국산 부품 핵심기술 해외유출 ‘막아라’ 사막의 모래폭풍 구현한 시험평가 장비 국산화 날림 모래 및 먼지 환경은 주로 반건조 지역 및 건조 지역이 관련되지만 우리나라가 속한 동아시아 지역은 중국 및 몽골에서 발생된 모래 폭풍의 영향으로 인해 날로 황사현상이 증가하고 있다. 자연 발생 모래 및 먼지 폭풍으로 인한 성능 열화 및 신뢰성 확인은 군수품 개발 시 매우 중요한 요소이다. 또한 날림 모래 및 먼지 시험은 항공 및 방산 부품의 경우 개별 부품의 신뢰성이 안전과 직결되므로 현장 작동 조건, 날림 모래 및 먼지 환경을 충분히 고려한 시험이 필수적이다.날림 먼지 시험은 입자크기가 149 ㎛ 이하로 먼지의 영향에 저항하는 군수품 및 모든 기계류 부품의 능력을 평가하고 필터의 효율성을 평가하기 위해 수행된다.날림 모래 시험은 입자크기가 150 ㎛ ~ 850 ㎛로 크고 날카로운 날이 있는 모래가 날리는 조건에서 입자의 침식(부식)이나 막힘 현상으로 인해 성능, 효율성, 신뢰성 및 유지보수성을 저하시키지 않고, 군수품 및 모든 기계류 부품을 보관, 사용할 수 있는지를 평가하기 위해 수행된다.해외 시험기관을 통해 수행해 오던 날림 모래 및 먼지 시험이 국내에서도 가능하게 돼 시험 비용 및 국산 부품의 핵심기술 해외유출 방지가 가능하게 됐다. 또한 시험대상품의 국외 배송과 절차를 고려할 때 최소 한 달 이상의 시간이 절약돼, 시험이 필요한 기업들에게 실질적인 도움이 될 전망이다.미래창조과학부 산하 한국기계연구원(원장 임용택, 이하 기계연) 신뢰성평가센터 최병오 박사팀이 모래 및 먼지가 날리는 환경에서 운용되는 항공, 방산 부품을 포함한 모든 기계류 부품 등의 성능 열화 및 신뢰성을 확인하기 위한 날림 먼지 및 모래 시험장비(Blowing Sand Test Equipment)를 국내 최초로 개발했다. 과거에 국내 날림 모래 및 먼지 시험장비의 사양은 가로, 세로 10cm 이하의 소형 부품에 국한돼 있었고, 실제 날림 모래 시험조건을 구현 가능한 시험장비가 전무해 국내 건설 중장비 및 군용 장비 제작 업체 등은 국외 시험 기관을 통해 시험을 수행하고 있는 실정이었다. 이를 해결하고자 기계연은 부품소재 신뢰성평가 기반구축사업을 통해 날림 모래 및 먼지 시험장비를 개발하게 됐다.날림 모래 및 먼지 시험장비는 미국 국방부가 제정하는 군용 규격인 MIL-STD-810G 및 민간항공 규격인 RTCA DO-160G 등의 조건을 바탕으로 최대 풍속은 30m/s 이상의 속도를 낼 수 있도록 했고, 먼지 농도는 0~10.6±0.5g/m3 , 모래 농도 0~2.7±0.5g/m3, 테스트 챔버 룸의 크기는 가로, 세로 1.5m의 크기로 가로, 세로 1m의 대상품까지 시험이 가능한 규모다.이번 장비의 구축 비용은 부대비용을 제외하고 약 4억 원으로 유사한 장비 전체를 해외에서 수입할 때 필요한 전체 비용인 20억 원과 비교하면 부대비용을 포함하더라도 약 4분의 1이하일 것으로 예상된다. 특히 기계연은 시험을 할 때 비용과 시간을 절약할 수 있도록 이번 시험 장비를 설계 및 제작했다.먼저 시험대상품의 크기에 따라 모래 바람의 유로를 가변할 수 있게 해 소형의 시험대상품을 시험할 경우 소량의 모래만 사용할 수 있도록 설계했다. 현재 시험에 사용되는 모래는 미국, 일본에서 전량수입하고 5kg당 약 800,000원의 고가이기 때문에 효율적인 모래 사용은 비용 측면에서 매우 중요하다. 또한 챔버 내부에 원형의 턴테이블을 설치해 시험대상품의 여러 면을 시험할 때 모래 및 먼지의 침강시간을 고려하지 않고 시험이 가능하기 때문에 시험시간을 단축시킬 수 있다. 연구팀은 시험 장비의 신뢰성을 높이기 위해 챔버 내부에 히팅 및 제습시스템을 설치했고 온도 및 습도를 적절히 조절함으로써 습도에 민감한 먼지나 모래가 뭉치거나, 원하는 풍속으로 분사되지 않는 문제를 방지했다. 또한 챔버 내부에 CCTV를 설치해 시험대상품의 상태 및 시험장비의 시험조건을 실시간으로 감시해 시험의 정확도를 향상시켰다.연구책임자인 최병오 박사는 “이제는 날림 모래 및 먼지 시험을 국내에서 수행할 수 있기 때문에 해외에서 시험을 수행할 때 발생한 통관료 및 운송료 등 비용 절감과 소요시간 절약은 물론이고 건설 기계 및 방산 장비 핵심 기술의 해외 유출 방지도 가능하다”며 “향후에는 모래 및 먼지 회수장치의 사이즈 변경 등 시험 시 발생하는 잔여 모래 및 먼지의 회수율을 99.9%로 극대화시키고 어떻게 재활용 할 수 있을지 연구할 예정”이라고 밝혔다. 한편, 연구팀은 날림 모래 및 먼지 시험 장비 관련 4건의 특허를 출원 완료했고 2014년 12월부터 기업의 의뢰를 받아 총 5건의 시험을 실시했다.

