복합소재 데크로 강선 선박 흘수 45% 저감, 효율성 대폭 향상

SAERTEX가 조선소 넵툰 베르프트(Neptun Werft)와 복합소재 상부구조물로 강철 대비 45% 경량화한 리버 크루저 건조. 출처 | SAERTEX

이 블로그는 2019년 12월 특집 기사 '복합소재로 선박 경량화 장벽 허물기'의 사이드바입니다.

복합소재 소재 공급사 SAERTEX(독일 자르벡)는 2014년 넵툰 베르프트(독일 로스토크)와 협력해 길이 110m, 폭 11.4m 리버 크루즈 선박 경량화로 운항 시즌 연장을 목표로 했습니다. "일부 달에 강 수심이 낮아진다"며 "흘수를 1cm 줄이려면 11톤 감량 필요"하다고 SAERTEX LEO 내화(FR) 제품 응용 서비스 R&D 총괄 요르그 분커(Jörg Bünker)는 설명합니다. "수선 위 모든 것을 강철에서 복합소재로 대체했다. 목표 45% 경량화 달성했다."

LEO 소재 공급(불연속 섬유(NCF) 보강재 + FR 폼 코어 + 수산화알루미늄 충전 또는 인튜머슨트 코팅, 「무게 증가 없이 내화 성능 확보」 참조) 외에 조선소와 설계 개발과 시연 부품 제작도 협력했습니다. "유리섬유 강화 준등방성 라미네이트 페이스킨과 FR 변형 SAERfoam(폴리이소시아누레이트 폼 코어 사이 유리섬유 복합소재 연결부)을 LEO로 채택했다"며 "SAERfoam 연결부가 화재 시 구조 저항성과 잔여 물성 확보에 유리하다. LEO 복합소재로 강철 대비 추가 단열재(온도·소음) 불필요해 대폭 경량화된다"고 분커는 설명합니다.

라인 강 항행 중앙위원회(CCNR, 프랑스 스트라스부르, 유럽 내수로 관장) 설계·건조 승인에 2년 소요되었습니다. "당국이 연 2회만 회의해 장기화됐다"며 "초안 후 데이터 수집과 화재 시험 지시받아 차기 회의 제출. 조인트도 이슈였다. 패널 간 조인트에 방화 단차 추가하고 복합소재-복합소재, 복합소재-강철 조인트 화재 성능 입증 필요했다"고 부연합니다.

목업 제작도 난제였습니다. "복합소재 공장 제작은 쉽지만 조선소 환경 제작은 어렵다. 하지만 당국 설득에 필수적이었다. 직접 제작 현장 보고 완제품 위를 걸어봐야 했다." 승인은 해당 선박 특정 설계·시험 기반 맞춤형이었습니다. 승인 후 복합소재 제작은 신속했습니다. 최종 구조물(선데크 지칭) 1,000m² 이상 레진 인퓨전 복합소재 패널, 탭핑과 본딩으로 조립.

분커는 "조선소가 많은 지식 습득, 가능성 인식 확대됐다"며 양사 추가 프로젝트 진행 중이라고 전했습니다. SAERTEX는 독일 국가 AERONAUT 프로젝트 공급사로, 선박 상부구조물 풍저항 저감/기류 최적화로 연료 소비·온실가스 감축 목표. "다른 내수로 선박 데크하우스에 윈드스크린/스포일러 추가 작업 중"이라며 "부품은 선데크보다 작지만 신규 설계에 강철 동등성 입증 위해 동일 작업 필요. 이 때문에 FIBRESHIP, RAMSSES 같은 복합소재 전용 패스트트랙 승인 프로세스 구축 작업도 지원 중"이라고 설명했습니다.