초록 ▼

핵심기술
- LNG 운반선에 사용되는 고가의 STS 304L 소재를 대체하기 위해 Ni 및 Cr을 저감하고, C 및 Mn 함량을 증가시켜 강도 및 저온 충격 인성 확보
- 성형 및 용접기술을 확보하고, 배관재 및 피팅, 벤딩, 방청기술을 개발하여 제품의 신뢰성을 확보
- 고망간강 배관재의 절단성, 가공성, 도장성 및 용접성에 대한 요소기술 정립
- 배관시스템 Pilot 설계 및 제작후 가압성능 평가 기술
- 극저온 피로특성 평가 및 금속학적 분석 기술

최종목표
< LNG배관용 STS 30

핵심기술
- LNG 운반선에 사용되는 고가의 STS 304L 소재를 대체하기 위해 Ni 및 Cr을 저감하고, C 및 Mn 함량을 증가시켜 강도 및 저온 충격 인성 확보
- 성형 및 용접기술을 확보하고, 배관재 및 피팅, 벤딩, 방청기술을 개발하여 제품의 신뢰성을 확보
- 고망간강 배관재의 절단성, 가공성, 도장성 및 용접성에 대한 요소기술 정립
- 배관시스템 Pilot 설계 및 제작후 가압성능 평가 기술
- 극저온 피로특성 평가 및 금속학적 분석 기술

최종목표
< LNG배관용 STS 304L 대체용 고망간강 열연재 제조기술 개발 >
- 강도 및 극저온 인성 확보를 위한 최적 합금설계
- 두께와 폭을 고려한 최적 강대 압연조건 도출
- 열연 소재 품질에 미치는 열처리 조건의 영향 규명
- 열연 소재 품질특성 평가(Global standard화 검토: 2세부)

< 고망간강 배관재 및 Fitting 부품 제조기술 개발 >
- Roll forming(R/F) 및 Fitting 성형기술 개발
- 용접공정별 적정 Filler 선정 및 Plasma/TIG 용접기술 개발
- 고망간강 열연 ERW 제조기술 개발
- 배관재 Bending 기술
- 고망간 배관재 방청 기술
- 극저온용 고망간강 소재 및 부품과련 KS 규격(안) 3종 제안
(소재,피팅,강관)

< LNG용 배관라인 및 Pilot 제작기술 개발 >
- 파이프 및 피팅 동종 소재의 Girth 용접기술 개발
- 파이프 및 피팅 이종 소재의 Girth 용접기술 개발
- 고망간강 파이프 및 피팅 설계기술
- LNG용 배관라인 Pilot 제작 후 상용화 평가 기술

개발내용 및 결과
< LNG배관용 STS 304L 대체용 고망간강 열연재 제조기술 개발 >
- 고가의 오스테나이트 안정화 원소인 Ni 및 Cr을 저감하는 대신, C 및 Mn 함량을 증가시켜 극저온에서의 적층결함에너지 증가 및 마르텐사이트 변태 온도를 낮춤.
- –196℃의 극저온에서 소성 변형을 가하여도 마르텐사이트 변태 없이 오스테나이트 상을 안정적으로 확보하여 저온 충격 인성 향상 가능
- 적절한 적층결함에너지 형성으로 소성 변형시 쌍정 변형에 의한 높은 가공 경화로 저온에서 항복강도 및 인장강도 증가에도 불구하고 높은 연신율 확보 가능

< 고망간강 배관재 및 Fitting 부품 제조기술 개발 >
- 판재 Fitting 제조조건 최적화
- 400A 고망간 강관 성형 및 용접기술 개발
- 고망간 기계가공 기술 및 양산 제조공정 확립
- 대구경 고망간 강관 벤딩기술 개발 및 시제품 표준화 준비
- 고망간강 내식성 확보를 위한 SST72hr,VOC함량 5% 미만 친환경 처리용액 기술 개발
- 고망간 열연 ERW용 강관 생산성 향상 기술 개발
- 최종 개발 배관재 시제품의 품질평가기술 및 표준화 연구
- 고망간 강관 용접품질 최적화를 위한 용접결함 및 크렉제어 기술연구
- 고망간 파이프 및 피팅류 제조공정 최적화 및 부품/공정 신뢰성확보