국산 부품 핵심기술 해외유출 ‘막아라’

사막의 모래폭풍 구현한 시험평가 장비 국산화

기사입력 2016-02-01 19:30:51

[산업일보]
날림 모래 및 먼지 환경은 주로 반건조 지역 및 건조 지역이 관련되지만 우리나라가 속한 동아시아 지역은 중국 및 몽골에서 발생된 모래 폭풍의 영향으로 인해 날로 황사현상이 증가하고 있다. 자연 발생 모래 및 먼지 폭풍으로 인한 성능 열화 및 신뢰성 확인은 군수품 개발 시 매우 중요한 요소이다. 또한 날림 모래 및 먼지 시험은 항공 및 방산 부품의 경우 개별 부품의 신뢰성이 안전과 직결되므로 현장 작동 조건, 날림 모래 및 먼지 환경을 충분히 고려한 시험이 필수적이다.
날림 먼지 시험은 입자크기가 149 ㎛ 이하로 먼지의 영향에 저항하는 군수품 및 모든 기계류 부품의 능력을 평가하고 필터의 효율성을 평가하기 위해 수행된다.
날림 모래 시험은 입자크기가 150 ㎛ ~ 850 ㎛로 크고 날카로운 날이 있는 모래가 날리는 조건에서 입자의 침식(부식)이나 막힘 현상으로 인해 성능, 효율성, 신뢰성 및 유지보수성을 저하시키지 않고, 군수품 및 모든 기계류 부품을 보관, 사용할 수 있는지를 평가하기 위해 수행된다.

해외 시험기관을 통해 수행해 오던 날림 모래 및 먼지 시험이 국내에서도 가능하게 돼 시험 비용 및 국산 부품의 핵심기술 해외유출 방지가 가능하게 됐다. 또한 시험대상품의 국외 배송과 절차를 고려할 때 최소 한 달 이상의 시간이 절약돼, 시험이 필요한 기업들에게 실질적인 도움이 될 전망이다.

미래창조과학부 산하 한국기계연구원(원장 임용택, 이하 기계연) 신뢰성평가센터 최병오 박사팀이 모래 및 먼지가 날리는 환경에서 운용되는 항공, 방산 부품을 포함한 모든 기계류 부품 등의 성능 열화 및 신뢰성을 확인하기 위한 날림 먼지 및 모래 시험장비(Blowing Sand Test Equipment)를 국내 최초로 개발했다.

