선박 건조

1. 개요

선박을 건조하는 과정에 대한 문서.

1950년대 S.S. 로열 소버린 호의 건조 과정을 담은 다큐멘터리. 건조 주체는 빅커스 암스트롱사이며, 영상은 브리티시 페트롤리엄이 촬영했다. 계획 수립부터 설계, 건조, 진수, 의장작업, 운항까지 모두 나와 있다.

건조할 선박의 형태, 용도, 그 외에 여러 가지 상황에 따라서 건조 과정은 달라지지만 일반적으로는 다음과 같은 공정 과정을 거치게 된다.

대략적인 공정 과정을 살펴보면 다음과 같다.

2. 건조 계획 수립 및 건조업체 선정

이 부분은 조선소보다는 선박을 주문하는 고객(선주) 쪽의 비중과 영향력이 크지만 선박 건조 계획을 수립하고 건조업체에 주문(수주)을 하면 일정 부분을 조선소에서 관여하므로 엄연히 건조 과정에 해당된다.

먼저 선박을 필요로 하는 선주는 필요한 선박의 대략적인 용도와 스펙 등을 조선소 측에 통보한다.

대략적인 용도와 스펙이라 함은 다음과 같다.

어떤 선박을 건조할 것인가? (화물선, 유조선, LNG선, 여객선, 해양플랜트 등)
해당 선박은 구체적으로 이러한 업무를 수행할 것이다. (화물선의 경우 철광석인지 석탄인지, 해양플랜트의 경우 주로 탐사할 유전이 어느 곳이고 어떠한 환경인지)
선박의 주요 운항 구역 (전 세계 가리지 않고 운항을 할 것인가, 특정 지역이나 항로만을 운항할 것인가)
선박의 크기와 톤수
선박의 속력과 항속거리
기타 사항

이러한 사항을 조선사 측에 통보 후 조선사 관계자들과 협의하여 건조할 최종적인 선박의 형태를 결정짓는다.

3. 설계

보통 빌딩을 세우기 위해서 사전에 건축 설계사들이 설계도면을 그리거나, 터널을 뚫거나 교량을 놓기 위해서 토목 설계사들이 설계도면을 그리듯이 선박도 건조 전에 선박 설계사들이 설계도면을 열심히 작성하게 된다.

설계는 굉장히 중요한데 아무리 건조 기술이 뛰어난 조선소라고 해도 설계도면이 잘못 작성된다면 잘못된 설계도면을 바탕으로 전혀 엉뚱한 배가 만들어지거나 제대로 만들어져도 여기저기서 각종 문제가 속출하기 때문이다. 건조 계획 시 수립된 사항을 바탕으로 내구성에 중점을 둘 것인가, 속력에 중점을 둘 것인가에 따라서 설계도면을 작성하게 된다.

설계도면 역시 종류가 엄청 다양하며 선박 전체의 레이아웃을 그려놓은 기본적인 도면부터 선박의 각 구역별로 세밀한 형태를 나타내는 상세도면, 그리고 선박의 각종 의장품 배치도를 그려놓은 도면, 탑재될 각종 장비의 배치도를 그려놓은 도면, 선박 안의 각종 전선의 흐름도를 그려놓은 도면, 배관의 흐름도를 그려놓은 도면 등 굉장히 많다.

설계도면을 그리는데 소요되는 기간 역시 어떠한 선박이냐에 따라서 천차만별이지만 보통 6개월~1년 정도의 시간을 필요로 한다. 또한 설계도면에 따라 선박의 축소 모형을 만들어 시험 수조에서의 선형 시험을 통해 선체에 닿는 유체저항 등 다양한 각종 실험을 통해 선체의 적절한 모양과 기관의 출력 등을 결정짓는다. 그리고 프로젝트를 받게 된다면 외주업체든 직영이든 정시퇴근 및 주말 공휴일은 없다고 생각하는 게 이로울 정도로 야근 및 휴일근무가 일반화되어 있는 직종이 선박 및 해양 설계직종이며, 지원할때 잘 생각해보길 바란다.

