Technology Brief - Technology Brief 02
극저온 해양용 케이블의 내한특성 기술동향
신민철 티엠씨 연구소장
최근 국내의 선박/해양용 전선 및 옥내용 광케이블 전문생산업체가 세계 최초로 영하 65℃의 극저온 환경에서도 사용가능한 선박/해양용 전선을 개발했다고 발표했는데, 이는 북극의 해빙속도가 빨라짐에 따라 북극항로와 자원개발을 둘러싼 북극의 연안국과 글로벌 자원기업 간의 경쟁이 치열해진 상황에서 이루어진 것이어서 그 의미가 매우 크다.
선박 및 해양플랜트 세계 최대 생산국인 우리나라는 극저온 기술에 대한 요구가 매우 높은데, 이에 대응하여 -70℃에서도 내한시험을 통과하여 -65℃에서 사용이 가능한 선박/해양용 전선을 개발한 것은, 전선뿐 아니라 선박 및 해양플랜트의 경쟁력 강화에도 큰 도움이 될 것이다.
참고로 종래의 극저온 전선기술은 -50℃가 최고 수준이었다.
선박/해양용 전선은 CSA 22.2 Standard의 시험방법을 적용하여, -65℃의 극저온 환경에서도 안정적으로 전류를 흘릴 뿐 아니라, 물리적 충격(Cold Impact)이나 구부림(Cold Bending)에도 전선이 갈라지거나 깨지지 않고, 무독성(Halogen Free)과 저연기성(Low Smoke) 기능을 가져야 한다.
이밖에도 해양플랜트에 설치되는 만큼 가혹한 외부환경에서도 안정적인 기능 유지를 위해 Mud Oil Resistance, UV Resistance의 특징을 갖고, 플랜트의 진동 및 물리적 충격에도 견딜 수 있는 강한 물리적 특성을 가지고 있어야 하는데, 이들 모두를 만족시켰다고 하니 의미가 매우 크다 하겠다.
또한 이 케이블은 1,000℃의 화재 시 건물의 붕괴에 따른 전선의 물리적 충격, 화재 진화를 위한 소화액의 살포 시에도 안정적으로 전류를 흘릴 수 있도록 하는 내화기능을 추가할 수 있으며, 이는 비상등, 스프링쿨러, 환기장치 등을 화재 시에도 정상적으로 작동시킬 수 있는 전선이어서 그 개발 의미는 한층 큰 것이다.
이러한 모든 요구 특성을 구현하는 데는 케이블을 구성하고 있는 절연체와 자켓과 같은 피복재질인 컴파운드 소재기술이 중요하다.
특히 내한특성을 결정하게 되는 케이블의 자켓용 소재는 EVA, EEA, EMA 등과 같은 Base Polymer가 주로 사용되고 있는데, 여기에 난연재로 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등과 같은 무기 난연제를 많이 활용하고 있다.
이전의 무기 난연재는 무독성, 저연기성 같은 우수한 특성을 가지고 있어 활용도가 높지만, 다량 첨가해야 하고, 인장강도 및 신장율과 같은 기계적 특성과 내한특성을 하락시키는 문제가 있었다.
최근 선박/해양용 전선 분야의 소재는 점점 단일소재보다는 여러 가지 소재를 블렌드함으로써 특성을 상호 보완하는 방법으로 상당히 전환되고 있는 바, 이번에 개발된 소재 역시 새로운 올레핀 소재를 추가하여 기존소재와 최적의 조성비를 갖는 블렌드 기술을 활용하고, 또한 기능성 첨가제인 Maleic Anhydride Graftmer의 첨가 비율을 변화시켜 내한특성을 향상시키고 기계적 특성을 보완하였다고 한다.
우리나라의 전선 기술은 현재 최고 수준이지만, 경쟁력을 유지하기 위해서는 앞으로도 선박 및 해양플랜트의 경쟁력을 높일 수 있도록 지속적인 연구개발을 추진해야 할 것이다.
또한 이런 기술을 토대로 극저온 기술을 태양광 전선, 풍력발전용 전선 등으로 확대시켜 극저온 전선 개발에도 경쟁력 우위를 갖도록 해야 할 것이다.