[SDG14해양생태계보전] 삼성중공업은 LNG운반선 화물창에 적용하는 레이저 고속 용접 로봇을 업계 최초로 개발했다고 21일 밝혔다. 화물창의 멤브레인 패널 접합 속도를 기존 플라즈마 아크 용접(PAW)보다 최대 5배 정도 빠르게 개선한 로봇 기술이다.
LNG화물창의 건조 과정은 단열재 설치와 멤브레인 시공으로 이뤄진다. 이 중 극저온 액화천연가스가 직접 닿는 멤브레인 패널의 시공은 고난도의 용접 작업이어서 용접이 까다롭고 시간도 많이 걸린다. 일례로 17만4000㎥급 LNG운반선 1척에 탑재되는 4개 화물창의 멤브레인 패널 용접 길이는 60Km에 달한다.
삼성중공업은 지난 2021년부터 레이저 용접의 기술적 특성을 응용, 멤브레인 화물창에 최적화된 고속 용접 로봇을 개발해왔다. 개발 착수 2년 만인 지난달 한국형 LNG화물창(KC-2C)에 레이저 고속 용접 로봇을 적용하는 테스트를 성공적으로 마쳤다.
삼성중공업은 올해 안에 프랑스 GTT의 LNG화물창(MK-Ⅲ) 적용 테스트를 완료할 계획이다. 이후 발주처 최종 사용 승인을 거쳐 내년부터 상용화한다.
레이저 고속 용접 로봇은 ▲레이저 빔을 일정한 간격과 속도로 회전시키는 워블(Wobble) ▲초점 위치를 변경하는 디포커싱(Defocusing)으로 넓은 비드(용접살)폭을 생성할 수 있으며, 레이저 변위 센서를 내장해 굴곡진 용접 위치도 자동으로 찾을 수 있는 특징이 있다.
2m 길이의 멤브레인 패널 용접 시, PAW는 5분 정도 소요되는 반면 레이저 용접은 단 1분만에 끝나 LNG 화물창 공정의 생산성을 획기적으로 끌어올릴 수 있다.
최두진 삼성중공업 생산기술연구센터장은 "레이저 고속 용접 로봇은 LNG운반선의 핵심 공정인 화물창 건조에 압도적 경쟁력을 유지할 수 있는 핵심기술"이라며 "향후 초저온 액화수소 운반선의 화물창으로 확대 적용할 계획"이라고 말했다.
이번에 개발한 레이저 고속 용접 로봇은 기존 플라즈마 아크 용접(PAW) 방식보다 속도가 최대 5배 가량 빠르다. 2m 길이의 멤브레인 패널 용접시 PAW는 5분 정도 걸린다. 반면 레이저 용접은 1분 만에 끝낼 수 있다.
레이저 고속 용접 로봇은 레이저 빔을 일정한 간격과 속도로 회전시키는 워블(Wobble), 초점 위치를 변경하는 디포커싱으로 넓은 비드(bead, 용접살)폭을 생성할 수 있다. 레이저 변위 센서를 내장해 굴곡진 용접 위치도 자동으로 찾을 수 있다.
업계에서는 숙련된 용접 기능인력 확보가 어려워지고 PAW는 생산성 향상에 한계가 있어 새로운 용접 기술 개발이 필요했다.
SDG뉴스 임명재 기자