수중 용접(Underwater Welding) 커리어 가이드: 필수 기술, 교육 과정, 연봉 정보

수중 용접(Underwater Welding)이란?

수중 용접은 용접자가 물속에 잠긴 상태에서, 종종 높은 기압 환경에서 수행됩니다. 이는 다양한 도전 과제를 안겨주며, CDA 테크니컬 인스티튜트(구 상업 다이빙 아카데미)에서 가르치는 전문 기술과 엄격한 훈련이 필요합니다.

열악한 조건과 본질적 위험성(습식 용접이라고도 함) 때문에 다이버는 매우 엄격한 기준과 고도로 전문화된 교육을 통해 훈련받아야 합니다.

고압 용접(hyperbaric welding)은 높은 압력에서 용접하는 공정으로, 보통 수중에서 수행됩니다. 고압 용접은 물속에서 직접(습식) 하거나, 특수 제작된 양압 챔버 내부 건식 환경에서 할 수 있습니다.

건식 환경에서 수행하면 '고압 용접', 습식 환경에서는 '수중 용접'이라 부릅니다. 고압 용접은 선박, 해양 유정 플랫폼, 파이프라인 수리 등에 다양하게 활용되며, 강철이 가장 흔한 용접 소재입니다.

고품질 용접이 필요할 때는 건식 용접을 선호합니다. 사전/사후 열처리 적용 등 조건 제어가 용이하기 때문입니다. 이러한 환경 제어 향상은 공정 성능 향상과 습식 용접 대비 월등히 높은 용접 품질로 직결됩니다. 따라서 초고품질 용접이 필요하면 건식 고압 용접을 주로 채택합니다.

최대 1,000m(3,300ft) 깊이에서의 건식 고압 용접 연구가 진행 중입니다. 일반적으로 수중 용접 무결성 검증은 어렵지만(각종 비파괴 검사로 가능), 특히 습식 수중 용접은 결함이 용접 표면 아래에 있으면 검출이 어렵습니다.

참고: 용접(Welding)

수중 용접은 습식 용접(wet welding)과 건식 용접(dry welding) 두 가지 방식으로 수행됩니다.

습식 용접 (Wet Welding)

습식 용접은 다이버가 물속에서 직접 용접하는 방식입니다. 특수 설계된 용접봉을 사용하며 일반 용접과 유사한 공정을 따릅니다.

습식 용접의 장점:

• 저렴하고 빠름
• 높은 인장 강도
• 용접 부위 접근 용이
• 챔버(habitat) 불필요
• 시설 건설 불필요

건식 용접 / 고압 용접 (Dry Welding / Hyperbaric Welding)

수중 용접의 또 다른 방식은 고압 용접 또는 건식 용접입니다. 용접 대상 구조물 주위를 챔버로 밀봉하고, 가스(보통 헬륨-산소 혼합물 또는 아르곤)를 채워 물 밖으로 밀어내 건식 환경을 만듭니다.

건식 용접의 장점:

• 용접자/다이버 안전 확보
• 더 높은 용접 품질
• 수면 모니터링 가능
• 비파괴 검사 가능

수중 용접은 어떻게 작동하나?

용접-다이버들이 작업을 수행하는 데는 놀랍게도 여러 방식이 있습니다. 과제 부여 후 프로젝트 매니저와 전문 용접-다이버가 필요에 가장 적합한 수중 용접 유형을 선택합니다. 구체적 용접 공정은 아래를 참조하세요.

1. 습식 용접 (Wet Welding)

대부분의 경우 다이버들은 실드 메탈 아크 용접(SMAW) 또는 '스틱 용접(stick welding)'을 사용합니다. 습식 용접에서 가장 비용 효율적이고 범용적인 방법이기 때문입니다. 이 방식에서는 전극과 피용접 금속(스테인리스강, 알루미늄 등) 사이에 아크를 발생시켜 용접합니다.

용접-다이버는 전극을 깨끗이 유지해야 합니다. 용접 부위 도달 후 주변 장애물이나 안전 위험 요소를 확인한 뒤 용접을 시작합니다.

준비가 되면 전극을 대상 표면에 대고 팀에 신호하여 전류를 켭니다. 직류(DC)로 300~400암페어의 전기가 흐릅니다.

다이버가 감전되지 않는 비결은 전극 플럭스(피막)가 만드는 두꺼운 기체 기포층입니다. 이 기포층이 용접부를 덮어 전기를 물, 부식성 가스, 산화 화합물로부터 차단합니다. 직류(DC)를 쓰는 이유도 교류(AC)보다 수중에서 안전하고 효과적이기 때문입니다.

기타 습식 수중 용접 공법:

• 플럭스 코어드 아크 용접(FCAW): 연속 공급되는 필러 메탈/전극으로 니켈 합금, 주철 등을 용접.
• 마찰 용접(FW): 재료 용융 대신 높은 마찰열로 금속이나 열가소성 수지를 접합.

2. 건식 용접 (Dry Welding)

앞서 언급한 대로 건식 용접 또는 해비타트 용접은 하이퍼바릭 챔버를 사용하지만 기본 용접 공정은 동일합니다. 용접 대상 구조물 주위에 씰을 만들고 연결 호스로 물을 배출하며 헬륨-산소 혼합가스 등으로 채웁니다.

모든 물을 빼낸 후 하이퍼바릭 챔버를 작업 깊이에 맞게 가압하여 감압병을 예방합니다.

