초록 ▼

핵심기술
1. 200~500 Bar의 고압에서 사용할 수 있는 비용접 배관성형 장치 설계 및 제작 기술
2. 배관 종류별 성형 지그류 설계 및 제작 기술, 고압배관 신뢰성 시험설비 제작, 고압배관용 필수 Accessary 제작기술

최종목표
1. 볼트체결형 방식으로 고압 배관을 제작할 수 있는 압축성형 배관성형 장치의 설계 및 제작
2. 배관성형용 지그류 설계 및 제작(Clamp Jaw 5종, Forming 6종)
3. 배관자재, 유니온, 성형링 등 부대 부품을 국내산 대체
4. 성형배관의

핵심기술
1. 200~500 Bar의 고압에서 사용할 수 있는 비용접 배관성형 장치 설계 및 제작 기술
2. 배관 종류별 성형 지그류 설계 및 제작 기술, 고압배관 신뢰성 시험설비 제작, 고압배관용 필수 Accessary 제작기술

최종목표
1. 볼트체결형 방식으로 고압 배관을 제작할 수 있는 압축성형 배관성형 장치의 설계 및 제작
2. 배관성형용 지그류 설계 및 제작(Clamp Jaw 5종, Forming 6종)
3. 배관자재, 유니온, 성형링 등 부대 부품을 국내산 대체
4. 성형배관의 고압테스트 신뢰성 시험 체계 구축
5. 압축성형기 국산화 및 수요개발로 국내 성형/확관 비용접배관 적용 시장확대
6. 개발장비 및 성형배관의 공인 성능 시험
7. 고압배관 내압성능의 이론적 예측
8. 논문 1편, 특허출원 1편

개발내용 및 결과
1. 제품에 대한 기술적인 원리
- 600~800Bar의 고압으로 탄소강관을 가압하고 냉간가공하여 성형함
- 기존기술에서 용접으로 배관을 연결하는 방법을 개선하여 성형배관 양측을 Bolt, Nut와 고압 O-ring으로 체결하여 연결하는 간단한 방법으로 내압성능 구현
- 고강도의 탄소강관의 성형을 위한 고강도 Clamp Jaw와 Forming Pin을 배관 종별로 제작 및 검증
- 성형배관의 내압성능 신뢰성 확보 및 관련 장치제작
- 성형배관의 성능을 이론적으로 예측하고 이를 시험을 통해 검증함으로써 고객의 신뢰성 대응 체계 구축

2. 연구내용
- 성형장치 고유모델 설계 및 부품, 소재 국산화 개발
- 수입 장비의 불필요 요소 삭감 및 간소화로 장비 범용성 확대
- 총 64종에 이르는 수입 성형지그 개선으로 고객의 구입비용 감소
- 1,000bar까지 내압 성능 시험 장치를 완비하여 성형배관의 신뢰성을 현장에서 시연할 수 있도록 함.
- 성형배관의 내압성능의 이론적 예측과 실증 시험을 비교하여 이론적 예측값이 상당한 신뢰성을 가지고 있음을 확인하고 이러한 기반연구를 통하여 내압성능이 요구되는 요소 설계의 응용 가능성을 넓힘.
- 개발 결과를 공인시험 평가, 논문제출, 특허출원을 통해 신뢰성, 권리 확보

기술개발배경
- 2015년 포스코 포항 Transfer Car Line의 용접배관 고압라인의 누유사고와 이를 비용접으로 대체 설치한 실적을 토대로 하여 배관을 성형 할 수 있는 장치의 국산화를 추진
- 배관 성형장치는 독일(GS-Hydro), 미국(Parker)등의 선진국에서 제작되어 왔으며, 특히 압축성형배관은 선박용 엔진라인에서 주로 사용되어 왔음.
- 국내에서는 철강공장의 고압배관라인 노후화로 인하여 사용수요가 점차 발생하고 있으며 포항지역에서 현재는 광양제철소에서도 배관라인 교체 수요가 발생하고 있음
- 현대제철 당진 공장, 국방과학 연구소 등지에서도 고압배관과 관련한 설명회와 상담을 통하여 수요확인
- 2018년부터 포스코 계열사 포스코엠텍의 신규 배관 라인을 비용접 방식으로 적용하는 시도가 포항을 시작으로하여 광양제철에서도 시도 되고 있음.
- 최근 수소경제가 국가적 목표로 설정되면서 수소 공급라인에 적용할 수 있는 가능성을 확인하고 있음. 수소 공급라인은 400Bar이상의 압력배관을 사용하고 있어 적용테스트를 통한 시험적용이 가능할 것으로 예상됨

