College Of Engineering
서울공대 이야기
 󰋎선박 건조 과정

 

1) 계약: 선박 건조 계약을 체결한다.

 

 2) 설계(Design): 초기 설계 단계에서는 건조 계약서 및 사양서를   기준으로 선형 및 프로   펠러 설계와 모형 시험이 수행되고, 배   가 기우는 정도와 복원력 계산 등 기본설계와 배 중간 부분,       주요 격벽, 선체구조와 갑판, 외부 형상 등의 구조 설계가 이루어   진다. 상세-생산 설계 단계에서는 선체 구조도, 배관 개통도, 선체   블럭 및 의장품의 제작도가 작성된다.

 

 3) 절단(Still Cutting): 설계대로 철판을 자르는 공정이다. 철판은 녹방지 페인트를 칠한 다   음 컨베이어를 타고 절단공장으로 들어간다. 이곳에서는 컴퓨터로 전송된 설계정보를 토대   로 전자동 절단기계가 도면에 따라 철판을 자른다. 잘려진 철판은 저마다 번호를 부여받고   제품별로 구분해 조립공정으로 옮겨진다.

 

 4) 조립(Assembly): 절단된 철판들을 용접으로 붙   여 큰 덩어리(블록)로 만드는 공정이다. 조립공장   은 공장 입구에서 평철판을 이어 붙이고, 세로 뼈   대(종골재)와 가로뼈대(횡강재)를 끼워 맞추고, 용   접하는 과정이 컨베이어 라인을 타고 완성되는 흐름 생산체계를 갖추고 있다.


 5) 선행의장(Pre-Outfitting): 선박의 각종 의장품을 블록 조립 단계에서 미리 설치하는 공   정이다. 배의 중간 선체 블록 내부에 들어가는 대형 파이프나 전선 설치대, 기계 받침대    등 각종 의장품이 패널공장과 선수 미 공장에서 설치되며, 복잡한 기관실의 각종 장비와    파이프, 전선 등은 선행의장 공장에서 묶음으로 설치, 품질과 생산성을 높인다.

 

 6) 도장(Painting): 쇠로 만들어진 배에 녹이 슬지 않도록 페인트를 칠   하는 공정이다. 조립 공장에서 제작된 블록을 트랜스포터에 싣고 도장   공장으로 옮겨 전면 블라스팅으로 표면을 깎아낸 뒤 3~6 겹의 페인   트를 칠한다. 블록끼리의 연결부는 도크에서 용접 작업이 끝난 뒤 마   무리 도장을 한다.

 

 7) 탑재(Erection): 조립과 도장을 마친 블록을    도크에 쌓아 완전한 배 모양을 완성하는 공정이   다. 도크장 근처 옥외 조립장에서 몇 개의 작은   블록을 연결해 대형 블록으로 만들어 드라이 도   크 안에 차곡차곡 쌓고 용접하여 배의 완전한 모   양을 완성한다.

 

 8) 진수(Launching): 겉모양이 완성된 배를 물에 띄우는 공정이다.   진수 전 배의 몸통 블록들과 선실, 주엔진, 프로펠러 등의 탑재가   끝나면 마무리 도장작업을 한 뒤 도크에 물을 채워 배를 띄운다.   도크에 물이 완전히 차면 수문(도크게이트)을 열고 예인선으로 배   를 끌어내 마무리 작업을 위해 안벽으로 옮긴다.

 

 9) 안벽의장(Outfitting): 배의 각종 기계장치와 배관, 전기설비 등   모든 의장품을 설치하고 확인 검사까지 마무리 하는 공정이다. 미   리 설치된 받침대들 위에 엔진, 보일러 등 각종 장비와 선실 및 기   관실의 각종 설비, 전기설비 등의 설치를 옥외조립장고 도크 내에   서 시작하여 진수 후 의장안벽에서 마무리 짓는다.

 

 10) 시운전(Driving Test): 실제 항해와 똑같이 배를 운항하면서 모든 기능을 시험해보는    공정이다. 안벽에서 주엔진과 발전기, 보일러, 화물하역장비 등 설치된 모든 기계 장비들에   전원을 연결하고 시험 가동한 뒤 넓은 바다로 나가 항해 시와 똑같은 조건으로 해상 시운   전을 실시한다. 여기서는 배의 모든 성능이 계약과 설계대로 이상 없이 움직이는 지를 선   주와 선급의 입회 아래 빠짐없이 검사한다.