사용할 기법은 챔버 크기에 따라 달라집니다. 용접-다이버가 선택하는 4가지 건식 용접 방식:

• 압력 용접(Pressure Welding): 약 1기압(해수면 압력과 유사)의 압력 용기 내부에서 작업.
• 해비타트 용접(Habitat Welding): 작업 깊이에서 외부 압력(주위 압력)과 같은 작은 방 크기 챔버 사용. 용접-다이버 입장 전 챔버가 주변 물로 물을 밀어냄.
• 드라이 챔버 용접(Dry Chamber Welding): 용접-다이버가 챔버 아래에서 들어가 머리부터 어깨까지 덮임(다이빙 장비 착용).
• 드라이 스팟 용접(Dry Spot Welding): 사람 머리 크기의 투명 소형 챔버 사용. 용접 부위에 챔버를 놓고 전극을 챔버 안으로 넣으면 편리하게 씰링됨.

실드 메탈 아크 용접(SMAW)과 플럭스 코어드 아크 용접(FCAW)도 건식 수중 용접에 쓰이며, 추가로 다음 공법도 흔히 사용됩니다:

• 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW/TIG): 소모되지 않는 텅스텐 전극 사용. 열과 아크로 스테인리스강, 알루미늄 등 용접.
• 가스 메탈 아크 용접(GMAW/MIG): 다양한 금속 이송 방식이 특징. 용접건을 통해 실딩 가스가 전극 주위를 흐르며 알루미늄 등 비철 금속 용접.
• 플라즈마 아크 용접(PAW): 아크를 수축시켜 고속 플라즈마와 고열 발생. 스테인리스강, 알루미늄 등 용접.

대형 하이퍼바릭 챔버 내 심해 장거리 용접 시 용접-다이버들은 보통 2인 1조로 작업합니다. 챔버를 용접 부위까지 내리고 가스를 채운 후, 다이빙 벨로 같은 깊이까지 내려가 챔버로 헤엄쳐 들어가 6~8시간 교대 근무로 용접을 수행합니다.

수중 용접 연봉은 얼마나 되나?

수중 용접은 배우는 데 시간은 적게 걸리지만 숙달하려면 수년이 걸립니다. 많은 수중 용접사가 다이빙 스쿨에서 시작해 빨리 현장에 투입되려 합니다.

상업 다이버들과 글로벌 통계에 따르면 평균 수중 용접 연봉은 연 53,990달러(시급 25.96달러)입니다. 다만 대부분 연봉 범위는 25,000~80,000달러 사이입니다. 상위 10%는 83,730달러, 하위 10%는 30,700달러를 받습니다.

다이빙 경력이 수중 용접사 연봉의 가장 큰 결정 요인입니다. 근무 지역이 두 번째입니다.

일부 상업 다이버의 수중 용접 연봉은 연 300,000달러 이상에 달하기도 합니다.

왜 연봉 격차가 큰가?

대부분 수중 용접사는 시간당 또는 프로젝트 단위로 급여를 받습니다. 조 다이버(Joe Diver)는 큰 계약 하나로 몇 달 만에 30,000달러를 벌 수 있지만, 이후 5개월간 다음 일감을 찾지 못할 수도 있습니다.

다이버 용접사 소득에 영향을 주는 주요 요인:

• 경력
• 자격증
• 작업 환경
• 작업 깊이
• 다이빙 방식
• 수중 용접 장비
• 해안 거리
• 초과근무
• 기타 요인

모든 요인이 높은 급여, 시장성, 커리어 기회로 이어지는 큰 방정식의 일부입니다.

하지만 이 직업에 열정을 가지려면 어디까지 갈 수 있는지 알아야 합니다.

1. 내수면(Inland) 소득

지역 연못, 강, 호수에서 일하면 약 40,000~80,000달러를 벌 수 있습니다. 주요 작업은 부두, 교량, 댐, 소형 선박입니다.

내수면 용접 다이버는 해양(오프쇼어) 동료만큼 벌지 못합니다.

하지만 덜 엄격한 스케줄(주 40시간)과 적은 출장이라는 장점이 있습니다. 안타깝게도 용접 시 담수는 염분 이온 부족으로 더 불안정한 환경을 만듭니다. 이곳에서 아크를 치기 전 충분한 연습이 필요합니다.

2. 해양(Offshore) 소득

바다에서 일하면 연 40,000~100,000달러 이상을 법니다.

해양 수중 용접사는 대부분 유정 굴착기나 해군 함정 같은 대형 선박에서 시간을 보냅니다. 스케줄이 빡빡해 주 80시간 이상 근무도 흔합니다. 하지만 빡빡한 일정 탓에 보통 한 달 바다 근무 후 내륙으로 복귀합니다.

바다에서는 주요 플랫폼 아래에서 세관, 파이프 용접, 설치 작업을 많이 합니다. 대형 기계 수리에 대한 이해도가 필요합니다.

다이버 메디컬 테크니션 경험이 있으면 큰 가산점입니다.

내수면 다이빙과 달리 해양 용접 다이버는 겨울에 들어와야 합니다. 파도, 허리케인 등 바다가 너무 위험해집니다.

미리 계획하면 봄까지 해안가 용접샵에서 계절 근무하며 추가 용접 경력을 쌓을 수 있습니다.

돈의 파도 (The Money Tide)

내수면이든 해양이든, 수중 용접사의 수익 잠재력은 업계 경력 3~5년 후 큰 도약을 합니다.

이 형성기 몇 년이 당신을 만들거나 부수거나 합니다. 버텨내면 큰 물고기가 됩니다. 미노우(미숙한 동료들)보다 훨씬 높은 고용 기회를 가집니다.