ISO 17357 표준은 전 세계적으로 공압식 고무 펜더에 대한 안전 지침을 제정하며, 압력 수준에 따라 두 가지 주요 범주로 나뉩니다. 1부는 고압 시스템을 다루고, 2부는 저압 시스템을 다룹니다. ISO 17357-1:2014에 따라 규정된 고압 펜더는 유조선이나 컨테이너선과 같은 대형 선박이 항구에 접안할 때 발생하는 막대한 충격 하중을 견딜 수 있도록 특별히 설계되었습니다. 이러한 펜더는 최소 400% 이상 늘어날 수 있는 특수 고무 재질과 매우 강한 내부 층을 필요로 합니다. 반면, ISO 17357-2:2014을 따르는 저압 펜더는 충격력이 상대적으로 적은 조용한 항만 지역에서 더 효과적으로 작동합니다. 이러한 펜더는 경도 범위가 약 50~60 IRHD 내에서 고무의 유연성이 유지되도록 주의 깊게 설계되어야 하며, 고압 펜더보다 훨씬 오랜 시간 동안 내부 공기를 보유할 수 있어야 합니다. 압력 등급에 관계없이 모든 모델은 길이와 너비 측정값의 허용 오차를 ±2% 이내로 엄격히 유지해야 하며, 기존 항만 시설 및 접안 장비와 정확하게 호환될 수 있도록 해야 합니다.
압축 공기식 고무 프로폴러는 네 가지 주요 재료 보호 장치를 포함합니다:
제조업체는 항만 운영 10년을 시뮬레이션하기 위해 3,000 사이클 동안 10kN의 압축 시험을 수행해야 하며, 허용 가능한 영구 변형은 최대 3%로 제한되어야 합니다. 이를 통해 변형 후 5분 이내에 97%의 형태 회복이 가능하며, 국제적인 내구성 기대 기준에 부합하게 됩니다.
펜더의 테스트는 선박이 부두에 접안할 때의 충격을 견딜 수 있는지를 확인하기 위해 펜더를 60~70% 압축하는 과정을 포함합니다. 에너지 흡수 효율성은 대형 선박이 실제로 물류부두에 접안할 때 발생하는 상황을 모방한 반복 하중 사이클 동안의 킬로뉴턴 미터(kN·m) 값을 기준으로 평가합니다. 압축된 후 펜더가 얼마나 빠르게 복원되는지 여부는 매우 중요합니다. 우리는 압축 시험 후 2분 이내에 원래 형태로 되돌아오는 능력을 측정합니다. 특히 하루 종일 선박의 입출항이 빈번한 바쁜 항구에서는 이러한 복원 속도가 매우 중요한데, 펜더가 충분히 빨리 복원되지 않으면 작업 지연이 발생할 수 있습니다. 천공 저항성의 경우, 제조업체는 시료에 대해 강철 콘 충격 시험을 실시합니다. 인증 기준을 통과하는 제품은 약 500줄(Joule)의 충격 에너지를 가해도 완전히 찢어지지 않고 견뎌내야 합니다.
펜더가 실제로 완전히 기밀 상태인지 확인하기 위해, 펜더를 정상 작동 압력의 1.5배에 해당하는 압력(이를 P80 등급이라고 함)으로 가압한 후 하루 동안 물속에 담가 누출 여부를 점검합니다. 장기 성능 시험의 경우 제조업체는 펜더를 영하 30도에서 섭씨 60도까지 극한의 환경에 노출시키면서 이러한 압력 시험을 10,000회 이상 반복합니다. 이 과정은 마치 펜더가 수년간 현장에서 사용되는 상황을 모사한 것입니다. 전 세계 항만에서 실시된 실제 측정 결과에 따르면, 고품질 공기식 펜더는 수상에서 15년간 사용한 후에도 원래 압력의 약 95%를 유지할 수 있습니다. 이는 같은 기간 동안 압력을 평균 34% 더 많이 잃는 저가 제품과 비교하면 매우 인상적인 수준입니다.
