인터뷰: 생산성 향상을 위한 자동화 기술, 업계 협업이 최고 관건!
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생산성 향상을 위한 자동화 기술, 업계 협업이 최고 관건!

CSWIND Corp Co. Ltd. Production Business Unit 부장 백윤기
CSWIND CORP Production Business Unit Senior Manager Beak Youn-gi
1. 풍력(풍력타워) 산업에 있어 용접의 적용 분야는?
최근 풍력 시장은 하루가 다르게 매우 빨리 성장하고 있으며, 실제로 2004년부터 2008년에 이르기까지 세계 풍력 시장은 250% 급성장하여 풍력발전 설비 업체들이 생산량을 맞추지 못할 정도로 수요 요구량이 많았다.
세계 각국에서는 2020년 심지어 2030년까지의 풍력자원 개발 계획과 풍력단지 개발 계획을 발표하고 있어, 풍력 발전은 현재 가장 빨리 성장하고 가장 빠르게 성장할 산업 중 하나가 되고 있다.
이처럼 급성장하고 있는 시장에 비해 풍력설비 제조 산업의 경우는 어떠한가? 전 세계적으로 풍력과 관련한 많은 업체가 있지만, 요구되는 높은 수준의 품질 조건과 다양한 제품 디자인의 풍력 타워를 정해진 기간 안에 한 치의 오차도 없이 생산 납품한다는 것이 쉽지만은 않은 일이다.
따라서 기술과 품질을 인정받은 일부 상위 5% 내외 업체에 공급량이 몰려있는 것이 현실이다. 용접 작업의 경우를 든다면 풍력타워의 수명은 해상구조물 또는 선박과 같이, 일단 만들어지면 20~25년 정도의 장시간 동안 용접 부위가 자연 풍화 및 진동, 하중의 충격과 스트레스에 견뎌내야 하므로 우수한 재료 품질을 유지해야 한다.
이는 내부 용접부위에 있어 결함이 없어야 함은 물론 외관 용접 비드에 대한 수준도 높게 요구되기 때문이다.(Visual Quality : ISO-5817 Class B 적용)
한편, 풍력타워에 있어 가장 기본이 되는 부분은 바디에 해당하는 철 구조물(Wind Tower)로, 적어도 100톤~250톤 정도로 제작 규모가 크기 때문에 순수 철강 중공업에 속한다고 볼 수 있으며, 사용되는 철판의 경우도 t=8mm~120mm로 제작 관련해 대형 용접 장비 및 많은 양의 용접 재료가 필요한 작업이다.
주로 반-자동 SAW(서브머지드 아크 웰딩)을 비롯하여, CO₂ 용접이 대다수를 차지하고 있으며 이종 결합에 필요한 TIG도 일부 사용하고 있다. 그 외 풍력타워 내부 전장품 제조를 위한 Al 생산 작업에 알곤 용접도 적용되고 있는 데, 이 역시 우수한 용접품질과 높은 생산성이 요구되고 있다.

