초록 ▼

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
□ 고망간강 용접기술과 인발가공기술 및 단조가공기술 개발 등을통해 원가 경쟁력, 안전성 및 건전성이 확보된 조선해양플랜트적용 극저온용 고망간 SAW용접강관, 정밀인발강관 및 플랜지 제조기술 개발
○ 중대구경 후육 고망간 SAW용접강관 개발(10, 16, 20인치):
- 강관 용접부 극저온(-196℃) 충격에너지 41J이상, 인장강도 690 MPa이상, 외경 10인치 이상, 두께 10mm 이상 중대구경 후육 고망간 SAW용접강관 개발
○ 소구경 박육 고망간 인발강관 개발(3,

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
□ 고망간강 용접기술과 인발가공기술 및 단조가공기술 개발 등을통해 원가 경쟁력, 안전성 및 건전성이 확보된 조선해양플랜트적용 극저온용 고망간 SAW용접강관, 정밀인발강관 및 플랜지 제조기술 개발
○ 중대구경 후육 고망간 SAW용접강관 개발(10, 16, 20인치):
- 강관 용접부 극저온(-196℃) 충격에너지 41J이상, 인장강도 690 MPa이상, 외경 10인치 이상, 두께 10mm 이상 중대구경 후육 고망간 SAW용접강관 개발
○ 소구경 박육 고망간 인발강관 개발(3,4,6인치):
- 강관용접부 인장강도 690 MPa 이상, 외경 10인치이하, 두께 10mm 이하 소구경 박육 고망간 인발강관 개발
○ LNG 수송선/동력선 및 조선해양플랜트 적용을 위한 현장적용 기술 개발
- 극저온(-196℃) 충격에너지 41J이상, 인장강도 690 MPa 이상 고망간 단조플랜지 개발 (6, 10, 20인치)
- 강관연결부 극저온(-196℃)충격에너지 41J이상,인장강도 690 MPa 이상

□ 개발내용 및 결과
○ 20인치 16인치 10인치 고망간 SAW 용접강관 개발완료
- 20인치 16인치 10인치 롤벤딩 제어기술 개발 및 적용
- 20인치 16인치 10인치SAW 용접기술 개발 및 강관개발
- 강관 용접성 평가 및 미세조직/기계적 특성 평가완료
○ 3인치 4인치 6인치 고망간 인발강관 개발완료
- TIG 인발모관 용접기술 개발 및 강관 개발완료
- 3인치 4인치 6인치 인발강관 성형해석 및 성형기술 개발을 통한 인발강관 개발완료
- 인발강관 미세조직 및 기계적 특성평가 완료
○ 현장적용기술 개발
- 6인치 플레이트 플랜지 개발완료
- 20인치 SAW 용접강관 이음용접 기술 개발완료
- 20인치 SAW 용접강관 유닛 현장적용 테스트완료
- 10인치 넥 플랜지 개발완료
- 6인치 인발강관 유닛 현장적용 테스트완료
- 고강도용 용접재료 개발 완료 (630MPa,660MPa,690MPa급)
- 현장용접기술개발의 완료 (용접자세별,GTAW)
- LNG선박에 사용하기 위한 pilot test완료

□ 기술개발 배경
- LNG선박등에 사용되는 배관재로는 기존에 ERW로 제작된 사례가 있었으나 오스테나이트계를 ERW 강관제작을 통해 배관용으로 사용한 사례가 전무함. 오스테나이트계인 고망간 강관의 제조는 SAW로 제작되어야함.
- 원자재인 고망간 소재는 핫코일의 경우에 두께 하한치가 있으므로 TIG방식으로 제조한 후 인발해야 하는 과정이 필요함.
- 인발용 소재로 TIG용접관을 사용한 사례가 전무하여 기술개발이 필요하며 열처리등을 필요로 하는 부분에 있어서도 연구사례가 전무하여 기술개발을 하게 되었음.
- LNG선박용 극저온강관의 경우에 다양한 사이즈의 파이프가 요구되기 때문에 이들의 수요를 분석하여 보니 3인치이상에서 20인치까지 다양하였음. 이에따라 외경이 큰 경우에 SAW 용접관을 제작하고 외경이 작은 경우 인발관으로 제조하여 공급하는 방안을 구상하게 됨.

