안녕하세요. 5스크롤리뷰신입니다. 우리나라 조선업 전세계 1위를 하던 시절이 있었죠.
저 역시 조선업에 뛰어 들기위해 조선해양 전공을 선택했지만 군대 입대 후 조선업 불황 얘기가
나오더니 해양플랜트 투자 실패와 낮은 인건비를 무기로 저가 수주를 한 중국에 비해 선박 건조 원가에
약 30%를 차지하는 높은 인건비 등의 이유로 거제도에 위치한 중공업에 다니던 사람마저 일자리를 잃었습니다.
그래서 저 역시 취업을 조선업에 말고 다른 길을 알아보자해서 현재 다른 업에 종사를 하고 있지만
비싼 등록금을 내고 다니면서 배운 내용이고 혹시 현재도 조선업 성장을 위해 힘쓰고 있는 누군가에게
도움이 0.001%라도 되었으면 하는 마음으로 선박 구조 상세 설계에 필요한 용어를 간단히 정리해보겠습니다.
선박의 주요 구조와 용도
￭ 선저구조
수압, 파 충격력 등의 국부(한정적인)하중에 견딜 뿐만 아니라 배의 주요 종강도 및 횡강도에 기여하는 구조임. 대부분의 대형 상선은 이중저 구조로 되어 있으며, 용골(keel), 선저외판(bottom shell plating), 수밀 늑판(watertight floor), 종늑골, 내저판(inner bottom plate), 탱크사이드 브라켓(tank side bracket) 등으로 구성되어 있습니다. 이중저 내부는 발라스트 탱크(ballast tank), 청수(fresh water), 연료 및 윤활유 탱크 등으로 활용됩니다.
￭ 선측구조
배의 주요 종강도 및 횡강도 부재로서 선측 외판과 보통 또는 특설 늑골 등으로 구성되어있습니다.
￭ 갑판 구조
배의 주용 종강도 부재로서 선박 용도에 따라 부분 또는 배의 전체 길이에 걸쳐 다수의 갑판이 있으며, 최상층 갑판을 상갑판(upper deck) 이라 하며, 아래쪽으로 순서대로 제2갑판(second deck), 제3갑판(third deck),… 이라 함. RORO선 등의 경우에는 배의 종강도에는 기여하지 않으나 차량등을 적재하기 위한 상하 이동식 갑판이 있음. 갑판상의 개구부(hatch)는 통상 항해중 해치 커버(hatch cover)로 덮어 두며, 각종 하역장치, 승강구, 통풍구, 기기 출입구 등이 설치되었습니다.
￭ 격벽(bulkhead) 구조
배의 횡방향 및 횡방향으로 배의 구획을 나누는 구조로서 배의 횡강도와 종강도에도 큰 역할을 담당할 뿐만 아니라 화물 및 연료 등의 구분 탑재와 침수․화재 등으로 인한 선체 전체 손상 예방 등의 목적으로 수밀(水密), 기밀(氣密), 유밀(油密) 구조와 비수밀 격벽 등이 설치되었습니다.
￭ 기관실 구조
주기관, 보일러, 발전기, 펌프 등의 주요 기기가 배치되며, 기관제어실(engine control room)과 작업실(workshop) 등이 기기 감시 및 유지 보수 등을 위해 설치된다. 기관실 구조는 기기 중량은 물론, 기기 운전중의 진동 등을 최소화할 수 있도록 강성이 견고한 부재로 구성되며, 2중저 구조와 복수개의 갑판(복통 제2갑판과 제3갑판) 및 기관실을 보호하고 연돌, 팬, 통풍용 배관 등을 설치하기 위한 상갑판상의 기관실 케이싱(engine room casing) 구조 등으로 구성된다.
￭ 선수 구조
파(슬래밍이 제일 큼), 선박 또는 부유물 등과의 충돌하중에 견딜 수 있는 견고한 구조로 해야 하며, 선수부 손상시 배 전체의 침수를 막기 위해 선창부와 의 경계에 선수격벽을 설치한다. 선수창(forepaek tank), 체인로커(chain locker) 등이 설치된다.
￭ 선미 구조
프로펠러와 타가 설치되므로 높은 진동이 발생하고 , 발생하기 쉽고, 배의 추진 또는 선회시에 수압의 변화화 변동압력이 클 뿐만 아니라 선수부와 마찬가지로 선박 또는 표류물과 충돌기회가 많아 견고한 구조가 요구된다. 선미창(aftpeak tank), 추진축이 통과하는 선미관, 조타기룸(steering gear room), 타두(rudder head) 등이 설치된다.
