해양 코팅에 대한 특별 요구 사항
조선업은 혹독한 해양 환경으로 인해 고유한 코팅 요구 사항을 요구합니다.
- 극도의 내식성 : 코팅은 바닷물 침수(3.5% NaCl 용액), 반복적인 습식 건조 조건 및 미생물 부식(예: 황산염 환원 박테리아)을 견뎌야 합니다.
- 방오성능 : 해양생물 부착(따개비, 해조류 등)을 방지하여 선체 저항력을 감소시키며, 방오제로 5~10년 사용 가능합니다.
- 화재 안전 표준 : 내부 코팅은 IMO SOLAS 규정을 준수해야 하며 난연성(예: 산소 지수 >28%) 및 낮은 연기 독성을 갖추어야 합니다.
- 두꺼운 구조 : 선체 외부 플레이트에는 균일한 필름 형성과 함께 총 코팅 두께가 300-500μm(예: 에폭시 아연이 풍부한 프라이머 중간 코팅 탑코트)가 필요한 경우가 많습니다.
지능형 코팅 시스템의 핵심 응용 시나리오
1. 선체외부코팅
- 크고 평평한 표면을 위한 자동 스프레이 :
- 텔레스코픽 암이 장착된 6축 스프레이 로봇(예: KUKA KR 1000)은 컨테이너 선체(길이 >300m)에 스프레이하여 균일한 두께(편차 ≤10μm)와 재료 활용률 >85%(수동 스프레이의 50% 대비)를 달성합니다.
- 곡면 적응형 코팅 : 구상활의 경우 3D 레이저 스캐닝을 통해 분사 궤적을 생성하고, 로봇이 노즐 각도를 실시간으로 조정해 복잡한 곡률을 처리합니다.
- 방오도료 정밀제어 :
- 지능형 시스템은 전기화학 센서로 모니터링하여 살생물제(예: 구리 이온)의 방출 속도를 제어하여 자가 연마 방오 코팅(예: 실리콘 기반 제제)을 적용하여 방오 효능을 유지합니다.
2. 주요 부품에 대한 특수 코팅
- 평형수탱크 코팅 :
- 자동 분무기는 유리 플레이크 강화 에폭시 코팅(두께 800-1000μm)을 적용하고 초음파 두께 측정기가 인라인 감지를 수행하여 핀홀이 없는지 확인합니다(결함률 <0.5%).
- 프로펠러 및 방향타 코팅 :
- 고속 아크 스프레이 시스템은 프로펠러에 니켈-알루미늄 청동 코팅(경도 ≥400HV)을 증착하고 로봇 장착 카메라가 표면 거칠기(Ra <2.5μm)를 검사하여 캐비테이션 침식을 줄입니다.
3. 해양 엔지니어링 선박 코팅
- 심해 파이프라인 부식 방지 :
- 해저 로봇 팔은 파이프라인에 3층 PE 코팅(융착식 에폭시 접착제 PE)을 분사하고 ROV(원격 작동 차량)는 열 이미지를 캡처하여 경화 온도(180~220°C)를 모니터링합니다.
- 해양플랫폼 구조물 코팅 :
- 자율 이동 로봇(AMR)은 스프레이 중 실시간 습도 및 온도 모니터링을 위해 IoT 센서와 통합된 재킷 구조에 아연-알루미늄 합금 열 스프레이 코팅(두께 200-300μm)을 적용합니다.
일반적인 적용 사례
- COSCO 해운 중공업 지능형 코팅 라인 :
- 20,000TEU 컨테이너선에 적용되는 이 시스템은 선체 코팅에 Fanuc M-2000iA 로봇 8대를 투입해 코팅 주기를 21일에서 7일로 단축하고 코팅 두께 일관성을 60% 향상시켰다.
- Maersk 해양 선박 방오 프로젝트 :
- AI 알고리즘은 실리콘 방오 코팅의 분사 경로를 최적화하여 180,000DWT급 유조선의 경우 선체 마찰 저항을 12% 줄이고 연료 소비량을 연간 8,000톤 줄였습니다.
미래 개발 동향
- 디지털 트윈 구동 코팅 :
- 가상 선박 모델(예: Siemens Digital Twin 사용)을 통해 코팅 프로세스를 시뮬레이션하고 다양한 해상 조건에서 필름 형성을 예측하여 코팅 제형을 최적화합니다.
- 그린 코팅 기술 집약 :
- IMO 2025 황 배출 제한을 충족하는 수성 에폭시 코팅 및 SACP(희생 양극 음극 보호) 통합을 위한 지능형 시스템입니다.
- 자율 수중 코팅 로봇 :
- 수중 선체 코팅 유지 관리를 위한 수중 로봇을 개발합니다(예: 드라이 도킹 없이 최대 30m 깊이에서 작동하는 DNV 인증 수중 분사 시스템).
조선 분야에서 지능형 코팅 시스템은 기존의 노동 집약적 작업을 데이터 기반의 고정밀 제조 프로세스로 전환하고 있습니다. 이를 적용하면 선박 내구성과 에너지 효율성이 향상될 뿐만 아니라 업계의 스마트 조선 및 친환경 해양 개발로의 전환이 가속화됩니다.