과거에 국내 날림 모래 및 먼지 시험장비의 사양은 가로, 세로 10cm 이하의 소형 부품에 국한돼 있었고, 실제 날림 모래 시험조건을 구현 가능한 시험장비가 전무해 국내 건설 중장비 및 군용 장비 제작 업체 등은 국외 시험 기관을 통해 시험을 수행하고 있는 실정이었다. 이를 해결하고자 기계연은 부품소재 신뢰성평가 기반구축사업을 통해 날림 모래 및 먼지 시험장비를 개발하게 됐다.
날림 모래 및 먼지 시험장비는 미국 국방부가 제정하는 군용 규격인 MIL-STD-810G 및 민간항공 규격인 RTCA DO-160G 등의 조건을 바탕으로 최대 풍속은 30m/s 이상의 속도를 낼 수 있도록 했고, 먼지 농도는 0~10.6±0.5g/m3 , 모래 농도 0~2.7±0.5g/m3, 테스트 챔버 룸의 크기는 가로, 세로 1.5m의 크기로 가로, 세로 1m의 대상품까지 시험이 가능한 규모다.

이번 장비의 구축 비용은 부대비용을 제외하고 약 4억 원으로 유사한 장비 전체를 해외에서 수입할 때 필요한 전체 비용인 20억 원과 비교하면 부대비용을 포함하더라도 약 4분의 1이하일 것으로 예상된다. 특히 기계연은 시험을 할 때 비용과 시간을 절약할 수 있도록 이번 시험 장비를 설계 및 제작했다.

먼저 시험대상품의 크기에 따라 모래 바람의 유로를 가변할 수 있게 해 소형의 시험대상품을 시험할 경우 소량의 모래만 사용할 수 있도록 설계했다. 현재 시험에 사용되는 모래는 미국, 일본에서 전량수입하고 5kg당 약 800,000원의 고가이기 때문에 효율적인 모래 사용은 비용 측면에서 매우 중요하다.

날림 모래 및 먼지 시험장비의 개발로 해외 시험기관에서 수행해 오던 날림 모래 및 먼지 시험을 국내에서 시험 가능하게 됐다. 이는 시험대상품의 핵심 기술의 해외 유출 방지와 통관료 및 운송료의 절감 등이 되고, 항공 및 방산 장비 제조업체 등의 날림 모래 및 먼지 시험에 대한 요구를 해소한 것이다.

또한 챔버 내부에 원형의 턴테이블을 설치해 시험대상품의 여러 면을 시험할 때 모래 및 먼지의 침강시간을 고려하지 않고 시험이 가능하기 때문에 시험시간을 단축시킬 수 있다.

한국기계연구원 신뢰성평가센터 최병오 박사(좌)와 박종원 박사(우)가 날림 모래 및 먼지 시험장비 모형도와 함께 사진촬영을 하고 있다.

연구팀은 시험 장비의 신뢰성을 높이기 위해 챔버 내부에 히팅 및 제습시스템을 설치했고 온도 및 습도를 적절히 조절함으로써 습도에 민감한 먼지나 모래가 뭉치거나, 원하는 풍속으로 분사되지 않는 문제를 방지했다. 또한 챔버 내부에 CCTV를 설치해 시험대상품의 상태 및 시험장비의 시험조건을 실시간으로 감시해 시험의 정확도를 향상시켰다.

연구책임자인 최병오 박사는 “이제는 날림 모래 및 먼지 시험을 국내에서 수행할 수 있기 때문에 해외에서 시험을 수행할 때 발생한 통관료 및 운송료 등 비용 절감과 소요시간 절약은 물론이고 건설 기계 및 방산 장비 핵심 기술의 해외 유출 방지도 가능하다”며 “향후에는 모래 및 먼지 회수장치의 사이즈 변경 등 시험 시 발생하는 잔여 모래 및 먼지의 회수율을 99.9%로 극대화시키고 어떻게 재활용 할 수 있을지 연구할 예정”이라고 밝혔다.

한편, 연구팀은 날림 모래 및 먼지 시험 장비 관련 4건의 특허를 출원 완료했고 2014년 12월부터 기업의 의뢰를 받아 총 5건의 시험을 실시했다.