기획특집: 해양플랜트 산업서 용접의 중요성 및 전망은?
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해양플랜트 산업서 용접의 중요성 및 전망은?

육상자원 고갈되며 2030년까지 연평균 6.7% 성장세 보일 듯
용접기술은 최고수준이나 적용되는 설비의 국산화율은?


글 / 메탈넷코리아(월간 용접저널) 취재부 김가애 기자(Journalist Kim Ga Ae)
  • 인터뷰 ①: 대우조선해양㈜ 홍보팀(심해 및 극지 등 혹독한 환경에 대비한 용접기술 개발 필요해)
    해양플랜트와 조선산업에 적용되는 용접의 가장 큰 차이점은 적용 되는 강재에 따른 높은 Grade의 용접재료 적용된다는 점이다. 그리고 더욱 더 철저한 검사가 요구되며, 구조물이 복잡해서 자동화가
  • 인터뷰 ②: 성동조선해양 소장 최우현(특수강종에 적합한 용접기술 확보+고능률 용접법 개발 필요)
    일반적으로 용접공법은 불과 수초 정도의 짧은 시간에 재료의 국부적 용융과 응고를 수반하는 야금학적 접합방법이기 때문에 성공적인 용접부를 얻으려면 재료의 야금학적 지식이 전제가 돼야 하며 동시
  • 인터뷰 ③: 미국선급협회 박용유.이석진(용접사 지속적 훈련 통한 해양플랜트 용접기술 향상 필요)
    일반 조선용접과 마찬가지로 해양플랜트에서도 구조물의 모든 부분이 용접을 통해 이뤄진다고 해도 과언이 아닐 정도로 많은 부분에서 용접이 적용되고. 과거와 다르게 상선 물량이 줄어들고 해양플랜트
  • 글로벌 시장침체로 고전을 면치 못했던 국내 조선사들이 해양플랜트 산업의 부상으로 대반격에 나서고 있다. 해양플랜트 산업은 근래 들어서면서 새로운 성장 에너지로 부상하고 있다. 육상 자원이 갈수록 고갈되고 에너지 수요가 증가하면서 해양플랜트에 대한 수요는 급격히 증가하고 있다.
    특히 해양의 석유 및 가스 매장량이 전체 매장량의 73%를 차지하는 점을 감안한다면 더욱 그럴 수 밖에 없다. 신흥국 에너지 수요가 급증해 유가가 고공행진을 계속하면 심해유전 개발이 증가하게 되고, 이를 위한 해양플랜트 산업도 발전해 2030년까지 연평균 6.7%의 성장세를 보일 것으로 예상되고 있다.

    이처럼 높은 성장세를 이어갈 것으로 예상되는 해양플랜트 산업은 국내 조선사에 새로운 성장 모멘텀이 됐다. 그러면서 해양플랜트 산업을 둘러싼 환경 역시 급변하고 있다. 해양플랜트는 깊고 험한 심해에 설치해야 하기 때문에 플랜트의 품질기준이 강화되고 있다.
    북해나 북극해 등 극한조건에서 자원을 시추하기 위해서는 우주개발에 버금갈 정도의 성능이 상당히 중요하다. 즉, 해양 개발지역이 확대되면서 ‘안전’의 중요성이 더욱 강조되고 있으며 비용보다 플랜트의 품질을 중시하는 경향이 강하다는 것이다.

    얕은 수심에 지은 간단한 구조물로부터 시작해 수심 2,000~3,000m 이상의 심해에 계류할 수 있는 대형 부유식 구조물까지 종류 또한 다양한 해양플랜트 산업. 산업이 더욱 고도화 돼갈수록 품질에 대한 요구 역시 높아질 터. 조선산업에서 용접은 과거 단순히 강재를 접합하는 공정을 넘어서 오늘날은 선박의 품질을 좌우하고 조선소의 경쟁력을 좌우하는 핵심공정으로 자리잡았다.

    그렇다면 해양플랜트에서는 어떨 지, 조선산업과 어떤 차이점이 있을 지 간단하게 짚어봤다.

    Ⅰ. 해양플랜트 산업의 정의 및 개요
    1. 해양플랜트란?
    오늘날 우리는 급격한 인구증가와 산업화의 영향으로 인한 환경오염, 식량자원 고갈, 새로운 에너지 자원 확보 등 문제의 해결 방안을 해양에서 찾지 않으면 안 되는 상황에 와 있다. 즉, 우리가 예전에는 바다를 ‘낭만과 동경’의 대상으로 인식하고 있었다면, 이제는 그 시각을 바꿔 실질적 대상으로 인식해야 할 때가 왔다.
    대부분의 해양플랜트는 해저의 석유나 천연가스와 같은 에너지원을 개발, 생산하기 위한 설비다. 주로 석유나 가스의 시추와 생산, 저장에 사용되는 설비들로서 해역의 특성, 채굴 깊이 등에 따라 종류가 나눠지기도 한다.
    해양플랜트는 단가가 일반 상선의 3~5배 가량 되는 고부가가치이며, 현재와 같은 선박 수주 침체기에도 비교적 활발한 움직임이 있어 조선시장 불황 타개에서 매우 중요한 분야다.
    2000년대 초 우리나라를 조선산업의 부흥으로 이끌었던 상선시장은 저물고 현재는 해양플랜트시대 가 활짝 열리고 있다고 해도 과언은 아닐 것이다. 대체로 해양플랜트 산업의 활황을 견인하는 것은 고유가다. 유전의 개발과 연관된 해양 플랜트 수요가 당분간 장기간 이어질 것이라고 전문가들은 전망하고 있다.
    석유산업은 유전의 탐사, 개발 및 원유 생산까지의 과정을 upstream으로, 생산된 원유를 정유해 판매, 운송하는 과정을 downstream으로 분류한다. 그리고 해양플랜트가 필요한 부분운 upstream이다. upstream은 단계별로 탐사, 시추, 생산으로 나눌 수 있다.
    탐사단계는 해수와 암반 밑에 석유와 가스의 존재 가능성을 찾아내는 단계로, 지질학자와 지질물리학자들이 암석의 구조 등 지질에 대해 조사연구한다. 해양석유의 경우 해양조사선이 일정한 간격의 음파를 발생시켜 반사돼오는 파형을 분석해 지층의 구조를 파악하는 연구가 주로 진행된다. 탐사단계는 조사선 이외에 별도의 해양설비가 필요한 것은 아니다. 해양플랜트는 시추와 생산단계에서 투입되며 매우 큰 비용이 소요된다.
    해양플랜트는 설치 형태에 따라 고정식과 부유식, 그리고 이들을 복합시킨 잭업 형으로 구분된다. (표1, 그림1 참조)