4. 자재 구입

설계도면이 완성되어 갈 즈음이 되면 선박 건조에 필요한 여러 가지 자재를 구입한다. 건조 돌입 전부터 모든 자재를 전부 구입해 놓는 것은 아니고 기초 공정에 필요한 철판과 같은 기본자재부터 먼저 구입을 하고 선박이 건조됨에 따라서 계속해서 자재가 들어오며 건조 공정이 거의 마무리가 된 시점에서도 잡다한 마무리 작업에 필요한 자재는 계속해서 들어오게 된다.

5. 블록 조립

먼저 알아야 할 것이 있는데 현재 건조되는 선박은 그 규모가 엄청나게 크기 때문에 그 큰 선체를 처음부터 만들어놓고 작업하지 않고 수십~수백개 단위로 조각을 내어 조각을 완성하고 완성된 조각들을 하나하나씩 붙이는 방식으로 건조를 실시한다.

먼저 철판들을 이어붙여서 하나의 블록으로 만드는 과정이 필요한데 조선소 야드에는 엄청나게 거대한 블록 제작 공장들이 있으며 이곳에서 설계도면대로 컴퓨터 시스템과 연동된 용접 및 절단 자동화기기를 통해 정밀하게 철판을 자르고 붙이는 가공 과정을 통해 하나의 블록이 완성된다.

블록 조립 과정을 거치면 트랜스포터라고 불리는 거대한 운송 차량을 통해 조립 공장에서 블록을 빼내어 본격적인 선박 건조를 위해 이동하게 된다.

6. 선행

(이 부분부터는 조선소마다 공정 과정이 전부 다를 수 있으며 같은 조선소라고 해도 선박의 용도와 형태에 따라 전부 다를 수 있음을 참고할 것)

설계도면 작성이 끝나고 자재가 들어오기 시작하면 본격적으로 선박 건조에 돌입하게 된다.

선행 공정 과정에서 행하는 작업은 블록 안에 들어갈 배관과 전로 등의 기초적인 구조물을 설치하는 작업이 주류를 이룬다. 블록 조립 공장에서 갓 출고된 블록은 그저 네모난 철판 박스에 불과하기 때문에 도크나 수상에서 건조하지 않고 조선소 야드 내에 따로 마련된 Stage나 선행 공장에서 작업을 실시하게 된다.

선행 공정에 돌입하게 되면 작업자는 진짜 아무것도 없는 철판만으로 이루어진 박스 안에 주어진 설계도면에만 의지하며 완벽하게 작업을 해야한다. 때문에 어느 정도 일이 숙련된 기량자가 아니면 나는 누구인가? 이 철판덩어리는 뭔가? 라는 막막한 느낌만 들게된다.

그렇다고는 하지만 조선소는 기량공(사수)과 조공(부사수)으로 불리는 초보자가 한 조가 되어서 같이 작업을 하기 때문에 초보자라고 해서 너무 겁먹을 필요는 없다.

설계도면에 따라 블록 안에 기초적인 기계 장비와 각종 의장품, 기초 배관, 전장품(전로 등)을 설치하고 후속 공정에서 추가 작업을 위한 덕트 등 기반시설물을 블록 안에 만드는 과정을 선행 과정이라고 표현할 수 있겠다.

이렇게 선행 작업이 끝난 블록은 다음 공정을 위해서 다시 한 번 이동한다.

7. P.E

Pre-Erection 선행탑재. 선행에서 작업이 완료된 블록은 P.E 공정이 진행되는 곳으로 이동하게 된다. 선박을 건조하기 위한 중간 과정인데 선박의 최후 작업이 이루어질 도크 근처로 이동하게 되며 이곳에서 많은 작업이 이루어진다.

우선 이 과정에서는 선행 공정에서 완성된 블록 몇 개를 이어붙여서 커다란 하나의 블록으로 만드는데 각기 다른 곳에서 서로 다른 작업자들이 서로 다른 도면을 들고 작업을 마친 블록들이 외판 모양만 맞다고 그대로 갖다붙이면 절대로 딱 들어맞지가 않는다.