2. 풍력(풍력타워) 산업에 있어 용접 산업의 현실 및 시장 규모는?
풍력타워와 관련한 용접 산업은 기본적인 재료로 쓰는 철강 산업을 비롯하여 용접 장비 산업, 용접 재료 산업 등으로 구분하여 살펴볼 수 있는데, 이 중 철강 산업을 살펴보면 최근 풍력 시장의 호황에 따라 이와 관련한 철강 업계 내 생산 비중이 높아지고 있는 상황이라 하겠다.
이는 수요량의 증가뿐이 아닌 고장력 강과 저온 철강재를 사용하는 고부가 강재로 분류되기 때문이다. 과거에는 풍력 시장에서 요구되는 후판의 소요량이 선박에 비해 매우 적은 정도의 수준이었기 때문에 철강 업계에서도 후판 생산 시 조선업계에 우선 공급한 뒤 그 나머지 양을 풍력업계에 공급해 왔다.
하지만 최근에는 점차 선박 시장이 축소되는 반면 풍력 시장의 경우에는 점차 확대될 뿐 아니라 계약도 연속적으로 이루어지고 있어, 철강 업계에서도 내부적으로 선박 시장 못지않게 중요 산업으로 풍력 시장을 평가하고 시장 진입에 노력하고 있는 추세이다.
더욱이 풍력타워에서 적용되는 후판은 S355NL까지 요구되고 있기에 기술과 설비가 탄탄한 국내 대형 철강 제조사들의 경쟁력 우위가 돋보이는 고부가가치 산업으로 인식되고 있다.
당사의 경우 하루에 250톤~300톤 가량의 생산성을 확보하고 있는데, 하루에 사용되는 용접 재료의 양을 보자면 2.5톤 정도로, 전체 생산량의 1%에 해당하기 때문에 용접 재료 시장 또한 매우 규모가 큰 시장으로 발전해 나갈 것이라 말할 수 있겠다.
물론 선박에 비해서는 많지 않지만, 향후 시장성이 밝기 때문에 국내 용접 재료 산업의 성장을 가져올 것으로 기대되기도 한다. 하지만 앞서 언급했듯 무엇보다 고품질이 요구되므로, 시장성이 큼에도 불구하고 아직까지는 국내 재료 업체가 쉽게 접근하지 못하는 경향이 있으며, 전 세계적으로 적용되는 용접 재료는 불과 세 개 업체만이 국제적으로 타워에서 공급하는 제품으로 인증되고 있다.
한편, 풍력타워 생산과 관련한 용접 장비로는 주로 대형 서브머지드 용접기가 적용되고 있는데, 이 역시 제조사의 입장에서 품질과 생산성을 높게 요구하고 있으므로, 용접 재료와 마찬가지로 전 세계적으로 품질의 우수성을 입증 받은 몇 개 업체의 제품만을 선호하는 경향이 뚜렷하다.
당사의 경우 대형 서브머지드 용접기는 대략 60여 대, 포터블 장비까지 약 90여 대의 용접기를 갖추고 있으며, CO₂ 용접기의 경우에는 대략 600여 대 정도 보유하고 있다.
한편, 국내에서 풍력타워를 제조산업을 영위하고 있는 곳은 당사를 포함해 대략 5개 정도의 업체가 있으며, 아시아 및 남미 등지에 해외 공장을 가진 업체도 몇 군데 있는 것으로 알고 있다.

3. 풍력(풍력타워) 산업에 있어 국내 용접의 기술 수준은?
앞서 언급했듯 풍력타워 제작 시에는 고품질의 용접 재료 및 용접 장비가 요구되기 때문에 일반 제품은 사용할 수 없고 항시 일정 품질 요구 수준에 합격한 승인 제품만이 적용되고 있다.
따라서 초기 풍력시장의 진입은 어려우나 일단 적용되어 국제적인 인정을 받기 시작한다면 대량으로 수주되는 경향이 있기 때문에 해외 일부 업체의 경우에는 풍력 시장을 타깃으로 한 전용 용접기 설비 및 용접 재료를 개발해 공략하고 있으며, 국내 업체들도 풍력 시장에 뛰어들기 위해 노력하고 있는 것으로 알고 있다.
그러나 국내 업체의 경우에는 아직까지는 이 시장에 대한 정보 부족으로 많은 어려움을 안고 있는 것 같다. 그럼에도 최근에는 용접 장비 기술이 좋아짐에 따라, 당사의 경우에도 3년 전부터는 외산에 비해 가격 면에서도 대등하고 성능도 우수한 국산 제품을 사용하고 있으며, 특히 용접 장비의 경우 국내 IT 관련 기술은 외산 제품에 비해 오히려 뛰어나는 부분도 있을 뿐 아니라, 제품 아이디어가 우수한 경우도 있어 많이 찾고 있다. 하지만 여전히 트랜스포머와 같은 전력 계통 기술 및 신호 처리 등과 관련한 기술은 취약한 편이다.