펜더는 자외선과 염수 분무 조건을 병행하여 약 3,000시간 동안 가속 노화 테스트를 거칩니다. 이는 해안가 근처에서 약 10년간 노출된 상황을 대략적으로 시뮬레이션한 것입니다. ISO 188 기준에 따르면, 이러한 모든 테스트 후에도 재료는 손상이 발생하기 전의 원래 인장 강도의 최소 85% 이상을 유지해야 합니다. 그 밖에도 다른 검사 항목들이 있습니다. 예를 들어, 재료는 오존 농도가 1억 당 50부분(pphm) 수준에서도 견딜 수 있어야 하며, 장기간 열에 노출되었을 때의 특성 또한 평가됩니다. 구체적으로는 시료를 약 70도 섭씨의 환경에 연속 3일 동안 방치합니다. 이 테스트의 목적은 간단합니다. 고온 상태에 장시간 노출되었을 때 균열이나 취성이 발생하지 않도록 보장하는 것입니다.
표준 압력 등급은 선박과 부두 간의 안전한 접안을 위해 공압식 펜더가 의존하는 요소입니다. P50 등급이라 함은 펜더가 약 절반 정도 압축되었을 때의 내부 압력을 의미하며, 대부분의 정상 작동 조건을 반영합니다. 반면 P80 등급은 펜더가 약 80% 압축되었을 때의 압력을 측정하는데, 이때 펜더는 충격 시 가장 많은 에너지를 흡수합니다. 예를 들어, 어떤 펜더의 P50 등급이 1.5bar이고 P80 등급이 3.0bar라면, 이 펜더는 OCIMF 및 PIANC의 안전 기준을 통과하기 위해 3.0bar 조건에서도 견딜 수 있어야 합니다. 2023년도 해양안전검토(Marine Safety Review)의 연구 결과는 중요한 사실을 지적하고 있습니다. 펜더의 P80 용량이 부족할 경우 충돌 위험이 약 17% 증가한다는 것입니다. 따라서 선박이 부두에 접안할 때 발생하는 실제 에너지 하중에 맞춰 적절한 크기의 펜더를 선택하는 것이 매우 중요합니다.
압력이 P80 수준을 초과할 경우 안전 밸브가 작동하여 과도한 팽창과 완전한 고장을 방지합니다. 최근 대부분의 시스템은 이러한 안전 기능을 실시간 모니터링 기술과 결합하여 하중이 갑자기 변하더라도 압력을 ±0.2바 내외로 안정적으로 유지합니다. 실제 항만 운영 사례를 살펴보면, 폰먼 연구에 따르면 2013년부터 2023년 사이에 이중 보호 장치를 도입한 시설들의 프랜더 문제 발생률이 거의 40% 감소했습니다. 인증 요건 또한 더욱 엄격해졌습니다. ABS와 같은 표준 기관들은 누출 및 장비의 스트레스 하에서 수명에 관한 BSI PAS 2070 규정을 준수하는지 확인하기 위해 모든 압력 제어 장치에 대해 연간 점검을 요구하고 있습니다.
해양 터미널에서의 공기식 고무 방충재 시스템에 대한 기준을 설정해 온 Oil Companies International Marine Forum(OCIMF)는 전 세계적으로 이 분야의 표준을 제정해 왔습니다. OCIMF의 권고안은 이러한 방충재 시스템이 충격 에너지를 얼마나 흡수해야 하며, 파손되기 전까지 어느 정도까지 변위를 견딜 수 있어야 하는지를 명시하고 있으며, 선박 접안 시 발생할 수 있는 손상을 최소화하는 것을 목표로 합니다. 해당 시설을 운영하는 관계자라면, 설치된 방충재가 OCIMF의 2022년 Safe Berthing 기준을 충족하는지 확인하는 것이 필수적인 작업입니다. 이 기준은 접안하는 선박의 중량과 접안 속도뿐 아니라, 하루 동안 조수로 인한 수위 변화와 같은 다양한 요소들을 종합적으로 고려합니다.