때문에 P.E 공정과정에서는 블록과 블록을 연결하기 위해 의장품을 조정하고 연결되어 블록끼리 서로 이어질 각종 덕트, 배관, 전장품의 기초를 미리 설치하고 보수하며 선박에 탑재될 각종 장비 일부[1]를 미리 탑재하기도 한다.

블록을 연결하는 작업은 트랜스포터로 작업이 끝난 블록을 들어올린 뒤 연결을 위해 미리 가까운 곳에 놓여진 옆 블록으로 들고가 블록을 붙인 후 용접을 통해 블록과 블록을 이어붙이며 때로는 거대한 골리앗을 이용하여 블록을 공중으로 들어올린 뒤 이어붙일 블록 위에 올려놓은 후 용접하여 이어붙이기도 한다.

골리앗을 통해 블록을 들어올려서 이어붙일 블록 위에 내려놓는 작업을 흔히 '탑재'라고 부른다.

이렇게 여러 과정을 거쳐서 블록과 블록이 연결되어 하나의 큰 블록으로 재탄생되면 P.E 공정이 끝나며 이제 선박 건조의 마지막 공정 과정에 돌입하기 위해 다시 한번 이동하게 된다.

8. 후행

선박 건조의 꽃이다. 후행 공정을 거치기 위해서 완성된 블록들은 도크로 모이게 된다.

그저 네모난 철판 박스덩어리로만 보이던 선박의 블록들이 한 자리로 모이게 되며 이때부터 본격적으로 완성될 선박의 모습이 점차 드러나게 된다. 이 작업을 탑재(Erection[2])라한다. 이때부터 현장은 눈코 뜰 새 없이 바빠지게 되며 야근을 하는 날이 정시 퇴근하는 날보다 더 많게 되는 경우도 심심찮게 발생할 수 있다.

블록들이 하나 둘씩 이어지고 탑재되어 점점 거대해질 때마다 일거리는 그에 비례하여 늘어나며 작업장의 공간 역시 엄청나게 넒고 복잡해지게 된다.

밀폐공간이 점점 많아지며 거대한 선체 안에서 울리는 그라인더 돌아가는 소리, 망치로 철판을 힘껏 내리치는 소리, 거대한 의장품과 장비가 탑재되는 소리, 탑재한 장비를 시운전하는 소리 등 굉음에 가까운 엄청난 소음이 철판으로 된 선체 안에서 울려퍼지게 되며 지급되는 귀마개를 끼우지 않고서는 도저히 현장 안에 들어갈 수 없을 정도가 되며 아무리 환풍 설비를 설치해놔도 작업하면서 발생한 각종 먼지와 쇳가루는 좀처럼 외부로 빠져나갈 기미를 보이지 않고 지급되는 방진마스크는 그저 답답하기만 하며 각종 화기작업시 발생하는 엄청난 열기가 외부로 빠져나가기는커녕 철판을 뜨겁게 달구면서 온도 역시 급상승하게 된다.

게다가 도크 내부에서 쉴 새 없이 거대한 블록이 탑재되고 장비가 탑재되고 미로처럼 복잡해지고 넓어지고 시끄럽고 답답한 현장 내에서는 안전사고 발생 위험이 높아지기 때문에 조선소의 안전보건팀 요원들과 발주처 안전감독관이 수시로(아니 1분 1초마다) 현장 안으로 들어와서 안전 수칙을 준수하지 않는 작업자를 잡아내기 위해 눈에 쌍심지를 켜고 배 안 곳곳을 들쑤시고 다닌다.

만약 조선소 생산직으로 입사를 했거나 이미 조선업에 종사중이고 조선소 내에서 규정된 안전 수칙을 지키지 않은 상태로 있다가 안전요원에게 적발되면 절대 어떠한 변명도 하지 말고 "죄송합니다"를 복창하며 바로 지적 사항대로 시정하도록 하자, 변명 그딴 거 필요없다. 사고는 언제나 일어나며 이로 인해 사지 하나 부러지거나 죽는 건 일상다반사다.[3] 농담이라고 들린다면 조선소 내 사고 현장 자료들을 찾아보면 된다.

여하튼 말 그대로 3D 직종이 어떠한 직종인지 확실하게 체험할 수 있는 곳이 조선소의 후행 공정 현장이다.