    (1) 시추(Drilling)단계의 해양플랜트
    1) 잭업(Jack-up)형 굴착장치
    2) 드릴십(drillship)
    3) 반잠수식 시추선 (Semi-submersible Drilling Rig)
    (2) 생산저장설비: 부유식 원유생산저장하역설비-FPSO(Floating Production Storage & Offloading Unit)/ 부유식원유저장설비-FSO(Floating Storage Offloading)
    (3) 해상 플랫폼

    Ⅱ. 해양플랜트 산업서 용접의 적용현황 및 중요성
    1. 해양플랜트에서 용접의 적용 기술
    2. 조선에 적용되는 용접과의 차이점
    3. 해양플랜트용 강재
    4. 해양플랜트서 용접의 적용현황
    5. 해양플랜트에 적용되는 국내 용접기술력
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    Ⅲ. 해양플랜트 용접의 전망
    1. 해양플랜트 용접의 적용 전망
    2. 기술개발 동향

    Ⅳ. 해양플랜트 용접의 문제점 및 당면과제
    1. 용접 자동화 및 IT 접목
    2. 전문 인력 확보
    3. 작업 표준화
    4. 국산 용접관련 설비 활성화

    Ⅴ. 맺음말
    우리나라는 현재 세계 1위 조선해양 강국의 4대 요소인 인프라·기술·인재·미래비전 전략의 틀에서 여전히 세계 1위라는 타이틀을 달고 있다. 올해 글로벌 조선시황은 세계경기 회복의 불확실성, 선박 공급과잉 등으로 상선시장의 발주전망은 불투명하다고 할 수 있겠다. 반면, 해양 자원 개발 프로젝트가 나이지리아, 이스라엘, 말레이시아 등 원유와 가스전 등을 중심으로 활발히 추진되면서 국내 조선사들의 수주가 기대되고 있다.
    최근 몇 년간 국내 주요 조선소의 경영 화두는 단연 ‘해양플랜트’다. 세계 경기 침체에 따른 상선 시황 부진 속에 상대적으로 양호한 해양플랜트에 역량을 집중하겠다는 것. 상황이 이렇게 되면서 해양플랜트에 더욱 기대를 걸고 영업력 강화는 물론이고 생산 체계 변경 등에 나서고 있다. 이와 함께 품질강화에도 큰 노력을 쏟고 있는 것으로 알려졌다.
    재차 강조하듯, 우리나라 용접기술은 세계 최고수준이라고 해도 과언이 아니다. 그러나 그 외에 설비 등의 기자재 국산화율은 상당히 저조하다. 이를 위한 방안에는 어떤 것들이 있을 지 우리 업계는 잘 알고 있을 것이다. 과열된 시장의 안정화와 기술개발, 그리고 시장진입이다. 이 같은 점 등의 필요성은 이미 오래 전부터 대두 돼왔으며, 이제는 실천해야 할 때가 진정 다가온 것으로 보인다.
    우리나라 해양플랜트 용접은 스스로의 특성을 바탕으로 발전 속도를 높이고, 일정한 기한 내에 도래할 미래의 경쟁에서 그 위력을 발휘해야 한다. 이를 위해서는 여러가지 유형의 해양플랜트 특징을 이해해야 하고 각 종류마다 달리 중점을 두고 용접을 적용함으로써 우수한 용접효과를 보장해야 한다. 또 고품질의 용접효과를 보장하기 위해 용접 자동화 및 IT 접목, 전문 인력 확보, 작업 표준화, 국산 용접관련 설비 활성화를 통한 세계 시장에서의 주도권을 확보해야 한다. 특히, 수 많은 용접전문가들이 ‘이구동성’으로 강조하는 용접 자동화에도 박차를 가해 전 세계적인 경쟁에서 우위를 차지해야 할 것으로 보인다.

    ■ 참고자료
    ·대한용접·접합학회 용접·접합 편람 ‘Ⅰ철강 및 비철재료’
    ·대우조선해양
    ·삼성중공업
    ·현대중공업
    ·International Enegry Outlook (U.S. EIA, 2011)
    ·Douglas Westwood & World Wind Energy Report
    ·지식경제부
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