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선박과 해양플랜트 구조물, 어떤 상황에서도 안전성 유지하는 기술 상업화 ‘초읽기’
2020년 03월 05일 (목) 12:37:54 최선영 기자 csy@newsmaker.or.kr

대한민국 조선업의 불경기가 긴 터널을 지나 꽃길을 걷고 있다. 국내 조선업 수주량이 2년 연속 세계 1위를 달성하며 조선업 경기가 되살아나기 시작했다. 조선업이 살아나면 고용시장과 지역경제도 훈풍이 불 수 있다. 각고의 노력으로 되찾은 경쟁력을 유지하고 더 발전하려면 실수를 용납할 수 없다. 특히 조선업 현장은 한 치의 오차도 없이 안전해야 한다. 지난해 말 대우조선은 미국으로부터 해양플랜트 수주를 받았다. 무려 5년 만의 일이다. 이럴 때일수록 해양플랜트의 기본인 해양구조물 기술력 강화가 필요하다.

최선영 기자 csy@

국내외 선박 및 해양플랜트 분야의 전문학술지 편집위원 및 국가 과학기술 기획위원 등으로 활약하고 있는 부산대학교 선박해양플랜트기술연구원·조선해양공학과 서정관 교수는 전 세계가 주목하는 연구 결과를 발표했다. 그는 ‘박판구조물의 열변형 특성을 고려한 위험도 기반 손상평가 및 제어기술 개발’ 연구를 통해 선박, 해양, 육상구조물의 널리 쓰이는 박판구조물 제작공정 중에서 필요한 다양한 열공정(용접)에 의한 비선형 변형 현상을 평가/예측하는 기술을 개발했다. 서 교수는 열변형된 구조가 운영 중에 발생할 수 있는 화재, 폭발 등 고위험 사고에 노출될 때 해당 구조의 손상특성을 규명하고 이를 통한 제어기술을 개발했다고 밝혔다. 석유·가스를 취급하는 구조물·설비는 공정 및 운송·저장 중에 화재, 폭발 등 큰 사고에 노출돼 있다. 고도의 과학기술적 안전대책과 안전설계가 필요하다. 서 교수는 선박 및 해양구조물에서 무게 및 경제성 등으로 사용하는 박판(Thin wall plate) 구조를 제어하는 방법을 연구 중이며 현재 실용화 단계에 접어들었다.

▲ 서정관 교수

생생한 현장 중심 연구로 탄생한 기술력    
해양구조물은 극지저온, 부식, 마찰, 파도, 바람 등 설치 위치에 따른 환경 하중과 공간상의 제약조건이 있어 아파트처럼 적층식(Stacking) 구조물의 형태를 갖췄다. 부산대학교 선박해양플랜트기술연구원·조선해양공학과 서정관 교수는 화재, 폭발, 중량물 낙하에 대한 위험도를 계량화하고 실용화하는 작업에 착수했다. 그는 열변형에 취약한 박판 구조로 인한 화재사고에 대한 구조손상을 연구해 구조물의 위험도 기반 인명·재산·환경 측면에서의 ‘안전’을 확보하는 목적지향융합형 연구를 수행했다. 선박 및 해양구조물의 제작환경에서 구조 단위, 설계/설치환경, 운영환경, 사고환경 등에서 발생하는 다양한 불확실성을 상호 긴밀한 ‘안전성’이라는 연결고리를 통해 수치적으로 규명한 것이 서 교수 연구의 특징이다.
“실제 산업계에 기술적으로 활용할 수 있는 단계까지 연구가 진행됐습니다. 다양한 위험 물질을 취급하는 화학공장, 육상발전소, 충전소 등에서 즉시 활용이 가능한 기술입니다. 일상생활에 노출된 위험 물질 설비에 적용 가능하며 사회적 불안감이 해소될 것으로 기대됩니다.”
연구를 수행하며 제작 현장에 파견된 연구원들이 습득한 자료가 의미 있게 쓰여 즉시 기술적으로 해결이 가능한 3건의 현장적용기술이 탄생했다. 내부의 검증단계를 거쳐 현재 국내 조선소 생산제어기술에 반영됐다.
이외에도 그는 대체 에너지원인 무탄소(수소)에너지를 이용한 미래 선박에 대하여 사고 안전기준기술개발을 개발하고 있다. 수소는 친환경적 에너지가 분명하지만, 국내외에서 화재 폭발사고가 터져 향후 수소선박 산업에서 발생하는 다양한 사고를 예방하고 피해를 낮추는 기술 선점이 시급해졌다. 현재 그는 국가지원을 받아 관련 기술을 개발하고 있다. 5년 뒤 연구 결과가 발표되면 관련 산업계에 사고 예방 및 피해저감제품 개발의 안전설계기준으로 활용될 것으로 기대된다. 재난사고를 체계적∙과학기술적 방법으로 제어하는 기술을 개발하기 위한 융합연구는 필수다. 수소선박의 누출, 화재, 폭발, 충돌사고에 대한 안전기술을 개발하고자 조선, 해양, 화학, 기계, 재료, 전기 분야 외에도 선박운용, 행정, 법규, 인문, 사회분야 등의 전문가와 융합연구를 통한 안전(Safety) 분야 연구그룹을 통한 연구를 수행하고 있다.

4차 산업시대에 필요한 기술 개발, 융합형 인재 육성이 해답
서정관 교수는 지난 20년간 극지저온, 극저온, 심해저, 충격파 등 극한 환경과 화재, 폭발, 충돌, 좌초 등 사고환경의 하중조건 하에서 운용되는 구조물의 구조 건전성을 평가하고 첨단 실험적 연구 및 해석적 연구의 병행을 통해 신뢰성 있는 수치해석 및 신개념의 설계 및 엔지니어링 기술을 연구해왔다. 지난 10년 동안 ISSC 분과 중 심해저기술(Subsea technologies), 실험기술(Experimental Method) 분과에서 한국대표위원으로 활동하며 선박 해양플랜트 분야 국제 기술교류와 국내외 기관과의 기술 연계·협력을 주도하고 있다. 학자의 면모로도 손색없지만 서 교수는 교육자로서도 열정을 불태우고 있다. 그는 ‘장인기술’ 혹은 한 우물만 파는 연구는 극복하기 매우 어렵다고 강조하며 하나의 주제를 잘 이해하고 다른 분야와 어떻게 연결을 할 수 있을지 생각하고 질문하는 융합형 인재가 돼야 한다고 설명했다. 대학에서 공학을 가르치는 교육자로서 서 교수는 융합형 인재만이 향후 10년, 20년 또는 그 이후에 새로운 시대의 새로운 기술키워드가 유행해도 능수능란하게 당시대의 고민기술 해결할 수 있다고 믿는다. 그는 학생들을 다가올 미래 세상에 필요한 기술을 개발할 능력을 보유할 수 있도록 융합형 인재로 육성하고 있다. 대학에서 공학을 가르치는 교육자로서 세운 계획을 실행하는 그의 추진력이 기술 강국 대한민국을 만들 것이다. NM

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