하지만 모든 작업이 거의 다 끝나가고 기초 공정이 완료된 배를 처음 물에 띄우기 직전까지 오게 되면 클리닝 팀에서 배 안 구석구석을 정말 말끔하게 청소를 한다.

이 클리닝 작업이 끝나게 되면 그 온갖 잡먼지와 가스가 두둥실 떠다니던 더러움의 극치를 보여주던 현장은 온데간데 없고 매우 깔끔해져 빛이 번쩍번쩍 빛나게 된다.

이렇게 배를 만들기 위한 대부분의 과정이 끝나면 드디어 도크의 수문을 활짝 열고 바닷물을 끌어들인 뒤 배를 띄우게 된다. 육상 도크 말고도 플로팅 도크라고 불리는 거대한 바지선 위에서 후행 공정을 완료한 뒤 플로팅 도크를 반쯤 가라앉힌 후 완성된 선박을 물에 띄우기도 한다. 육상에서 배를 건조한 뒤 레일로 밀어내는 작업은 주로 몇십년 전에 쓰이던 공법인데 쓸데없는 공간만 잡아먹는 등 상당히 비효율적인 공법이기 때문에 현재는 거의 시행하지 않는다.

여담이지만 현재는 후행 공정과정에서 건조중인 선박에 물에 뜰 수 있을 정도로만[4] 완성이 되면 미리 도크 밖으로 배를 빼낸 뒤 안벽(일종의 부둣가)에 정박한 후 후행 공정과정을 진행하는 경우가 많다.

한 척의 배가 장기간 도크를 점유하고 있으면 새로운 선박 건조에 어느 정도 차질이 빚어지기 때문에 물에 뜰 정도만 되면 잽싸게 도크 밖으로 배를 빼낸 뒤 새로운 선박을 건조하여 도크 회전률을 높이는 것이며 이러한 도크 회전률은 해당 조선소의 선박 건조 능력을 측정하는 큰 지표 중의 하나라고 볼 수 있으며 도크의 빈 공간을 활용하는 것 자체가 돈이기 때문이다.[5]

9. 진수식

완성된 배를 물 위로 처음 띄우는 과정을 진수과정이라고 한다. 그러나 진수되었다고 일이 끝나는 것은 아니다. 간혹 특별한 선박( 크루즈선이나 새로 설계한 군함의 초도함 등)의 경우는 진수식이라고 하여 진수하는 날 선주가 와서 조선소 관계자들과 선박 건조에 참여한 노동자들과 함께 건조를 축하할 겸 배의 이름을 지어주는 행사를 하는데 선주가 직접 배의 이름을 짓고 샴페인을 선체에 던져서 깨트리는 식으로 이루어진다. 여기서 샴페인이 안깨진다면 불운한 징조라고 한다. 그런데 이때 몇몇 특이한 선주는 배가 맘에 드니 이런 걸로 더 만들어 달라고 그 자리에서 요구해서 여러 사람을 좋은 의미로든, 나쁜 의미로든 골 때리게 만든다.[6]

10. 마무리 의장작업

마지막으로 미처 다 만들지 못한 의장 작업을 마무리짓는다. 의장이라 함은 선박의 브릿지, 앵카, 윈드라스 등 선박의 운항에 필요한 물품과 계단, 문, 조명, 선실의 창문, 선원용 침대 등 승무원들의 생활에 필요한 기초 물품을 일컫는 것이며 마무리 공정 과정에 이 의장작업을 전부 다 하는 건 아니고 건조중에도 틈틈히 의장품 설치를 하지만 본격적인 의장품은 이때 거진 만들어진다고 보면 된다. 사실 의장품이라도 최대한 건조 중에, 할 수만 있다면 선행 의장 중에 전부 박아넣는 게 더 효율적이긴 한데[7], 탑재 중 파손 위험도 있고, 치수가 특히 중요해서 건조 작업 후 현측(현장 측정) 후 설치해야 하는 의장품들 때문에 결국 이 단계에서 설치하는 의장품이 생길 수밖에 없다.

이 의장작업이 마무리되지 않으면 바깥에서 선박의 외형이 완성되어 보여도 완성되었다고 볼 수 없다.