 

 11) 명명-인도(Naming & Delivery): 배가 완성되면 조선소는 선박의 이름을 짓는 명명식   을 연다. 배의 명명은 선주측이 지명하는 여성이 하게 되는데 명명식을 마치면 비로소 화   물을 운송하는 선박으로서 호적이 생기는 것이다. 양사 대표들 간의 인도 서명으로 선박의   소유권이 선주 측으로 넘어가, 본격적인 운항을 시작한다.

 


󰋏경제성을 잘 고려한 건조 기술들

 공학은 경제성을 고려하는 학문이다. 여기서 경제성이라 하면 주어진 조건하에서 더 빨리, 더 많이, 더 정확히, 더 좋은 결과를 얻거나, 같은 결과를 얻기 위하여 더 적은 재료, 더 적은 동력, 더 적은 노력을 도입하는데 초점을 맞추는 것이다. 건조 기술 분야에서도 주어진 여건 안에서 더 크고, 더 효율적인 방법으로 배를 건조하려는 노력들이 꾸준히 진행되고 있다. 이것들에 대해 살펴보자.

 

 1) 삼성중공업의 메가블록(mega block) 공법 : 8층 건물 크기의 대형 철구조물이 벽돌 끼워 맞추듯 조립되는 기술이다. 블록은 선박을 구성하는데 필요한 각각의 선체 조각, 한 척의 배가 완성되려면 설계에서 입력된 배의 종류, 크기 등의 정보에 따라 철판 절단, 가공, 의장 작업 등을 거쳐 철구조물로 만들어진 뒤, 이를 도크로 옮겨 조립하는 과정을 거치게 된다. 이 때, 기존의 방식으로는 도크로 옮기는 크레인의 능력이 5백t 정도에 불과해 배 한척을 만드는데 통상 94~103개 정도의 블록으로 쪼개 조립해야 했다. 그러나 삼성중공업은 기존 블록을 5~6개 단위인 ‘메가블록’으로 육상에서 조립한 뒤 3천6백t 짜리 해상 크레인을 이용해 도크로 옮긴다. 이에 따라 보통 3개월 정도 걸리던 도크 내 작업이 1.5개월로 대폭 단축되었고, 도크 회전율이 높아졌을 뿐 아니라 배관, 배선, 도장 등 대부분 공정을 육상에서 끝내 공정효율도 높아졌다. 삼성중공업은 ‘메가블록 공법’ 도입으로 지난해 22억 달러 정도였던 연간 건조물량이 2006년에는 35억 달러 규모로 늘어날 것으로 예상하여 막대한 생산성 향상 효과를 노리고 있다.


 2) 대우조선해양과 삼성중공업의 ‘플로팅 도크’ 사용 : 용지 부족 문제가 심각해지자 국내 조선소들은 일본이나 유럽, 중국 조선소가 흉내내지 못하는 획기적인 신공법 개발에 나섰는데, 특히 대우나 삼성의 경우 2000년대 들어 육상 도크가 부족해지자 바다 위에 떠 있는 거대한 바지선 모양 구조물(플로팅 도크)을 사용하고 있다. 플로팅 도크 위에서 배를 조립해 만든 후 플로팅 도크를 가라앉혀 배를 진수하는 방식이다.


 3) 육상건조공법 : 도크 부족 문제를 해결한 또 다른 묘책으로서 현대중공업과 STX조선이 먼저 도입했고 대우조선도 준비 중이다. 도크 길이만큼 긴 조각을 만들고 도크를 초과하는 짧은 조각은 육상에서 만든다. 긴 조각을 바다 위에 진수시킨 후 바지선과 해상 크레인을 이용해 두 부분을 붙인다. 마지막으로 ‘댐’이라 불리는 바다 속 통로 같은 공간에서 두 부분을 용접해 붙여 배를 완성시키는 방식이다.


 4) 한진중공업의 ‘수중건조법’ : 한진중공업이 독자적으로 개발한 것으로 일명 ‘댐(DAM) 공법’으로 불리며 도크보다 큰 선박을 건조할 때 사용되는 방식이다. 대형 컨테이너 선은 도크가 아니면 건조하기 힘들다는 것이 조선기술자들에게는 상식이었으나 한진중공업의 신공법은 이런 상식을 깨버렸다. 이 신공법은 도크 내에서 만들 수 있는 길이만큼 선박을 건조한 후 바다에 띄우고, 도크보다 긴 일부 구간은 육상에서 블록을 만들어 바다 속에서 이 두 단위를 용접해 하나의 배로 만드는 방식이다. 대형화, 고속화되어가는 세계 조선 시장에서 경쟁력을 유지하기 위해서는 초대형 컨테이너선의 건조가 필수적인데 이 신공법을 이용해 도크보다 큰 8000TEU급 이상의 초대형 선박의 건조도 가능해졌다고 한다.


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