핵심기술개발의 의의
1. 신규개발(2017년 7~12월, 개발 1년차)
- 2017년 개발 1년차에 수입장비를 모델로 하여 42mm배관 성형이 가능한 장치개발 완료하였으며 1종 성형배관의 내압성능을 확인하였음. 순천대학교의 지원으로 42mm성형배관의 기계적 성능과 유한요소해석 시행하여 2차년도 개발 목표 설정에 활용함.

2. 국산화 모델 개발(2018년 1~12월, 개발 2년차)
- 1차년도 개발품의 성능개선을 통하여 성형배관 10종 제작과 고압시험에 성공하였으며 관련 성형용 Clamp Jaw 5종, Reforming Pin 6종, 배관 종류별로 강도조절이 가능하도록 구동 프로그램 개발을 완료하였음.
- 고유모델 개발을 위하여 수입장비의 문제점을 개선하고 외형을 개선 제작 하였으며 목표중량을 시현함. 수입장비에서 사용하던 고가의 고압변환 Booster를 제거하고 고압펌프를 직렬연결하여 600~800Bar의 가압이 가능하도록 함. 조작의 편이성과 수입장비의 문제점인 다종의 성형지그류를 감소시켜 고객의 부담을 완화할 수 있도록 함. 현장에서 수요가 많은 12~25mm의 배관 성형 전용으로 사용 예정.
- 내압성능 확인을 위한 고압테스트 장치의 개선 제작. 1차년도 200~250Bar 압력 시험용 장치를 1000Bar까지 테스트 가능하도록 개선하여 고압가압시 소성변형 여부를 확인할 수 있도록 함. 순천대학교에서 이론적으로 예측하였던 소성범위(약 800Bar)에 근사하게 가압 시험한 결과 내압성능을 확인할 수 있었음. 목표로 했던 상용압력범위 200~450Bar에서 안전하게 사용할 수 있음을 확인할 수 있었음.

3. 국산화 등
- 유압부품, 고가의 성형지그류, 전기장치, 구동 프로그램을 100% 국산화 적용함. 수입품 적용이 없어서 A/S와 제작원가 절감이 가능하게 되었으며 현장요구에 긴급 대응 할 수 있도록 함.
- 자체설계와 디자인으로 제작하였으며 수입품의 복잡한 운영시스템과 고가의 유압부품, 기계가공품을 최적화 또는 경쟁력 있는 국내산을 적용하여 장치를 개발함. 특히 외경이 동일할 경우 배관의 두께가 변경되면 Reformming Pin을 구매해야 하는 수입장비의 문제점을 개선하여 배관 두께의 변경에도 지그류를 교체하지 않도록하여 고객의 부담을 경감할 수 있도록 개선함.
- 국내산 장치의 제작으로 해외 거래선 홍보를 통하여 기술이전 또는 수출이 가능할 수 있을 것으로 전망함.

적용분야
기계내 배관
제철/석유화학 특수 고압배관
선박/박용엔진 배관

(출처 : 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 지역특화(주력)산업육성 기술개발사업 보고서 요약(초록) ... 3
• 연구개발사업 주요 연구 성과 ... 9
• 목차 ... 12
• 제 1 장 서론 ... 13
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 13
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 14
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 15
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 17
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 17
• 제 2 절 개발 내용 및 개발 범위 ... 21
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 25
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 25
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 25
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 26
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 65
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 계획 ... 66
• 1. 국내·외 시장 규모 ... 66
• 2. 시장진입 전략 ... 66
• 3. 경쟁 대처 방안 ... 67
• 4. 기술경쟁력 확보 전략 ... 68
• 5. 생산, 설비투자, 마케팅 등에 대한 추진전략 ... 68
• 6. 사업화에 따른 수익성 분석 ... 69
• 별첨1 성과활용현황 및 계획 ... 71
• 별첨2 성실이행 서약서 ... 75
• 별첨3 자체보안관리진단표 ... 76
• 끝페이지 ... 77