최고의 선박 이렇게 건조된다 - (3) 철판 재단의 마법사, 가공편

선박 가공 전처리 설비가 철판의 표면을 매끄럽게 해주는 작업을 진행하고 있다.

[아시아경제 채명석 기자] 선박 설계도면이 완성되면 선박건조에서 가장 먼저 진행되는 ‘가공 공정’에 들어간다.

‘가공’은 배의 외형을 만드는 것으로 선체 구조를 구성하는 강재(철판)를 ‘절단하고 변형시키는’ 공정이다. 옷으로 비유하자면, 다양한 옷의 종류에 맞게 옷감을 가위로 재단하는 것이라고 보면 된다. 옷도 첫 단추를 잘 꿰어입어야 하듯이 성공적인 선박 건조를 위해서는 가공이 그 출발점 이라고 할 수 있다.

가공은 크게 ‘전처리 과정’, ‘절단’, ‘곡 가공’으로 나뉜다.

전처리 과정은 국내·외 여러 제철소에서 생산돼 입고된 철판을 절단하기 전에 표면을 깨끗하고 균일하게 만들어 도장을 하는 과정이다.

먼저 선종·블럭·구역별로 철판을 선별한 후 전처리 설비를 통해 표면에 열을 가해 온도를 균일하게 높여준다. 이어 ‘샷볼(Shot Ball)’이라 부르는 직경 1.0mm의 미세한 구슬 입자 수십만 개를 철판 표면에 발사한다. 발사된 작은 입자들이 철판 표면 위에 붙은 이물질을 제거해 철판을 매끈하게 만들어 준다.

표면처리된 철판은 녹슬어 부식되는 것을 방지하기 위해 15마이크론(1마이크론=1000분의 1mm)의 두께로 앞뒷면에 페인트칠을 해준다. 이러한 전처리 과정을 통해 오랜 시간 걸리는 선박건조 기간 동안에도 철판의 고품질이 유지된다.

삼성중공업 직원이 전처리 과정이 완료된 철판에 절단전 라벨링을 하고 있다.

전처리가 끝나면 절단 공정으로 들어간다.

절단 작업은 설계 도면에 표시된 모양과 치수대로 철판을 오려내는 작업으로, 철판을 절단하기 위해서는 '플라즈마(Plasma)'를 이용한 특별한 절단 장비가 필요하다.

기체 상태의 물질에 계속 열을 가해주면 기체는 플라즈마라고 하는 제4의 물질상태가 된다. 이를 열적인 방법이나 물리적인 방법으로 수축시켜 수천~수만℃ 이상의 온도에 이르게 한후 이를 절단하려는 철판에 닿게 해 두꺼운 철판을 자른다.

철판 절단 과정. 1. 전처리가 완료된 철판을 절단장으로 이동 2.3. 철판 절단 4. 절단된 철판 개선작업

절단을 마치면, 철판을 곡선으로 만들어주는 곡 작업을 한다.

선박은 평면으로만 구성된 것이 아니라, 선박의 머리(선수)와 꼬리(선미)는 3차원의 곡 형상을 하고 있기 때문에 절단된 철판을 곡면으로 만들어주는 곡 공정이 필요하다.

곡 공정은 크게 냉간 가공과 열간 가공, 두가지로 구분된다.

냉간 가공은 상온에서 프레스(Press, 누르는 힘을 이용해 필요한 모양을 만드는 기계)등의 장비를 이용해 곡 형상을 만든다. 열간 가공은 철판을 국부적으로 최대 1000℃의 열로 가열해 3차원 곡 형상을 만들어 내는 것으로, 철판에 열을 가했다가 급히 냉각시키면 수축이 발생하는 성질을 이용한 것이다.

마지막으로 가공된 철판을 후공정(조립)으로 인계해주는것 까지가 가공부의 주된 업무다.

사진 위는 2200t프레스 곡작업을 하는 냉간가공. 아래는 열간가공

가공 업무에 관심이 있는 사람들이라면 조선과 기계 관련 분야를 전공하면서 가공·용접·기계·중장비 관련 전문 자격을 미리 취득하면 도움이 많이 된다고 한다.
<자료제공: 삼성중공업>

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채명석 기자 oricms@
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