□ 핵심개발 기술의 의의
- 이전기술로 고망간 ERW강관이 제작된바 있었으나 25%고망간의 경우 매우 강도가 높기 때문에 ERW강관제작 라인에서 제조가 어려운 기술임. 즉 자동라인에서 생산되는 ERW방식은 매우 속도가 빠르기 때문에 절단라인에서 절단하는 기술이 없음. 라인을 반드시 세우고 절단해야함. 또한 대기중에서 용접하기 때문에 용접 산화물로 인해 용접품질을 확보할 수 없었음. 오스테나이트는 ERW 제조방식으로 배관용으로 사용한 예가 전세계적으로 없었으므로 SAW용접방식이나 TIG용접방식이 가능함.
- SAW방식의 성형방식은 외경이 작을수록 제조가 난해함. 이는 외경이 작을수록 성형이 어려워지며 용접도 매우 어렵게 됨. 이에따라 년차별 목표를 외경 사이즈의 축소로 잡아 연구를 진행한바 있음.
- 인발강관의 경우에는 외경이 클수록 인발이 어려워지는 경향이 있으며 일반 스테인리스강은 열처리를 반드시 해야 하는데 TIG 및 인발에서 사용되는 열처리 부분에 대한 고망간재질의 연구가 전무하여 2차가공의 열처리부분에 대한 명확한 규명을 위한 연구가 반드시 필요하였음.
- 현장적용성 평가에서는 파이프와 파이프를 연결하는 원주용접에 대한 연구가 전무하여 본 기술개발을 통해 기술을 확보 하였음.
- 관 양단에 부착되는 플랜지의 경우에 있어서도 열처리가 기본적으로 행해져야 하는 과정에서 원자재 메이커에서는 이러한 2차 가공인 단조문제에 대해 평가가 진행된바 없었음
- 모재의 강도가 매우 높은 상황에서 용접재의 개발이 이를 따르지 못한 상황임. 이에 용접재의 년차별 강도 확보가 중요 하였으며 수요가의 요구에 적합한 수준의 강도를 확보하였으나 여전히 모재에 못 미치는 언더매칭의 용접부를 가지게 됨.
- 매우 강도가 높은 고망간 소재의 상업라인 확보기술도 필요 하였으며 이는 절단 ,성형, 용접등에서 생산라인의 상업화를 위한 연구도 활발히 전개하였음.
- 최종수요가의 사용여부를 판단하기위한 파이롯트 시험을 실시하여 LNG선박등에 사용하기 위한 기초시험을 완료하였음
- 세계최초로 고망간 파이프가 개발되어 선박등에 장착시 간접수출의 기회가 발생할 수 있음.
- 극저온용에 사용되는 플랜트 설비중 특별하게는 LNG선박의 배관망에 사용되어지는 모든 사이즈의 강관을 공급할 수 있게 되었다는 점이 본 과제가 이루어낸 성과이자 의의라고 판단됨

□ 적용 분야
- 조선해양플랜트 산업에 사용되어지는 극저온용 배관망
- LNG 저장 및 운송 선박용 극저온 배관시스템

(출처 : 초록-3. 개발결과 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 14
• 제 1 장 서론 ... 15
• 제 1 절 과제의 개요 ... 15
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 17
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 17
• 제 2 절 정량적 목표 항목의 평가방법 및 평가환경 ... 19
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 21
• 제 4 절 수행결과의 보안등급 ... 49
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 49
• 제 3 장 결과 ... 50
• 제 1 절 연구결과 최종결과 ... 50
• (1) 연구개발 추진 일정 ... 50
• (2) 연구개발 추진 실적 ... 51
• (3) 결론 ... 198
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 199
• (1) 기술개발 편성도(1,2차년도) ... 199
• (2) 기술개발 편성도(3,4차년도) ... 200
• 제 3 절 R&D 도전과 배움 ... 201
• 1. 기술관련 ... 201
• 2. 시장관련 ... 203
• 3. 정책규제관련 ... 204
• 제 4 절 고용창출효과 ... 206
• 제 5 절 자체보안관리 진단표 ... 207
• 제 6 절 안전관리이행현황 ... 208
• 제 4 장 사업화 계획 ... 211
• 제 1 절 시장현황 및 전망 ... 211
• 제 2 절 사업화 계획 ... 212
• 1. 생산계획 ... 213
• 2. 투자 계획 ... 215
• 3. 사업화 전략 ... 216
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 219
• 부록 : 평가항목 시험성적서 ... 220
• 끝페이지 ... 232