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수소를 이용한 절단기술

전문가 제언:    ○ 선박, 해양구조물, 건축구조물과 같은 대형 용접구조물의 제조과정에서 금속재료의 절단기술은 용접과 더불어 핵심 가공기술로 활용되고 있다. 현장에서 많이 사용되고 있는 가스절단법으로는 대부분 산소아세틸렌 절단을 사용되고 있으며, 최근에는 연소속도가 빠르고 열집중이 양호하며 예열화염을 형성할 때 일산화탄소 및 이산화탄소가스의 발생량이 매우 낮은 클린에너지인 수소가스를 이용하는 절단법의 적용을 위한 기술개발이 선진기술국을 중심으로 활발하게 진행되고 있다.

   ○ 절단부의 품질은 절단면 형상, 절단면의 거칠기, 산화생성물(dross)의 부착, 상부의 둥근 모서리, 상부 스패터, 하부 산화생성물, 절단자국(kerf)의 폭, 절단면의 베벨 각도 등을 종합하여 평가되므로 수소가스를 이용하는 절단기술이 산업현장에서 폭넓게 활용되기 위해서는 절단부에 대한 상기 항목들을 정밀하게 분석하고 평가하는 것이 필요하다.

   ○ 플라즈마 아크절단법이나 레이저 절단법 등에 비해 폭발성이 높은 가스를 이용하는 가스절단 작업에서 안전을 확보하기 위해서는 ① 압력조정기의 압력을 정확하게 작동할 것, ② 조정압력은 항상 일정 사용량을 유지할 것, ③ 점화된 토치를 다룰 때는 항상 불꽃 방향이 안전한 쪽으로 향하도록 할 것 등을 준수하는 것이 중요하다.

   ○ 수소가스의 연소속도(10.7kcal/m3/sec)는 프로판가스(3.3kcal/m3/sec)나 메탄가스(4.1kcal/m3/sec)에 비해 2.5～3배 정도 빠르며 아세틸렌가스(10.1kcal/m3/sec)보다도 빠르기 때문에 수소가스를 사용하여 금속재료를 절단하는 경우에는 수소전용 절단 화구, 수소전용 압력조정기, 수소전용 역화방지기 등을 포함한 수소가스 절단시스템을 철저히 점검하는 것이 필수적이다.

   ○ 수소가스를 사용하는 절단기술에 대한 우리나라의 연구개발은 초기 단계로서 국내 선박, 에너지장치를 포함한 중화학 설비의 대외경쟁력을 확보하기 위해 절단품질이 우수하고 경제성이 높은 생산기술의 국내개발에 노력을 기울여야 할 것이다.

저자: Kamikihara Hirotaka
자료유형: 니즈학술정보