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해양공학에 있어서 알루미늄 합금의 응용 및 개발

- 해상 헬리콥터 플랫폼 적용

해상 석유 시추 플랫폼은 주요 구조재로 강철을 사용합니다. 강철은 높은 강도를 가지고 있지만, 장기간 해양 환경에 노출되어 부식 및 수명 단축과 같은 여러 가지 문제에 직면합니다. 헬리데크는 해상 석유 및 가스 자원 개발 인프라에서 매우 중요한 부분입니다. 헬리콥터의 이착륙에 사용되며, 육지와의 접촉을 유지하는 중요한 연결 고리 역할을 합니다. 부피가 크기 때문에 무게, 구조적 강성 등의 요건을 충족해야 합니다. 알루미늄 헬리콥터 데크 모듈은 가볍고 강도와 강성이 우수하여 널리 사용됩니다.

알루미늄 합금 헬리콥터 플랫폼은 알루미늄 합금 프로파일을 접합하여 제작된 하부 프레임과 그 위에 고정된 데크 블록으로 구성됩니다. 프로파일 단면은 "工"자 모양과 유사하며, 상부 및 하부 하부 플레이트 사이에는 보강된 플레이트 공동이 배치됩니다. 알루미늄 합금 프로파일의 기계적 원리와 굽힘 강도를 활용하여 성능 요건을 충족하고 자중을 줄입니다. 또한, 해양 환경에서 알루미늄 합금 헬리콥터 플랫폼은 유지 보수가 용이하고 내식성이 우수합니다. 프로파일 접합 방식을 채택하여 용접을 피하고 용접 열영향부를 없애 서비스 수명을 연장하고 고장을 방지합니다.

-LNG(액화천연가스) 화물선에 적용

해상 석유 및 가스 자원의 지속적인 개발로 인해 전 세계 주요 천연가스 공급 지역과 수요 지역은 서로 멀리 떨어져 있으며, 종종 바다를 사이에 두고 있습니다. 따라서 현재 액화천연가스의 주요 운송 수단은 해상 운송입니다. LNG선 저장 탱크 설계에는 저온 성능이 우수하고 일정한 강도와 인성을 갖춘 금속이 필요합니다. 알루미늄 합금 소재는 저온에서 상온보다 강도가 높고, 해양 환경에서 가볍고 내부식성이 뛰어나 저온 사용에 이상적인 소재입니다.

5083 알루미늄 합금은 LNG선과 LNG 저장탱크 제작에도 널리 사용됩니다. 특히 LNG 최대 수입국인 일본은 1950년대와 1960년대에 여러 대의 LNG 저장탱크와 운송선을 건조했는데, 그중 주요 벽 구조가 5083 알루미늄 합금으로 제작된 LNG 저장탱크가 있습니다. 대부분의 알루미늄 합금은 가볍고 내식성이 뛰어나 탱크 상부 구조에 중요한 소재입니다. 현재 LNG선 저장탱크용 저온 알루미늄 소재를 생산할 수 있는 회사는 전 세계적으로 소수에 불과합니다. 일본에서 개발한 5083 알루미늄 합금 160mm 특후판은 저온 인성과 내피로성이 우수합니다.

- 해상 부두에 대한 적용

갱웨이, 플로팅 브리지, 통로와 같은 해양 부두 장비는 6005A 또는 6060 알루미늄 합금으로 용접되어 만들어지고, 플로팅 도크는 5754 알루미늄 합금으로 용접되어 수밀 탱크 본체, 구조물 또는 플로팅 도크에 페인트나 화학 처리가 필요하지 않습니다.

-알루미늄 합금 드릴 파이프

알루미늄 합금 드릴 파이프는 밀도가 낮고 무게가 가벼우며 비강도가 높고, 회전 토크가 작으며, 내충격성이 우수하고, 내식성이 우수하며, 시추공 벽 사이의 마찰 저항이 작다는 특성을 가지고 있습니다. 특정 시추 용량의 경우, 알루미늄 합금 드릴 파이프를 사용하면 강철 드릴 파이프로는 도달할 수 없는 깊이까지 시추할 수 있습니다. 현재 알루미늄 합금 드릴 파이프는 석유 탐사에 성공적으로 사용되고 있습니다. 1960년대부터 알루미늄 합금 드릴 파이프는 소련에서 널리 사용되어 왔으며, 소련에서는 전체 시추 면적의 70~75%를 알루미늄 합금 드릴 파이프로 시추했습니다. 해양 시추 플랫폼에서 알루미늄 합금의 내식성이라는 장점과 함께 고성능 알루미늄 합금 드릴 파이프는 해양 엔지니어링 분야에서 높은 적용 가능성을 가지고 있습니다.