삼성 Air Receiver Tank 압력용기

프로젝트 개요

에어 리시버 탱크는 압축기가 만들어 낸 공기를 받아 두었다가 필요한 만큼 내보내는 역할을 맡습니다. 공장 어디에나 놓여 있어 눈에 잘 띄지 않지만, 압축된 기체가 상시로 안쪽 벽면을 밀고 있다는 점에서 저장탱크와는 성격이 다른 설비입니다. (주)원성산업기계는 이 용기를 경기 화성 남양의 자체 공장에서 만들어 삼성에 공급했습니다.

완성된 용기를 밖에서 보면 매끈한 원통 하나입니다. 그러나 그 원통이 되기까지 판을 굽히고, 경판을 맞대고, 구멍을 뚫고, 뚫은 자리를 다시 메우는 일이 순서대로 쌓입니다. 아래에서는 사진에 남은 그 순서를 따라가며, 압력을 받는 용기 한 기에 무엇이 들어갔는지 설명합니다.

한 기의 이음매를 완성하는 순서

같은 공장에서 스테인리스 저장탱크를 수십 기씩 찍어 낼 때와, 압력을 받는 용기 한 기를 붙일 때는 신경 쓰는 대목이 다릅니다. 여러 기를 만들 때는 기수 사이의 편차를 붙잡는 일이 핵심이지만, 압력용기는 그 한 기 안에서 가장 약한 이음매가 곧 그 용기의 한계가 됩니다. 잘된 곳 아흔아홉 군데는 못 미더운 한 군데를 보완해 주지 않습니다.

판을 자르기 전에 도면부터 읽는다

원성산업기계의 11단계 제조 프로세스에서 두 번째와 세 번째 칸은 도면 검토와 생산 계획·Cutting Plan입니다. 압력용기에서 이 두 칸이 유독 두꺼운 이유는, 여기서 결정된 사항이 나중에 되돌리기 어렵기 때문입니다. 경판을 어떤 형상으로 잡을지, 노즐이 어디에 몇 개 붙을지, 용기를 어느 자세로 세워 놓고 작업할지가 정해져야 판재 재단과 용접 순서가 나옵니다. 기술영업부가 도면 적정성을 먼저 짚고 필요한 부분을 발주처와 확인하는 절차가 앞에 놓이는 것도 그래서입니다. 소재는 그 뒤에 입고 검사를 거쳐 들어오고, 절단은 18톤·15톤·7톤 플라즈마 장비가, 곡면 성형은 벤딩 롤 머신이 맡습니다.

굴려 가면서 붙이는 원주 이음

사진 속 동체가 롤러 위에 얹혀 있는 이유가 있습니다. 원통을 사람이 돌아가며 용접하면 자세가 바뀔 때마다 비드가 흔들리지만, 터닝 롤러 5조에 올려 두고 용기를 천천히 돌리면 용접사는 한자리에서 같은 자세로 이음선을 따라갈 수 있습니다. 무거운 동체와 경판을 자리에서 자리로 옮기는 일은 10톤 천장 크레인 한 대와 5톤 크레인 두 대가 맡습니다. 공장에 놓인 용접기는 모두 27대입니다. 아르곤(TIG) 쪽이 500A 9대에 350A 10대로 가장 두껍고, 여기에 CO2 5대와 ARC 3대가 붙습니다. 판 두께와 이음 형태를 보고 그중 맞는 방식을 골라 씁니다.

구멍을 낸 자리마다 손이 더 간다

사진을 보면 동체 옆구리에 크고 작은 플랜지가 여럿 나와 있고, 위쪽에는 맨홀이 크레인에 매달려 자리를 찾고 있습니다. 첫 사진의 경판에도 노즐 플랜지와 인양 러그가 붙어 있습니다. 압력을 받는 용기에서 이런 부속은 단순히 갖다 붙이는 부품이 아닙니다. 껍질에 구멍을 내면 그 자리로 흐르던 힘이 끊기므로 주변을 다시 이어 줘야 하고, 인양 러그처럼 바깥에서 하중을 거는 물건은 동체에 국부적인 힘을 남깁니다. 붙이는 순서와 용접 자세를 미리 짜 두지 않으면 뒤에 붙일 부속 때문에 앞서 붙인 용접부에 다시 열이 들어가는 일도 생깁니다.

덮이기 전에 확인한다

완성품 상태에서는 용접부 안쪽을 눈으로 확인할 방법이 없습니다. 그래서 확인은 덮이기 전에, 공정 안에서 이뤄집니다. 원성산업기계는 KS Q ISO 9001:2015 품질경영시스템을 적용해 UT(초음파)로 이음부 내부를, RT(방사선)로 관통 결함을, MT(자분탐상)와 PT(침투탐상)로 표면과 그 바로 아래를 나눠 확인합니다. 확인 결과 기준에 못 미치는 항목이 나오면 NCR/CAR 절차로 원인을 기록하고 조치한 뒤 다시 봅니다. 용접사 정기 교육과 매달 이어지는 용접 불량 점검은 이 검사에 걸리는 건수를 애초에 줄이기 위한 일상 관리입니다.

납품 뒤에 남는 것

대기업에 설비를 넣을 때는 물건만 도착해서는 마무리가 되지 않습니다. 어떤 자재로, 누가, 어떤 조건에서 붙였고 검사 결과가 어땠는지를 정리해 함께 넘겨야 합니다. 원성산업기계가 구매부·생산부·품질보증부의 진행 상황을 MILESTONE 단위로 묶어 관리하는 이유 가운데 하나가 이 기록입니다. 300여 건의 제작 실적과 12개월 연속 납기이행율 100%도 결국은 이렇게 남긴 기록이 쌓인 결과입니다. 대기업이 발주하는 산업플랜트 제작에서 물건과 서류를 한 묶음으로 요구하는 이유이기도 합니다.

이 프로젝트에 투입된 역량을 정리하면 다음과 같습니다.

• 도면 검토 선행 — 경판 형상·노즐 배치·작업 자세를 재단 전에 확정
• 플라즈마 절단(18t·15t·7t)과 벤딩 롤 머신을 이용한 동체 성형
• 터닝 롤러 5조 위에서 자세를 고정한 채 진행하는 원주 용접
• TIG·CO2·ARC 27대 용접 설비로 이음 형태에 맞춘 용접법 선택
• 10톤·5톤 천장 크레인으로 동체와 맨홀·경판을 안전하게 취급
• UT·RT·MT·PT 4종 비파괴검사와 NCR/CAR 기록으로 용접부 건전성 확인

이 용기는 공장에서 완성해 출하하는 범위로 진행했습니다. 압축기실 배치와 배관 연결까지 묶어 산업플랜트 시공으로 맡기시는 경우에도 같은 팀이 이어서 수행합니다.

압축 공기든 다른 기체든, 안에서 미는 힘을 받아 내야 하는 설비가 필요하시다면 도면과 운전 조건을 들고 연락 주십시오. 사양이 아직 정리되지 않은 단계에서도 함께 짚어 드릴 수 있습니다.