▲ 현대알비 공장 전경

■ Copander, 대내외적 요구에 부응

  현대알비는 신기술 개발배경을 지난 2008년 강관 진원도 관리규정(API Specification 5L, 2B)이 “단관 절단 사용시 진원도 변화 없이 규정 내에 진원도를 요구해야 한다”는 내용으로 개정된 것이라고 전했다.

  개정되기 전까지는 관단부 진원도만 관리해도 된다고 명기돼 있었다. 하지만 규정 개정으로 잔류응력을 제거하고 진원도와 직진도를 향상시킬 수 있는 장치를 개발해야 했다. 이를 실현해야 해외 강관 시장에서 경쟁력을 더 강화시킬 수 있을 것이라고 본 것이다.

  또한 수요가들로부터도 신기술이 필요하다는 줄기찬 요청이 있었다.

  최근 가스관이나 심해 유전 원유 수송용 강관들은 현장에서 바로 연결용접작업을 진행해야해 강관 진원도 문제가 크게 대두되고 있다. 이에 강관에 잔존하는 응력을 감소시키고 진원도를 확보해야 했다. 뿐만 아니라 Expander는 워낙 고가고 설치 장소가 많이 필요하다는 점도 문제점이었다.

  현대알비는 이에 따라 허동춘 전무, 양재우 부장, 이수헌 차장 등 핵심개발참여자 3명을 주축으로 2009년 10월부터 2011년 10월까지 2년여에 걸쳐 기술개발에 나선다. 당시 연구개발비는 20억원이었다.

  연구개발은 시장 및 고객수요, 벤치마킹 및 경쟁기술파악, 기술개념정리 및 실험, 설계, 설비제작, 시험 및 공정 개발, 양산시험 및 최적화 등 총 7단계로 진행됐고 2012년 3월부터 본격적인 양산체제로 들어갔다.

  ■ Copander란

  현대알비의 Copander는 확관의 역할을 축관으로 대체하는 방안으로 개발했다.

  이 기술은 강관의 전원주 방향으로 기구에 정확한 위치제어와 압력을 가해 압축 축관시켜 잔류응력을 감소시키고 진원도를 교정해 강관의 품질을 향상시키는 것이다.

  아크용접강관 제조공정상 발생하는 응력 유형은 성형이나 용접에 의한 잔류응력이 대표적이다. 소성가공(Roll Bending, Post Bending, Tacking Press) 시에는 불균질 변형에 의한 거시적 잔류응력이 유발돼 진원도 정도의 불량요인이 된다. 서브머지드아크(Submerged ARC) 용접부는 용접시 높은 열에 의한 재료의 팽창과 냉각시 수축 변형이 생겨 인장 및 압축 잔류응력이 유발되고 이는 용접부의 파괴나 피로강도를 저하시키는 한편 진직도 정도의 불량요인이 되고 있다.

  Copander는 총 11단계로 구성된 제조공정 가운데 7단계에 적용하는 것이다. 이 공정은 Rerolling, 관단부 진원도를 교정하는 End Sizing, 2Way 및 Owing Sizing 교정, Full Body Expanding으로 구성된 'Pipe Calibration'이다. 이 공정에서 발생하는 문제점 즉 확관(Expanding)시 나타나는 잔류응력을 해결하기 위해 신기술을 개발한 것이다.