< LNG용 배관라인 및 Pilot 제작기술 개발 >
- 수동 및 반자동 용접부 인장강도 목표달성 완료
- 수동 및 반자동 용접부 극저온 충격인성 목표달성 완료
- Pilot 제작 및 극저온 가압시험 15bar 이상 달성 완료
- 동종 및 이종 용접부 극저온 피로특성 평가 완료

기술개발 배경
- 기존 LNG 선박용 배관시스템의 소재는 대부분 고가의 오스테나이트계 스테인레스강을 사용하고 있어 제조단가가 높은 단점이 있음.
- 고망간 소재는 소재원가 관점에서 기존 STS 304L대비 절반가량의 원가절감이 가능함. 또한 STS 304L보다 더 우수한 강도, 연신율, 극저온충격에너지를 모두 만족시킬 수 있다는 점에서 최고의 미래 LNG배관용 후보소재라고 할 수 있음. 또한 저가형 국산소재 개발로 국내 LNG 운반선의 경쟁력 강화가 가능함
- 포스코에서 개발한 원가절감형 고망간강을 이용하여 극저온 고망간강 배관시스템의 현장적용 기술을 확보함으로써 낮은 제작단가에 의한 대외경쟁력 확보

핵심개발 기술의 의의
- 본 과제에서 개발한 강재는 신규로 개발한 강재이며, 제강/연주/압연 등의 전 공정을 최적화하는 것이 필요. 또한 해외 기술의 도입이 없이 순수 국내 기술만으로 개발하였으며, 향후 해외 기술 수출도 가능할 것으로 판단됨.
- 고망간 열연 소재는 다양한 파이프 소재 중 최고의 제조기술력이 요구되기 때문에 고부가가치 제품이 될 수 있으며, 고강도와 극저온인성을 만족시킨다는 점에서 관련 기술개발이 극지방 재료연구나 다른 액화가스수송용 강관산업과도 연관되어 좋은 기술참고자료로 활용될 수 있음
- 고망간강 배관재 및 Fitting 부품 제조 기술개발 사업을 통하여 국내 독자 기술로 개발 될 고망간강 소재, 배관재, Fitting류 및 기타적용 제품 개발과 동시에 국내·외 표준화 선행연구를 병행하여 고망간강의 관련 전방산업과의 연계를 통한 시장 선점 및 확대 목적
- 고망간강은 우수한 극저온 소재특성을 유지하기 위해 Mn과 C 원소를 첨가하여 오스테나이트 조직으로 구성된 소재임.
- 이러한 고망간강의 합금설계로 인하여 배관시스템의 현장제작성 측면에서 검증이 필요하였음.
- 따라서, 본 기술은 고망간강 배관재를 대상으로 절단성, 가공성, 도장성 및 용접성과 같은 현장 제작시 필요한 요소기술 정립은 물론 배관시스템 Pilot 설계 및 제작후 가압 성능 평가와 극저온 피로특성 평가를 구조물의 건전성과 내구성을 고려해 개발되었다는 점에서 큰 의의가 있음.

적용 분야
- 조선 및 플랜트 산업분야 배관 부품 및 Fitting 제품
- LNG 저장 및 운반 선박용 극저온 배관시스템 및 Fitting 제품

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 17
• 제 1 장 서론 ... 18
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 18
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 23
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 23
• 제 2 절 평가 방법 ... 25
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 27
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 39
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 39
• 제 3 장 연구결과 ... 40
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 40
• (1) 연구개발 추진 일정 ... 40
• (2) 연구개발 추진 실적 ... 41
• (3) 결론 ... 106
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 107
• 제 3 절 자체보안관리진단표 ... 109
• 제 4 장 사업화 계획 ... 110
• 제 1 절 시장현황 및 전망 ... 110
• 제 2 절 사업화 계획 ... 111
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 114
• 끝페이지 ... 115