프로펠러 부품 체결 과제

해운업이 위기를 겪는 시기, Mecklenburger Metallguss 사는 선박 프로펠러를 재발명하여 세계 최대의 컨테이너 선박이 폭풍 속에서도 항해할 수 있게 해주었습니다.

늦은 오후, 거대한 물건을 실은 트럭이 파란색 경광등을 번쩍이는 경찰차의 호위를 받으면서 독일 북동부의 조용한 마을 Waren을 떠나갑니다. 약 20,000명이 거주하는 Waren은 대형 컨테이너 선박용 프로펠러의 설계 및 제작에 있어 선도적 기업인 Mecklenburger Metallguss GmbH(MMG)가 위치한 곳입니다. Maersk에 납품한 날개가 65개인 131톤짜리 프로펠러는 세계 최대 선박 프로펠러라는 기록을 가지고 있으며, 이 프로펠러는 수송도 까다로운 편입니다.

독일 최대의 항구인 함부르크는 200 킬로미터 떨어진 곳에 있으며 고속도로의 장애물 때문에 길고 무거운 차량의 호송에 많은 시간이 소비되었습니다. 회사가 발전하면서 프로펠러 운반으로 인한 교통 체증이 발생하자 몇 년 전에는 1급 도로 전체와 두 개의 철로를 옮겨야 했습니다.

MMG와 같은 초대형 선박 공급 업체가 왜 바다에서 멀리 떨어진 곳에서 작업을 하는 것 일까요? MMG의 설계 및 제조 본부장Jörn Klüss 씨는 이렇게 말합니다. "저희 회사는 70년전 프로펠러 제작을 시작했는데 당시는 소련 점령 지역이었고 전쟁 후 동독 조선 산업은 재건을 이뤄야 했습니다. 이후 이 지역에서 쌓은 노하우 때문에 현재도 이곳에 머무르고 있습니다.”

선적량은 지난 40년 동안 1,200퍼센트가 증가했습니다. 15년전에는 선박이 5,000TEU(20피트, 표준 6.1미터 운송 컨테이너)를 운반하였고, 현재는 초대형 컨테이너 선박의 경우 22,000TEU를 운반합니다. 하지만 2009년 경제 위기 상황에서 컨테이너 수요가 줄어들면서 새 프로펠러의 주문이 멈췄습니다. Klüss 씨는 이렇게 말합니다. "우리 회사를 살린 것은 오래된 선박의 효율성을 최적화하는 차세대 프로펠러로 교체하는 ’개장’ 프로그램이었습니다." 그 전까지 프로펠러는 가능한 최고 속도로 운행하는 선박을 위해 제작되었지만, 경제 위기 이후 선박들은 연료 소비를 줄이기 위해 엔진을 용량 미만으로 가동하는 감속 운항을 시작했습니다. 25노트(46.3km/h)로 대양을 건너던 선박들이 속도를 18노트(33.3km/h) 이하로 낮췄습니다. Jörn Klüss 씨는 이렇게 말합니다. "엔진을 느리게 가동할수록 프로펠러 크기를 더 키울 수 있습니다. 개별 운영 정보를 분석하여 블레이드 수와 직경을 변경함으로써 가장 효율적인 프로펠러를 제작하게 되었습니다.”

이 회사는 프로펠러 중 블레이드 뒤에서 프로펠러 샤프트의 금속부를 해수 부식으로부터 보호하는 부품인 프로펠러 캡도 분석을 했습니다. 허브 와동을 직선화하여 필요 토크를 줄이고 방향타 마모를 방지하는 새로운 핀 설계가 적용된 새로운 에너지 절약형 캡(MMGescap)을 개발했습니다. 이러한 혁신을 통해 효율을 최대 10퍼센트 올리고 아시아-유럽 항해에서 약 200,000유로를 절감했습니다.

이후 많은 운송 기업에서 기존 프로펠러를 업그레이드 하는 이 프로그램에 관심을 표현했습니다. 일반적으로 프로 펠러 캡은 화학적 접착제로 고정된 볼트를 통해 프로펠러에 부착됩니다. 하지만 이 방법의 경우 선박을 최소 3일동안 정박해야 하므로 하루 약 15,000달러의 도킹 비용이 발생하고, 운행 중지에 따른 추가 비용도 발생합니다.

Klüss 씨는 "다이버를 활용하여 수중에서 새 캡을 부착하는 방법을 생각하기 시작했습니다. 하지만 경화를 위해 산소가 필요한 접착제의 사용을 배제하게 되었고, 이로 인해 자연스럽게 쐐기형 풀림 방지 와셔와 이 기술의 개발사인 노드락을 만나게 되었습니다.”라고 설명합니다. 하지만 규정이 엄격한 운송 산업에서는 해양 안전을 보장하고 선박 건조 및 운영에 대한 기술 표준을 정의하는 선급 협회의 규정을 따라야했습니다. 노드락 와셔는 프로펠러 캡에 사용되는 특수 구리 합금에 사용하도록 승인되지 않았기 때문에 인증이 긴급하게 필요했습니다. 선박을 건조하는 국가마다 자체 선급 조직이 있어서 MMG는 모든 조직에 접촉하였고, Klüss 씨는이 중 가장 큰 조직 중 하나인 DNV GL과 컨택하게 되었습니다. 이에 대해 Klüss 씨는 이렇게 설명합니다.“ 운송 회사와 선급 협회가 합의를 하면 신청서가 승인되고 이후 검증을 수행할 수 있습니다. 노드락 와셔가 기존에 획득한 여러 인증 덕분에 DNV GL은 우리의 혁신적인 스틸-구리 합금 조합을 실험하기로 결정하였습니다."

이후 노드락 와셔를 사용한 최초의 프로펠러 캡 수중 조립은 2014년 대형 유럽 컨테이너 선박을 대상으로 실시되었고, 도킹 비용 없이 선박이 항구에 정박 하였을 때 세 명의 다이버 가 1.5일만에 작업을 완료하는 성공을 거뒀습니다. Klüss 씨는 이렇게 말합니다. "해운 업계는 매우 보수적입니다. 하지만 우리는 솔루션 장점을 주력으로 이를 설득하였으며 이제는 노드락 와셔가 모든 볼트 체결의 새로운 표준이 되었습니다."