4. 풍력(풍력타워) 산업에 있어 향후 용접 기술의 개발 방향?
기술이 발전함에 따라, 인건비 절약 및 실수 방지 등을 위해 무인화 기술에 대한 필요성이 요구되면서 최근 센서 기술의 개발도 필요해지고 있다.
이미 덴마크 등 일부 유럽 풍력설비업체에서는 특별한 용접 기술 없이도 기본적인 지식만 있다면 정확한 오퍼레이팅을 통해 용접이 가능한 비전 시스템이 정착돼 생산 현장에서 사용되고 있는 상황으로, 국내의 경우 아직까지는 장비 단가가 높고 설비 경험과 실적이 적어 업계 실무자의 입장에서 선뜻 도입 결정하기가 어려운 실정이다.
국내 관련 기술의 경우 자동화를 위한 용접 주변 기기와의 용접기기 상호 간 호환성에 있어 많은 제약과 장애를 겪고 있기 때문에, 자동화 용접기뿐 아니라 용접 주변 기기에 대한 자동화 시스템도 함께 발전 갖춰져야 한다는 생각이다. 특히 풍력타워 설비 업체들도 용접 장비 기술에만 치우친 제품 개발보다는 자동, 반-자동 설비를 접목한 용접 종합 솔루션의 제품공급을 요구하는 편이다.
당사의 경우 현재 자동화 장비가 접목되어 있다고는 하지만 용접 작업 시간보다 용접 준비 시간이 두 배 이상 소요되기 때문에 생산성을 떨어뜨리는 것이 문제가 되고 있으므로, 자동화되더라도 생산성을 고려하여 업체와의 커뮤니케이션이 중요하다 생각한다.
특히 현재 소형 제품 개발에 국한된 자동화 기술을 중-대형 제조 기업에도 적용할 수 있도록 관련산업 기술의 개발이 다양해져야 한다고 생각한다.

5. 풍력(풍력타워) 산업에 있어 용접 관련 국제 표준화 동향은?
풍력 산업에서 가장 많이 사용되고 있는 국제 표준은 유럽 규격인 EN이다. 그러나 이 규격을 사용하는 제조 공급사의 입장에서 유럽 쪽에 제품을 납품해야 할 경우에는 독일의 DIN 18800 규격에 따라 생산을 적용해야 하며, 미국에 납품되는 제품에는 AWS 규격을, 일본의 경우에는 JIS 규격을 적용해야 한다.
이는 향후 큰 시장을 형성할 것으로 예상되는 풍력 산업을 전 세계 각국이 자신들의 표준 규격을 적용하도록 함으로써 시장을 리드하기 위함으로, 이처럼 제품이 어느 나라에 납품될 것인지에 따라 적용해야 할 규격은 달라진다고 하겠다.
한편, 국내도 국제적으로 통용되는 용접 규격인 ISO 규정을 포괄적으로 사용 적용하고 있지만, 사실 이는 제품은 동일 또는 유사하더라도 각 나라마다 적용 기준 등은 다르므로 해당 국가의 규격을 가급적 만족하는 제품을 개발하는 것이 중요하다는 판단이다.

6. 풍력(풍력타워) 산업과 관련하여 국내 용접 산업의 당면 과제는?
앞서 언급했듯 용접기와 주변 기기와의 상호 작용이 원활하게 이루어지지 않고 있어 자동화 용접 시 생산성을 저하시키므로, 각 업체들은 이를 최대한 보완할 수 있도록 상호 협력하여 같이 개발을 진행해 가야 한다는 생각이다.
실제로 생산 공정이 자동화가 이루어지도록 하기 위해서는 주 메인 기기와 그 주변 기기와의 연결성이 매우 큰 부분을 차지하고 있는데, 국내의 경우 용접기 업체는 용접 주변 설비에 대한 호환도가 떨어지고, 주변 설비 업체 또한 주 메인 용접기와의 상호 접목을 생각하지 않은 채 자사의 기술적 우수성과 장점만을 강조하는 제품을 생산하다 보니 이용자의 입장에서 전체적인 생산 효율성 향상보다는 오히려 생산성을 저하시키는 경우도 빈번히 발생하곤 하는 것이다.
향후 국내 용접 산업이 전 세계 시장으로 확대해 나가기 위해서는 이런 것들을 적극적으로 개선해 나가 사용자 편의 위주의 용접 장비와 용접 주변 설비를 하나의 제품으로 생각하는 마인드와 이에 대한 종합적인 제품 개발을 해나가야 할 것이다. 또한 이를 위한 이업종 간의 기술적 교류 역시 사업적 범위로서 포함되어야 하겠다.

