려할 수 있어야 한다.
 이 때 적용될 수 있는 솔루션이 헥사곤 메트롤로지의 LEICA Laser Tracker다.
  Tracker는 현장에서 측정할 수 있는 이동식 3차원 측정기(Portable Coordinate Measurement Machine, PCMM)다. 말 그대로 사용자가 자유롭게 이동하면서 측정 하는 방식이다. 그 원리는 레이저 빔을 이용한 비접촉식인데, 본체(레이저 추적기)와 스캐너(T-scan)로 이루어져 있다.
  비접촉식은 측정 속도는 빠르지만 측정 신뢰도는 접촉식이 더 높다. 특히 원거리 측정의 경우 빔이 멀리 나아갈수록 온도, 습도 등의 영향을 받아 정밀도가 떨어지기 쉽기 때문이다. 하지만 접촉식으로 넓은 면적을 측정할 수 없으므로 비접촉식이 적용된다.
 이 때 먼 거리라도 얼마나 정확히 측정하느 냐가 관건인데, Tracker는 직경 160m까지 정확한 측정이 가능하여 초대형 공작물에 특화된 비 접촉식 3차원 측정기다.
  측정 방법은 간단하다. 작업자는 자유롭게 이동하면서 스캐너로 측정하려는 부위를 스캔한다. 이 때 레이저 추적기가 스캐 너의 위치 변화를 실시간으로 추적하면서 스캐너가 수집하는 데이터를 받아들여 측정 값을 인식한다. 물론 이 데이터는 온도, 습도 등 변화하는 작업 환경 조건이 반영된 값이다.
  환경뿐만이 아니다. 스캐너는 사람이 손에 쥐고 이동하면서 측정하는 것이다. 때문에 스캐너의 위치가 수시로 변하여 불안정한 위치 정밀도에 의문을 가질 수 있다.
  그러나 스캐너가 수평(X), 수직(Y), 깊이(Z),피치(pitch), 요(yaw), 롤(roll)의 여섯 가지 움직이는 값(6자유도)를 실시간으로 인식 하여 각도를 보정한다. 이에 사용자가 자유 롭게 이동하면서 스캐너를 움직여도 정밀한 측정이 가능하다.
 
 
 이처럼 헥사곤메트롤로지의 측정 솔루션은 외관 측정뿐 아니라 용접작업 시 용접열로 인한 소재의 변형, 조립 공정의 정확도 측정에도 적용된다.
국내 최초로 국산화에 성공한 고온용 온도계
 더 뜨겁고 더 떨려도 괜찮아요
선박 엔진에 들어가는 고온용 온도계
 
 선박 엔진에는 평균 여섯 개의 고온용 온도 계가 들어간다. 선박용 온도계란 출력장치 로서 엔진의 내부 온도를 측정하여 엔진이 정상으로 가동되는지 그 여부를 확인하는 기능을 한다. 엔진의 기능을 점검하는 장치이기 때문에 선박에 적용되는 중요한 장치 중 하나다.
  물론 온도를 측정한다는 점에서 일반 산업용 온도계와 기능 상 큰 차이는 없다. 그러나 이는 선박용이면서 고온용이기 때문에 특수한 환경에 견뎌야 한다는 제조 상의 어려움이 있다.
 즉 엔진에 적용되는 온도계이기 때문에 높은 온도에 견딜 수 있도록 만들어야 한다.
  게다가 선박용 엔진은 크기와 용량이 매우 크기 때문에 작동할 때 발생하는 진동도 그만큼 강력하다. 또한 바다 위를 항해하는 선박에 적용된다는 점에서 높은 파도 등 다양한 외부환경의 영향으로 인한 강한 진동 에도 견딜 수 있어야 한다.
  이에 선박용 온도계는 엔진의 높은 온도와 환경의 요인으로 발생하는 강한 진동을 감당하면서도 온도를 정확히 측정할 수 있어야 한다. 이런 이유로 선박 엔진에 들어가는 고온용 온도계를 만들기 위해서는 고도의 제작 기술이 필요하다.
 
