20층 짜리 대형 빌딩 규모의 해양 구조물을 상, 하부 구조물로 나누어 제작하여 조립·탑재하는 신기술이 現代重工業(代表: 崔吉善)에 의해 다시 한 번 재현돼 주목을 끌고 있습니다.
지난 2000년 8월 세계 최초로 2만6천8백톤급 반잠수식시추선을 육상에서 제작, 조립하는데 성공하여 세계 해양업계의 주목을 받았던 現代重工業이 또다시 세계 최대 육상조립 신기록을 세웠습니다.
초대형의 상하 구조물을 육상에서 조립할 수 있는 슈퍼리프트(Super Lift)라는 신공법을 개발하여 가로 90미터, 세로 80미터, 높이 70여 미터, 무게 3만톤급 초대형 부유식 원유생산설비(FPU: Floating Production Unit)를 육상에서 건조·조립하는데 성공했습니다.
現代重工業은 10월 2일부터 조립에 착수해 4일 만에 완전 성공했으며, 현재 이 기록을 세계기네스협회에 등록하기 위해 절차를 밟고 있는 중입니다.
지난 해 2월 미국 쉘(Shell)사로부터 나키카(NaKika) 부유식 원유생산설비(FPU) 공사를 수주하였습니다.
나키카 공사는 자체 중량이 2만9천5백톤에 승선 인원도 70명이나 되는 대형 공사로 現代重工業에서 생산설계, 제작, 운송을 담당하여 미국 뉴 올리안즈(New Orleans) 동남쪽 1백40마일 해상인 멕시코만 수심 1천9백20미터 해역으로 운송하여 설치될 계획입니다.
이 공사는 수주단계에서부터 現代重工業이 자체 개발한 신 공법인 슈퍼리프트(Super Lift) 공법에 의해 조립하기로 계약했으며, 설계와 제작 등도 모두 이에 맞춰 진행됐다는 점에서 의미가 클 뿐 아니라, 미국 연안인 멕시코만 심해에 설치될 예정이므로 미국 해안 경비대의 까다로운 규정(USCG Rule)을 적용 받는다는 점에서 더욱 의의가 있습니다.
일반적으로 반잠수식 해양구조물은 조선소의 건조 도크(Dock) 내에서 하부 구조부터 시작하여 상부구조까지 차근차근 제작 조립하는 "순차적 조립제작" 공법과, 하부 구조물과 상부 구조물을 별개로 제작하여 바지선에 선적 후 해상에서 상하 구조물을 조립하는 "해상 총조립공법(Offshore Deck Mating)"을 채택해 왔습니다.
이러한 건조 공법은 고가의 조선소 건조 도크를 장기간 차지하거나 고비용의 해상 장비를 동원하여 고난도의 위험한 해상작업을 수반해야하는 단점을 가지고 있어, 이를 극복하기 위하여 現代重工業은 대형의 상하구조물을 육상에서 조립할 수 있는 신 공법을 개발하고 이를 슈퍼리프트(Super Lift)공법이라고 명명하여 해상 구조물 제작에 활용했습니다.
이를 간단히 설명하면 △상부 구조물과 하부 구조물을 동시에 육상에서 제작한 다음 △권양탑(捲揚塔)과 유압장치를 이용하여 지상 48.9미터 높이까지 1만2천5백톤의 상부 구조물을 끌어 올린 후 △1만7천톤의 하부 구조물을 1백20미터 정도 상부 구조물 밑으로 수평이동 시켜 상부 구조물과 용접으로 연결, 조립하는 공법인 것입니다.
슈퍼리프트(Super Lift) 공법은 공기 단축과 후속 공정 간소화, 제작 비용 절감할 수 있어, 세계 주요 정유회사로부터 크게 인정받는 계기가 되었습니다.
< 탑재·조립 >
•제 1단계 : 상부구조물을 끌어 올림(捲揚)
이 과정에서는 선수(船首)와 선미부(船尾部)의 철골형 가설 권양탑(捲揚塔) 4개와 중앙부의 원통형 가설 권양탑(捲揚塔) 2개를 이용하여 길이 80미터, 폭 90미터, 높이 26.6미터에 중량 1만2천5백톤의 상부구조물을 5백60톤 권양력의 유압잭 38개를 시공하여 지상에서 49미터 높이까지 들어 올린다.
권양탑은 연직방향(鉛直방향: 수평면과 수직을 이루는 직선의 방향)의 권양력과 동시에 초속 15미터의 강풍에도 견딜 수 있도록 설계되었다.
또한 상부구조물 권양작업 중의 안전작업을 위해 유압잭 시스템의 하중상태를 연속적으로 계촉하고 통제할 수 있도록 컴퓨터 제어시스템으로 관리한다.
•제 2단계 : 하부구조물 수평이동
상부구조물을 권양한 후 상부구조물과 동시에 제작 완료된 길이 80미터, 폭 90미터, 높이 43.3미터, 중량 1만8천톤의 하부구조물을 지상 49미터로 권양된 상부구조물의 하부로 이동한다.
이때 이동시의 마찰 저항을 최소화하기 위해 미끄럼면(스키드)에 윤활유를 발라 표면을 미끄럽게 한다. 또한 유압장치의 사용으로 이동 중 지반의 처짐 등으로 발생 가능한 구조적 손상을 미연에 방지하였다.
•제 3단계 : 상부구조물과 하부구조물의 연결
이 과정은 상부구조물과 하부구조물을 용접으로 연결하는 작업으로서 4밀리미터의 허용오차를 준수해야 하는 고도의 기술이 요구된다.
철골형 권양탑에 설치된 위치 조정장치를 이용, 상부구조물이 정확히 하부구조를 위에 위치하도록 수평면상의 미세조정을 한 후 상부구조물과 하부구조물 사이에 설치된 연직방향의 유압장치와 권양장치를 이용, 총연장 2백40미터에 달하는 용접연결부의 간격을 허용오차인 4밀리미터 이내로 미세 조정하였다.