PIANC 2002 지침은 전 세계적으로 공기식 방충재를 선박 계류 구조물에 통합하는 방법에 대한 규칙을 제정하고 있다. 이 기준에 따르면, 설계 시 부두 말뚝의 특정 지점에 과도한 압력이 가해지지 않도록 최소한 15가지 이상의 다양한 기하학적 배치에서 하중이 어떻게 분산되는지를 분석해야 한다. 이러한 시스템을 설계할 때는 환경적 요인도 고려되어야 한다. 특히 개방형 항구에서는 파도가 구조물에 충격을 주는 정도와 접안하는 선박의 드리프트 현상 같은 요소들이 성능과 안전성 측면에서 매우 중요한 역할을 하며, 70%에서 80% 수준의 에너지 효율을 달성하는 것이 실질적인 차이를 만들어낸다.
BSI PAS 2070:2021 표준은 해양 방충재의 전체 수명 주기를 기반으로 한 성능 요구사항을 명시하고 있습니다. 제품이 약 20년간 사용될 수 있음을 입증하기 위해 제조업체는 5,000회 이상의 압축 시험을 수행하고 미세 균열이 시간이 지남에 따라 어떻게 확산되는지 확인해야 합니다. 제3자 검사기관은 원자재의 출처와 생산 과정에서 배치 간 일관성이 유지되는지를 점검합니다. 또한 서로 다른 생산 로트 간 밀도 차이가 2% 이내로만 허용되도록 엄격한 기준을 설정하고 있습니다. 이러한 모든 품질 검사는 실제로 2021년 항만 안전 검토에서 도킹 사고의 7건 중 1건 가량이 낮은 품질의 방충재 재료로 인해 발생한 것으로 밝혀진 후 도입되었습니다. 따라서 본 표준은 전 세계 항구 및 항만에서 이러한 유형의 문제를 방지하기 위해 존재하는 것입니다.
ABS, 로이드 레지스터(LR), Bureau Veritas(BV), 중국의 CCS, SGS 등 주요 선급협회는 ISO 17357, PIANC 가이드라인 및 새로운 BSI PAS 2070:2021 표준과 같은 국제 기준을 준수하는지를 확인합니다. 이러한 기관들은 설계가 하중에 얼마나 견디는지부터 사용되는 재료, 제조 공정 방식에 이르기까지 검토하며, 충격 시 에너지 흡수량이나 압력 유지 성능과 같은 실제 성능 요소도 평가합니다. 이들로부터 인증을 받으려면 ISO 9001 품질경영시스템에 대한 시험도 통과해야 합니다. 전 세계 대부분의 항구는 펜더를 운영하기 전에 이러한 제3자 인증 마크를 요구합니다. 이는 매일 다양한 선박이 드나드는 항만에서 전반적으로 일관된 수준의 안전성을 유지할 수 있도록 도와줍니다.
현대 제조업은 세 단계의 품질 보증 시스템을 적용하고 있습니다:
2022년 해양 안전 연구에 따르면, 블록체인 기반 추적성이 감사를 통해 결함률을 34% 감소시켰습니다. 표준화된 마킹은 현장 점검도 간소화하며, 방충재에 인증 정보가 명확히 표시될 경우 PIANC는 사고 조사 건수가 50% 감소했다고 보고했습니다.
ISO 17357 규격은 공압식 고무 방충재에 대한 지침을 제공하며, 고압 시스템용 Part 1과 저압 시스템용 Part 2로 나뉩니다.
고압 방충재는 유조선이나 컨테이너 선박과 같은 강한 충격에 대비해 설계되며, 강력한 내층과 신축성 있는 고무로 구성되어 있습니다. 저압 방충재는 비교적 조용한 항구 지역을 위한 것으로, 경도 범위 50~60 IRHD 내에서 유연성이 요구됩니다.
P80 등급은 압축률 약 80% 수준에서의 압력을 측정하며, 이때 방충재가 충돌 시 가장 많은 에너지를 흡수하여 안전성을 보장하고 충돌 위험을 줄입니다.
ABS, BV, CCS와 같은 검사 기관은 표준 준수 여부, 설계 내구성, 재료 품질을 점검하고 시험 관리를 통해 제품이 요구되는 안전 및 성능 기준을 충족하는지 확인합니다.
RFID 태그 부착 및 적합성 마킹을 포함한 추적성은 공급업체부터 최종 제품까지 자재를 추적할 수 있게 하여 고품질 생산 기준을 유지하고 결함률을 낮추는 데 기여합니다.
핫 뉴스2025-01-22
2025-01-22
2025-01-22
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