 
 국내 최초의 국산화에 성공
 
 그러나 이러한 선박용 온도계를 만드는 기술은 우리나라에는 없었다. 결국 독일, 네덜 란드, 스위스 등 선진국 기업에서 만든 선박용 온도계를 전량 수입할 수밖에 없었다. 그규모는 연간 60억 상당이었기 때문에 국산 화할 필요가 있었다.
  이에 우리나라 모 기업이 선박용 온도계를 개발하려는 시도가 있었으나 성공하지 못했다. 일정 수준의 온도와 진동에 견디지 못하는 결함이 있었기 때문이다.
  이러한 상황에서 코닉스는 선박용 고온용 온도계의 국산화를 목표로, 한 국내 조선 기업인 H사의 의뢰를 받아 2년여의 개발 기간을 거쳐 선박용 온도계의 국산화에 성공했다. 이는 국내 최초의 유일한 사례다.
  코닉스가 개발한 선박용 온도계는 ‘내진동형 가스충진식’으로 선박용 온도계가 갖춰야 할 두 가지 가장 중요한 요소인 ‘높은 온도’와 ‘강한 진동’에 견딜 수 있도록 만들어졌다.
 
 
 온도와 진동에 모두 강한
 
 선박용 온도계의 작동 원리는 바이메탈식과 가스충진식이 있다. 바이메탈식은 금속 판이 온도 변화에 따라 휘는 성질을 이용한 것이다. 이는 일반적으로 쓰이고 있지만 보통 320°C 저온용으로 적용되기 때문에 고온에 견디기는 어렵다는 단점이 있다.
  가스충진식은 온도에 따라 가스 부피가 팽창하고 축소하는 원리를 이용한 온도계다.
  바이메탈식과 달리 600°C까지 고온을 측정할 수 있고 상대적으로 강도가 높다는 장점이 있어 바이메탈식을 적용한 것이다.
 또 내진동형 방식을 채택하였기 때문에 강한 진동에도 대응할 수 있다. 실제로 엔진이 흔들릴 때 온도계가 받는 평균 진동 값은 약 4g(약 39m/sec)라고 한다. 그러나 SS-4090은 최대 10g까지 견딜 수 있으므로 심한 진동에도 파괴되거나 기능을 상실 하지 않고 이용할 수 있다. 이에 약 5년 이상 사용할 수 있도록 내구성이 높아졌다.
 또 최대 600°C의 고온에도 측정 가능하다.
  SS-4090 시리즈는 높은 온도와 진동을 견디는 것은 물론 내구성도 높인 장점으로 진동이 심한 중대형 디젤 엔진에 적용될 수 있다. 중대형 디젤 엔진을 장착하는 선박들로는 대형 선박이나 전력 발전용 엔진 등이 있다. 이러한 장점 외에 의미는 또 있다.
 
 앞서 언급했듯 내진동형 가스충진식 온도 계인 SS-4090은 코닉스에서 유일하게 개발한 국내 최초의 사례다. 즉 우리나라에서 선박용 고온용 온도계를 자체 개발함으로써 이를 생산하는 기존 선진국에 100% 의존하던 것에서 벗어날 수 있게 된 것이다. 이로써이 분야에서 기술적 경쟁력을 가질 수 있는 기반을 갖추고, 경제적으로도 수입 대체 효과를 얻을 수 있게 되었다.
 
 
 코닉스는 국내 최초로 전자식 아날로그 기록계와 하이 브리드 기록계, 내진동형 온도계를 개발한 제어계측 전문기업이다. 앞서 소개한 선박용 온도계 외에도 압력계, 온도센서, 기록계 등 제어계측과 관련된 다양한 솔루션을 제공하고 있다.

 
TAG :  인더스트리  제조솔루션  조선/플랜트
 
 
QUESTION (0)         목록보기 | 맨위로
 
Question 본 기사 내용에 대한 궁금한 사항을 적어주시면 확인 후 답변 드리도록 하겠습니다
  회원 마이페이지 또는 이메일로 답변을 확인 하실 수 있습니다.