| 초록 |
1. 최종목표 ○ 신속하고 안정적인 해저케이블 보호용 매트리스 블록 설치용 리프트프레임을 개발하고자 함. ○ 수중에서 잠수부에 의한 릴리스 작업을 배제한 경쟁력 있고 안전한 시공방법을 제시하고자 함. ○ 수중 비젼카메라를 이용하여 릴리스 포인트 인식과 육상에서의 동작을 통한 해상케이블 보호공법의 시공속도를 단축하고자 함. ○ 주요 시설의 안정적인 전력 및 통신공급을 위한 해상케이블의 지속발전적인 보호공법 및 시공방법을 제시하고자 함. ○ 개발하는 원격제어용 리프트프레임의 개발목표치는 다음과 같음. 2. 개발내용 및 결과 1) 개발내용 ① 영전자석을 이용한 리프팅 구동 드라이버 ○ 기존 리프트프레임은 잠수부가 수중에 투입하여 리프트프레임과 FCM블록간의 연결을 잠수부의 수작업에 의해 연결장치를 해제하는 실정으로, 현장여건이 좋지 않은 수중에서 작업하는 잠수부의 안전사고위험에 심각하게 노출되어 있고 시공의 작업성과 효율성이 저하되고 있는 상태임. ○ 현재 개발한 영전자석의 모듈은 평소에는 영구자석처럼 강력한 자력을 발휘하다가 전기에너지를 흘러주면 자력이 없어지는 성질을 이용하여 작동부를 설계하였고, 작동부는 전기에너지를 흘러주기 전에 프레임과 블록간의 연결을 행하고, 목표한 릴리스 포인트에 안착 후에 전기에너지를 흘러주면 자력이 없어져 스프링의 탄성으로 자동으로 프레임과 블록간의 해제를 하게 됨. ② 전력공급장치 (케이블 릴) ○ 수중 잠수부는 잠수폰(유선)에 의하여 수중상황을 전달하고 크레인 운전사는 전달받은 내용으로 릴리스 포인트를 파악하여 시공하며, 전달내용만으로 원하는 릴리스 포인트를 파악하기에는 작업의 시공능률이 현저히 떨어짐. ○ 해저면은 위치마다 수심과 지형이 다르기 때문에 전력을 공급해주는 전선의 여유길이가 현장마다 다르므로 케이블 릴을 사용하여 사용수심에 따라 케이블의 사용 길이를 조정할 수 있게 개발함. ③ 수중카메라 및 시계확보용 랜턴 ○ 수중폰에만 의존하여 시공함으로 잠수부 개인의 판단에 의해 전반적인 시공이 되어 질 수 있고, 시공되어야할 목표 위치지점에 대한 정확성이 결여됨. ○ 수중에 잠수부의 투입없이 수중상황을 파악하기 위한 수중카메라를 리프트프레임에 길이방향으로 앞과 뒤에 각각 탈착가능하게 부착하였고, 이 수중카메라는 방수수심 50M이상, 화각 80°의 제원을 보유하고 수중에서의 시계를 확보하기 위해 빛의 세기 조절용 랜턴을 제작함. ④ 영상장비 시스템 ○ 수중 및 육상 상황이 동일치 못한 상황에서 잠수부에 의한 잠수폰 전달내용으로 크레인을 조종함으로 크레인의 방향과 잠수부의 방향이 꼬임현상이 빈번하게 발생하여 시공에 다소 어려움이 있음. ○ 리프트프레임에 탈착된 수중카메라와 육상에서 모니터링을 통해 릴리스 포인트 파악을 위한 수중용 원격통신 영상장비를 구축함. 영상은 CH1과 CH2으로 각각 영상키트에 출력되며 소프트웨어에 녹화기능을 포함하고 있음. ⑤ 영전자석 제어부 ○ 잠수부가 직접 해저면에서 수작업을 통해 프레임과 블록간의 연결장치를 해제하고 있으며, 수중조류에 의하여 작업성이 나쁘고 작업 및 시공속도가 다소 떨어짐. ○ 리프트프레임과 블록간의 해제를 육상에서 작동하기 위한 영전자석 구동부 제어장비를 제작함. 수상에서의 오작동 여부를 판단하기 위해서 육상에서의 TEST를 무조건 수행해야 함. 2) 결과 (모의시험) ○ 개발한 리프트프레임을 육상모의시험, 해상모의시험으로 2회에 걸쳐 진행했고, 실제 시공에서도 영상키트만을 보고 릴리스 포인트를 확인해야하기 때문에 모니터링 장비에 의존하여 모의시험을 실시했음. ○ 1차 육상모의시험은 시계확보와 조류가 아닌 대기에서 작업하여 작업성이 좋아 원하는 릴리스 포인트에 위치 시켰음. ○ 공인기관 입회하에 진행된 2차 해상모의시험은 작업상황, 날씨에 의한 조류상황 등 고려되어야 할 부분이 많고, 모의시험 기간에 기상은 파고 1.5m, 파주기 6sec, 풍속 6~14m/sec, 수심은 약 54~57M 조건에서 모니터링장비에 의한 숙련도 없이 한 set의 블록을 시공하는데 25분30초가 소요되었음. 