이 의장작업에 대한 에피소드로 구 일본군 해군의 나가토급 전함 무츠에 관련된 일화가 있는데 워싱턴 해군 군축조약에 따라 일본은 16인치급 주포를 탑재한 전함을 나가토 단 1척만 보유할 수 있도록 규정이 정해졌으나 이 규정이 정해질 당시 전함 무츠는 건조 공정 95%가 달성된 상태였고 이 마무리 의장작업만을 남겨놓은 상황이였다.

어쨌든 의장작업이 끝나지 않았기 때문에 엄연히 완성된 선박이라고 볼 수 없었고 서구 열강들은 일본에게 전함 무츠를 다시 분해하라고 압박을 넣었으나 일본은 해군병원의 환자들을 의장작업이 되지도 않은 무츠 안에 입원을 시켜놓고 전함 무츠는 이미 건조가 된 전함이라고 박박 우기고 잘 안되니까 다른 나라들에게 울며 겨자먹기로 16인치 전함 쿼터를 추가로 허용해주기까지 하면서 전함 무츠를 확보할 수 있게 되었다. 자세한 사항은 전함 무츠 항목 참조.

11. 시운전

시운전은 정박시운전(HAT), 항해시운전(SAT)로 구분할 수 있으며, 일정기간에 걸쳐서 시운전을 하게 된다. 테스트가 주목적인 항해이다.

시운전 과정중 발생한 문제를 해결하기 위해 도크로 다시 들어오거나 안벽에 정박해 문제를 해결하고 각종 최적화 작업을 계속 거치게 된다.

12. 취역 및 인도

시운전 과정을 거친 후 선박이 본연의 임무에 투입이 가능할 정도로 완벽해지게 되면 선박을 주문한 선주에게 인도하게 되며 이렇게 선주의 소유로 완전히 넘어간 선박은 본연의 일을 수행하기 위해 조선소를 떠나게 된다. 다만 선주에게 인도되기 전까지 해당 선박은 선주의 소유가 아닌 조선소의 소유하에 놓여있다.[8][9] 이러한 대략적인 과정을 거쳐서 선박이 만들어진다.

[1] 특히 해당 구역 출입용 문짝보다 큰 장비들이다. 이 단계가 지난 다음엔 설치가 매우 어려워진다. [2] 발기와 같은 단어다. [3] 거짓말 안 하고 협력사/직영 구분없이 사수들이 현장 가면 하는 말이 다른 곳에서는 스치는 걸로 끝날 일이 여기선 스치면 최소 멍이라고 말한다. 그리고 정말 한번 스쳐보면 그 말이 거짓말이 아니라는 걸 체감한다. [4] 진수 조건이라고 한다. [5] 대형 조선소는 도크 또한 무지막지 크지만 그래도 전체 부지에 비하면 턱없이 좁다. [6] 실제 이렇게 해서 얼마 후에 추가로 주문했다는 기사가 뜨기도 한다. [7] 작업장 바닥에 있을 때 의장품을 설치하는 게 배 다 만들어지고 포터블 용접기 들고 몇십 킬로그램 하는 의장품 들고 30m 올라가고 그 좁은 데서 꾸역꾸역 설치하고 뒤처리까지 하는 거보단 훨씬 쉽기 때문이다. 보통 설치 M/H가 약 10배쯤 차이나는 것으로 계산한다. [8] 그렇기 때문에 저유가 파동 때 돈을 지불하지 못해 선사 책임으로 계약파기되어 새로운 주인을 찾는 드릴십들이 발생하게 되었고, 심한 경우로는 어차피 찾아가도 쓸 곳이 없으니 일부러 돈을 지급하지않는것으로 계약파기를 유도하여 손절하는 선사들도 있었다. [9] 반대의 경우로는 인도 전 최종 인도금 협상 때 선사가 정말 답도 없는 금액을 제시할 경우에는 조선소 입장에서 일부러 배째라식으로 협상을 미루는 경우도 있다. 물론 정말 계약파기가 목적이 아니고 선사로부터 어느 정도 합당한 금액을 이끌어내기 위한 협상의 수단이다.