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용접 분야 혁신 이끈다(PKNU Leads Revolution of Field of Welding)
작성자 대외협력과 작성일 2014-01-28
조회수 2261
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용접 분야 혁신 이끈다(PKNU Leads Revolution of Field of Welding)
대외협력과 2014-01-28 2261




△ 조상명 교수. ⓒ이성재 사진(홍보팀)
국내 연구진이 플랜트산업의 핵심부품인 철강 파이프 생산성을 획기적으로 높이는 신기술을 개발해 주목받고 있다.

국립 부경대학교 공과대학 조상명 교수 연구팀(신소재시스템공학과)은 27일 세계적으로 상용되는 클래드 용접(Clad Welding)보다 생산성이 2.5배나 높은 클래드 용접 신기술을 개발했다고 발표했다.

클래드 용접이란 철강 파이프의 안쪽 면에 열을 이용해 특수합금을 얇게 바르는 것을 말한다. 녹을 방지하고 열에 잘 견디며 마모를 막기 위해서다. 철강 파이프는 원유 수송용 심해 파이프를 비롯 해양, 석유화학, 발전 등에 넓게 쓰이는 플랜트산업의 핵심부품이다.

조 교수팀의 신기술은 고정관념의 파괴에서 나왔다. 지난 70여 년 간 산업계에서 고수해온 용접봉 모양을 혁신한 것. 표면이 곡면인 가느다란 철사 모양의 기존 원형 용접봉을 중간에 오목한 홈이 있는 C형으로 성형해 지금까지 없던 용접봉을 개발한 것.

연구진은 C형 용접봉으로 클래드 용접을 한 결과, 같은 에너지로 용접했을 때 용접봉이 녹아 철강 파이프 안쪽 면에 용착되는 속도가 종전보다 무려 2.5배나 높았다. 보통 직경 30㎝, 길이 12m의 철강 파이프 1개를 클래드 용접하는 데 1주일이 걸렸다. 이제 1주일에 2.5개를 생산할 수 있게 된 것이다.


△ 새로 개발한 용접봉 사진(왼쪽)
이는 C형 용접봉이 원형 용접봉보다 열을 잘 받아 빨리 녹았기 때문이다. 연구진이 이 ‘단순한 사실’을 발견해낼 수 있었던 것은 용접할 때 생기는 아르곤 아크(불꽃덩어리)가 위에서 아래로 흐르는 열의 덩어리, 즉 플라즈마 스트림이라는 과학적 사실을 밝혀냈기 때문. 위에서 아래로 흐르는 아크의 열이 C형 용접봉의 오목한 부위에 쌓여 용접봉이 빨리 녹는 원리다. 종전에는 아르곤 아크가 복사열을 방출하는 정체된 열의 덩어리로만 인식되어 원형 용접봉이 쓰였던 것.

철강 파이프 1개(직경 30㎝ 길이 12m 두께 20㎜) 가격은 200만 원 가량이다. 이것이 클래드 용접 후에는 4천만 원으로 몸값이 껑충 뛴다. 우리나라는 200만 원 짜리 파이프를 만들어 외국에서 클래드 용접을 한 후 4천만 원에 수입하고 있는 안타까운 실정이다.

조상명 교수는“플랜트용 파이프 수요는 세계적으로 향후 10년간 약 80,000㎞, 300억 달러에 달한다.”면서, “이번 신기술 개발로 인한 가치는 연간 수입대체효과 1,000억 원, 수출규모 5,000억 원에 이를 것으로 기대된다.”고 전망했다.

한편, 이 신기술로 조 교수는 이미 특허 3개를 출원했다. PCT도 출원했으며, 현재 국제특허 준비 중이다. 또 2개의 파생특허출원을 준비 중이고, 기술이전을 위해 관련기업들과 MOU체결 및 협상을 진행 중이다.<부경투데이>

The new technology what values 600 billion won broke stereotype maintained for 70 years in the industrial world.
- The research team in Pukyong National University developed high-classed welding technology what has 2.5 times better productivity.

Korean research team developed new technology which can dramatically raise productivity of steel pipe which is key component of plant industry.

The research team of Cho Sang-Myung who is a professor of the department of material science and engineering developed the new clad welding technology on January 27 which has 2.5 times better productivity compared with the existing clad welding which is used world-wide.

The clad welding is covering special alloy thinly on the inside of steel pipe with heat. It prevents rust and wear and resists heat. The steel pipe is a key component of plant industry and used widely in the various fields such as ocean, petrochemistry, electricity generation, and transportation of crude oil.

The new technology is from breaking the stereotype. It started from changing the style of welding rod which is used for the past 70 years in the industry. They invented new style of the rod as changing the existing shape looked like thin-curved wire into the C style which has dented furrow in the middle of rod.

After conducting experiment with the new C style welding rod, they found that the speed of melting the rod down and deposition on the inside of steel pipe has been improved as 2.5 times than existing rod in the same condition. It usually took one week for clad welding of one steel pipe which has 30cm diameter and 12m of length, but now we can make 2.5 pipes for a week.

It is because the C rod get heated more than the circle one, so it is melted faster. The reason that researchers can find this simple fact is because of scientific proof that argon arc which can be out when people are welding is plasma stream which means that the lump of heat coming down from the top. The heats of arc from the top get piled up in the dent, and that makes the roe melted faster. The arc heats in the existing circle type rod were treated as stagnant object just releasing radiant heat.

One steel pipe costs around two million won. After processing of clad welding, the price jumps up till forty million won. In Korea, we export a steel pipe to other countries and import again after processing of clad welding, so we waste huge finance on that.

"The global demand of pipe for plant will be around 80000km and 30 billion dollar for ten years from now. The new technology what we invented will make values around 300 billion won of import-substituting effect and 500 billion won of export scale," professor Cho said.<Pukyong Today>