수중에서 시계는 약 5m이상 확보가 됨. ○ 해상모의시험의 결과는 구축된 영상장비에 의하여 1차 중첩부분 확인을 했고, 2차로 잠수부가 수중에 직접 투입하여 확인하였으나 문제가 없었고, 시공성과 정확성, 시공속도, 안정성 모두 우수했음. 3. 사업성과 ◦ 기술적 성과 ○ 현재 해저케이블 보호용 블록의 시공은 대형장비에 의하여 지상에서 수중으로 투입까지는 이루어지지만 투입된 블록은 해저면에 시공되고 난후 리프트프레임과 블록의 해제는 잠수부가 직접 수중에 투입되어 수작업으로 이루어짐. 이런 현재의 잠수부에 의한 시공방법으로 시공이 될 경우 해저케이블 보호용 블록 시공의 세계최고 수준의 시공속도는 약 70M/day임. 개발된 리프트프레임을 사용하여 FCM블록을 시공정확성 개발목표치 ±0.1M에 근거하여 시공했을 경우에 한 개의 블록이 시공되는 시간은 20분30초에 이루어지는 것으로 보아 시공에 소요된 시간을 하루 작업시간(8시간)에 고려하였을 경우 개발목표치 140M/day를 충분히 충족시킬 것이고, 또한 해상모의시험을 하기위해 바지선에서 닻을 내렸을때 닻의 길이가 약 54~57M이였으므로 목표치였던 수심 50M에도 만족함에 따라 과제의 성과목표인 개발목표치를 달성할 수 있을 것으로 판단됨. ◦ 경제적 성과 ○ 개발된 원격제어용 리프트프레임개발을 통하여 해저케이블 보호용 블록 시공하는 시공사에게 개발된 리프트프레임을 대여하여 시공의 편의성과 신속성, 안정성, 정확성을 제공하고자 함. 제공된 리프트프레임을 사용함으로써 우리기업이 생산하는 FCM블록의 시장점유율을 확보하여 현재보다 더 많은 FCM블록의 생산성을 증대시키고자 함. ○ 수중시공의 자동화를 통하여 해저케이블 보호공법 산업에 기여를 했고, 기여한 아이템을 이용하여 생산성 또한 증대시켜 매출액을 상승시킬 계획이고, 생산성을 늘리기 위하여 필요한 생산인원, 영업인원, 관리인원 등을 채용하여 일자리를 창출하고 현 심각한 문제인 청년실업 해소에 조금이나마 도움이 될 수 있을 것이라 판단됨. ◦ 사회적 성과 ○ 원격제어용 리프트프레임의 조종은 현재 숙련도가 없으나 시공현장을 여러 횟수에 걸쳐 시공을 한다면 숙련도 와 경험을 통해 해저케이블 보호공법 기계화시공에 크레인조종사의 업무에 대한 전문화 할 수 있을 것으로 판단됨. ○ 목적은 현재 FCM블록의 시공방법이 바지선의 크레인과 리프트프레임, 잠수부에 의해서 시공되고 있고, 바지선의 조종사와 잠수부간의 수신호에 의하여 릴리스 포인트 위치를 찾고 있으며, 잠수부가 직접 해저에서 리프트 프레임과 블록간의 연결 장치를 해제하고 있는 실정임. 다소 작업의 정확성과 신속성, 효율성이 떨어지고 연결장치 해체과정에서 잠수부가 안전사고에 심각하게 노출되어 있음. 이러한 문제점을 보완하기 위해서 리프트프레임의 자동화 시스템을 구축하여 잠수부를 배제하고 해상의 바지선에서 육상모니터링에 의존하여 블록을 시공하게 개발함으로써 신속하고 정확한 효율적인 시공과 잠수부의 안전을 확보함. 4. 기술개발결과 활용계획 ○ 자체 납품현장에 임대하여 시공의 편리성을 도모하고자 함. ○ 해양 해저케이블 보호공법에 사용되는 스톤백, 인공어초, 이공리프, 테트라포트, 소파블록 등 해양시공 관련 업체 용도에 맞게 모디파이하여 사업화할 것임. 5. 기술개발자료의 보안관리 ◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술 ◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원ㆍ등록 실적 |
