선박의 건조 공정

요즘 조선업이 다시 활황을 보이고 있습니다. 조선업계에 대한 관심이 다시 커지고 있는 만큼 취업을 희망하는 분들도 많으시리라고 생각합니다. 면접 등의 과정에서 건조공정을 직접적으로 언급할 경우는 많지 않겠지만, 이에 대해 알고 있고 혹시나 관련 질문이 나왔을 때 답변할 수 있다면 경쟁력을 가질 수 있으리라고 생각합니다. 이 정도만 알고 가도 충분하기도 하고요. 선박의 건조 공정에 대해서 간략하게 설명해보겠습니다.

 

선박의 건조과정 (출처: 삼성중공업 홈페이지)

선박은 규모가 크고 다양한 기능을 수행하기 때문에 일반적인 건축물보다도 훨씬 복잡한 공정을 거친다. 수많은 기기와 기자재를 블록으로 조립하여 하나의 움직일 수 있는 동체를 만드는 과정으로 요약할 수 있다. 선박 건조의 큰 특징 중 하나는 계획 생산이나 사전 생산이 아닌 선주로부터 주문 이후 건조하게 되는 주문생산 방식이라는 점이다.

선주는 조선사와 발주 계약을 맺기 전에 건조할 선박의 종류와 크기, 항로나 속도, 국적이나 선급과 같은 기본적인 사항들에 대하나 계획을 세워둔다. 이후 여러 조선소에 접촉하여 납기와 가격을 의뢰하게 되며, 조선소에서는 신조 INQUIRY를 접수하게 되면 자사의 CAPACITY, 생산 능력과 수주잔량, 마진 등을 검토하여 납기, 사양, 선가를 선주 측에 제시한다. 이후 선주와 조선소 간의 가격 협상과 기술 협의 등을 거쳐 건조 계약이 체결된다. 조선소는 이후 건조계획을 수립하고 기본 설계에 착수한다.

대부분의 선박은 표준선형에서 크게 벗어나지 않지만, 최근 친환경 추세에 맞게 친환경 연료를 장착하거나 부가 기술을 적용하는 경우 설계에 변동이 생긴다. 선박 한 척에는 일반적으로 설계 기간이 7~8개월이 소요된다. 건조과정까지 포함하면 총 1년 반 정도가 걸린다. 건조계획은 인도일로부터 역산하여 설계와 자재 구매에 필요한 기간 등을 고려하고 착공(work commence), 기공(keel laying), 진수(launching), 인도(delivery)일을 정해 기본 선표를 결정하게 된다.

기본설계 과정은 크게 선체 설계와 의장설계로 구분한다. 선체 설계는 선도, 중앙단면도, 강재배치도, 외판전개도를 포함한 선체 구조에 대한 기본 도면을 작성한다. 이를 기초로 해서 선수 구조도, 중앙부구조도, 기관실 구조도, 선미 구조도 등을 완성해 선체 구조를 명확하게 제시한다. 이렇게 제작된 설계도는 선주와 선급협회의 승인을 받아야 한다. 의장설계는 의장설비의 성능과 제원을 결정하고 시스템 체계와 상호배치를 표시하여 작성해 계약 내용을 이행해야 한다. 주요 의장설비는 하역장치, 소화장치 등의 선체의장과 주기관, 추진 장치 등의 기관의장, 전원장치나 배전 장치 등의 전기의장과, 거주실 등의 선실의장이 있다.

선박의 구조와 의장품 배치가 결정되면 이후에는 현장 작업용 도면을 작성하는 생산설계 단계이다. 생산설계는 기본도면에 기초해 더 효율적이고 능률적인 작업 수행 방법을 고안하여 공정상의 문제점을 검토해 세부 구조를 면밀하게 설계한다. 이 단계에서는 경제성과 작업 편리성이 중요하게 여겨진다. 생산설계도와 기본설계도를 근간으로 설치도가 만들어지고, 도면이 완성되면 강재와 기자재가 도착한 뒤 본격적인 조선 작업이 시작된다.

최초의 작업은 강재의 전처리, 강재 절단, 성형 작업이다. 선체의 모양에 맞도록 철판을 자르고 구부려 도면에 맞게 만든다. 이렇게 처리한 강재는 소조립공장으로 넘어가 결합한다. 대조립공장으로 넘어가면 블록의 형체가 생기기 시작하는데 블록의 크기는 16m가 넘기도 한다. 선박 한 척에는 300개 내외의 블럭단위가 결합한다. 각 40t 정도의 블록은 도크안에서 탑재 및 조립되어 하나의 선박으로 완성된다. 블록의 형체에 따라 가장 적합한 공장에서 효율적으로 완성된 블록은 이후 도장 과정을 거친다. 도장을 거친 블록들은 PE(pre-erection)단계로 가는데, 이는 대형 크레인들이 들어 올릴 수 있는 크기까지 2~3개의 블록들이 결합하는 단계이다.

첫 번째 블록이 도크에 배치되는 단계가 기공(keel laying) 단계이다. 각 블록이 도크에서 선박의 모양을 갖추게 되는데, 도크 속에서 블록들을 탑재하고 용접해 선체가 완성되면 이제 도크에 바닷물을 채워 배를 띄우는데 이를 진수(Launching)라고 한다.