￭ 상부구조
상갑판 상부에 좌우현 선측외판에 이르는 연속된 갑판이 있는 구조를 선루(船樓, superstructure)라 한다. 선수루(船首樓, forecastle)와 선미루(船尾樓 poop) 등이 있다. 한편 갑판실(deck house)는 상갑판 상부 또는 선루 갑판상에 설치되는 구조로서 구조강도에는 크게 기여하지 않으나 선박 항해와 승무원의 거주에 필요한 각종 시설이 설치된다.
글 배의 구조부재 힘의 분산
배의 구조부재 힘의 분산-100이라는 물체에 힘이 주어졌을 때 다 같이 대항하는 것
￭ 종강도 부재(Hull girder 구조강도에 기여하는 부재)
1) 정의(선급규정): 배의 중앙부 L/2 이상에 걸쳐 종통(국부적인 힘을 전체적으로 분산 시키기 위해 있는 것)하는 부재 또는 이와 동등한 기여를 할 수 있는 종통부재
2) 주요 부재
- 갑판부: 갑판(deck), 갑판종통재(deck stringer), 종통형재(stringer angle), L형재(gunwale angle), 종방향 보(longitudinal beam)
- 외판부: 외판(shell), 빌지 킬(bilge keel), 선측 종통재(side stringer) 등
- 2중저(double bottom) 구조: 중심선 내저판(center strake), 내저판(inner bottom plate), 거더(center girder, side girder), 종늑골(longtudinal girder), 기타
- 단저(single bottom) 구조: 용골( center keelson, side keelson), 종늑골(longtudinal girder), 기타
- 기 타: 종격벽(longitudinal bulkhead) 등
￭ 횡강도 부재
1) 정의: 배의 횡단면을 변형시키려는 힘에 대항하는 부재(transverse strength member)
2) 주요 부재
- 횡격벽(transverse bulkhead): 선수격벽(collision 또는 fore peak bulkhead), 선미격벽(aft peak bulkhead), 기관실 격벽(engine room bulkhead), 축로위벽(軸路圍壁, shaft tunnel bulkhead)
- 횡방향 보(transverse beam)과 특설보(web beam), 특설 늑골(web frame) 등
선박(Hel)에 작용하는 하중
￭ 배를 길이방향으로 굽히려는 힘(종 굽힘모멘트)
선체 위치별 선박 및 화물 자중과 부력과의 분포 차이로 인해 선체를 굽히려고 하는 힘이 발생합니다.. 배의 길이와 파도의 파장(마루(골)부터 마루(골)에서까지의 거리)이 같은 경우에 가장 큰 힘이 걸리며 통상 배의 중앙부에 가장 큰 굽힘 모멘트가 작용합니다.
￭ 배의 횡단면을 변형시키려는 힘(횡 하중)
수압과 화물 등에 의해 작용하는 힘으로서 선체 횡단면을 변형시키려는 힘입니다. RORO선(ROLL ON ROLL OFF-자동차 운반선)과 같이 횡격벽이 없는 배인 경우 특히 유의해야 합니다.
￭ 배를 비틀려는 힘(비틂모멘트)
배의 선수부와 선미부에 작용하는 힘의 작용 방향(빨래를 짤 때 물을 뺄 때 원리와 같음 반대로 돌려야하는 것.)이 달라 배를 길이 방향을 축으로 해서 비틀려는 힘을 뜻합니다. 배에 파도가 비스듬히 입사될 때(파도방향은 일정한데 배가 비스듬히 갈 때) 크게 작용합니다. 콘테이너 운반선과 같이 개구부(Opne section) 단면형상을 갖는 배에서 특히 유의해야 합니다.
￭ 국부적(전체의 한 부분)으로 작용하는 힘(국부 하중:local load)
배의 부분구조 또는 구조부재에 국부적으로 작용하는 압력(분포하중, distributed load)과 집중력(concentrated load).
1) 선수부의 선측 및 선저부(항상 수면하에 잠겨 있는 부분)에 작용하는 슬래밍(slamming) 압력-선수부에만 일어납니다.
2) 부분 적재된 액체 화물의 유동으로 인한 슬로싱(sloshing) 압력- 화물창안에 액체가 계속 출렁걸리면서 내벽을 쳐서 파괴가 일어납니다.
3) 정수압, 풍압,
4) 선체 자중 및 선창 내의 화물 압력
5) 건조, 진수 및 입거(dry docking)시의 압력
6) 접안, 충돌, 좌초시의 압력
7) 침수에 의한 수압
8) 선창내의 입상화물(粒狀貨物)(벌크 캐리어)의 이동에 의한 압력
9) 프로펠러의 추력과 타(rudder)의 반력
10) 주기(main engine, M/G) 및 프로펠러 등에 의해 작용하는 힘
11) 용접에 의한 잔류응력
12) 기타
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