7. 풍력(풍력타워) 산업에 있어 향후 용접 관련 산업의 전망은?
매년 높은 성장률을 보이고 있는 풍력 시장은 2030년까지의 예상 물량이 이미 나와 있을 뿐 아니라 풍력산업의 시장 규모도 지금의 10배 이상으로 확대될 것으로 생각된다.
이처럼 풍력 시장이 커질수록 생산성을 향상시키기 위한 제조업체의 투자와 노력이 이어질 것이며, 요구되는 용접 기술도 점차 대량 생산이 가능한 자동화 쪽으로 발전해 나갈 것이다.
더욱이 이 시장은 한 개의 프로젝트로 끝나는 것이 아니라 연관되는 프로젝트가 계속 이어지기 때문에 많은 비용의 자금이 투자되어야 한다 하더라도 생산성을 향상시킬 수 있는 방법으로 접합 방식이 변모해 나갈 것이라는 생각이다.
즉, 현재까지는 SAW 용접이 주 용접 방법으로 사용되고 있지만, 향후 생산성 향상은 물론 에너지 절감 효과까지 볼 수 있는, 완전히 다른 접합(용접) 방법이 개발될 수 있을 것으로도 보인다.

8. 국내 용접 관련 산업의 발전을 위한 정부 정책 및 육성 방안은?
국내 용접 업체들의 문제점 중 하나는 국제 철강 산업과 이를 이용한 중공업의 국내 시장에 대한 이해도는 매우 높으나 국제적 시장 전망과 방향에 대한 이해는 매우 떨어진다는 것이다.
즉, 일부 대형 업체를 제외하고는, 대부분의 업체에서 용접과 관련한 국제 표준화 규격과 이를 활용하여 제조업을 영위하는 기업의 생산 프로세스를 잘 알지 못할 뿐 아니라, 이해할 필요성마저 느끼지 못한다는 것이다.
정부에서도 이런 규격에 대해 정보의 제공과 판매를 하고 있기는 하지만, 정작 이를 활용하는 구체적이고 세부화된 정보 제공은 하지 못하고 있는 상황으로, 이로써 국내 업체들은 기술이 우수하고 기능이 뛰어난 제품을 개발 생산했다 하더라도 국제적 규격에 적합하지 않아 해외 적용에 곤란함을 겪고 이에 수출하는 데 어려움을 안고 있는 실정이다.
따라서 정부에서는 각 업체에 적합한 국제 규격 승인을 받을 수 있도록 정보를 제공하는 등 정부 차원에서 관리와 안내자로서의 도움을 주어야 할 필요가 있다.
또한 우리나라의 경우 용접 재료 기술에 있어서는 많은 발전을 이루지 못했다는 것도 문제점 중 하나로 꼽을 수 있다.
물론 용접 장비 기술 개발에 있어서도 기능만 달라질 뿐 기본적인 기술 수준은 이전 기술의 답보 수준에만 그치고 있다는 등의 한계점을 가지고 있지만, 이는 용접 재료 기술이 개발되면 함께 기술 성장해 나갈 수 있을 것이라는 생각이다.
그러나 현재 이런 재료 기술 개발이 정부 산하 연구소 등에서 이루어진 후 업체로 제공되어야 함에도 불구하고, 국내 실정으로는 그 반대 현상이 빚어지고 있다. 업체 스스로가 재료 기술 개발에 힘쓴다고 해도 기술 개발 자금이 부족하거나 오랜 시행착오를 겪음으로써 결국 재료 기술 개발에 대한 연구는 중도 포기해 버리는 일도 발생하게 되는 것이다.
따라서 국내 용접 산업이 한층 발전하기 위해서는 정부 주도 하의 재료 기술 개발이 더욱 활발하게 이루어져야 한다는 생각이다.
즉, 재료의 한계가 산업의 한계성으로 이어지지 않도록 정부와 기업 모두가 서로 노력할 필요가 있는 것이다.

9. 향후 귀사의 기술 개발과 기업 정책 방향은?
철 구조물 사업으로 시작한 당사는 6년 전부터는 해외 풍력 시장에 눈을 돌려 매년 200~300% 이상의 성장률을 기록하고 있다.
현재 전 세계 2000여 기 이상의 풍력타워를 생산 공급한 풍부한 경험을 바탕으로, 이제는 풍력타워에 연관된 요소 제품 사업 확장으로 사업 영역을 더욱 확대하여, 풍력설비 산업에 있어 세계 제일의 전문 글로벌 기업으로 발돋움할 계획이다.
풍력에너지를 포함한 그린에너지는 화석연료와 달리, 상당히 오랜 기간 각광을 받을 것으로 생각된다.
당사는 그린에너지 산업에 있어 최고 선두 기업으로 발전 성장하기 위해 노력을 경주해 나갈 것이며, 올해부터는 해양 풍력발전 시장으로 영역을 강화해 세계 풍력산업 발전을 리드하는 견인차 역할을 수행하고자 한다.

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