선박 건조공정
선박의 견적을 제시할 때부터 건조를 완료하여 선주에게 인도할 때 까지의 건조공정을 간단하게 그려보면 아래와 같다.
일반적으로 선박은 일반 건축물 보다도 규모가 훨씬 크고 공정면에서도 복잡하며, 수많은 부재와 기자재를 조립하여 하나의 움직일 수 있는 제품을 만드는 과정을 거친다. 또 선박은 계획생산이 아닌 선주로 부터 주문을 받아 건조하게 되는 주문생산 방식을 취한다.
선박 건조계약 -> 설계 ->건조 -> 인도
선주는 발주를 하기전에 건조할 선박의 종류와 크기, 항로와 속도, 국적 및 선급과 같은 기본적인 사항을 사전에 정해놓고 여러 조선소에 납기와 가격을 의뢰하게 되며, 조선소는 자사의 생산능력과 수주잔량 등을 신중히 검토하여 구체적인 사양서, 납기 및 가격을 선주측에 제시해 상담에 응하게 된다. 이어 선주와 조선소간의 건조계약이 체결되면 조선소로서는 건조계획을 수립하는 한편 기본설계에 착수하게 된다. 선박의 견적을 제시할 때부터 건조를 완료하여 선주에게 인도할 때까지의 건조공정을 간단하게 그려보면 아래와 같다.
선박 설계
선박 한 척을 건조하기 위해서는 대체적으로 설계기간 7~8개월을 포함하여 1.5년 정도가 소요된다. 건조계획은 인도일로부터 역으로 계산하여 설계와 자재의 구매기간 등을 고려하고 착공(Work Commence or Steel Cutting), 기공 (Keel Laying), 진수(Launching), 인도(Delivery)일자를 정해 기본선표를 결정한다. 기본설계는 크게 선체설계와 의장설계로 분류할 수 있으며, 선체설계는 선도 (Lines), 중앙단면도 (Mid Ship Section), 강재배치도, 외판전개도 등 선체구조를 결정하는 기본도면을 작성하고 이를 기초로 선수구조도, 중앙부구조도, 기관실구조도, 선미구조도 등을 완성해 선체구조를 명확하게 한다. 이 설계도들은 선주와 선급협회의 승인을 얻어 선박성능과 안정성을 보장받아야 하며 동시에 경제성에 합당해야 한다.
한편 의장설계는 주요 의장설비의 성능과 제원을 결정하고 시스템 체계를 표시하는 다이어그램 (Diagram)과 상호배치를 표시하는 배치도(Arrangement)를 작성하여 계약시의 기본사양을 충족시켜야 한다. 주요 의장설비는 선체의장 (하역장치, 소화장치, 교통장치, 안전설비, 통풍장치), 기관실의장 (주기관, 추진장치, 발전장치, 보기장치, 배관장치, 교통장치, 통풍장치), 전기의장 (전원장치, 배전장치, 항해장치, 무선장치, 자동화), 선실의장 (거주구설비, 오락설비) 등이다.
선박의 구조와 의장품 배치가 결정되면 현장작업용 도면을 작성하는 생산설계 단계로 들어간다. 생산설계는 기본도면을 근거로 효율적이고 능률적인 작업수행 방안을 연구하면서 부재 하나하나 만드는데 필요한 공작상의 문제점을 검토해 세부구조를 면밀히 설계하며, 특히 작업성과 경제성을 중시한다. 생산설계도 역시 선각 생산설계는 선각 기본설계에서 만든 구조도를 근거로 강재발주 계획과 작업도면을 완성한다.
의장생산설계도, 기본설계도를 근간으로 하여 제작도와 설치도(取付圖)를 완성한다. 설계도면이 완성되고 자재계획에 의해 발주한 강재와 기자재들이 도착하면 작업을 시작한다.
선박 건조
최초의 작업은 가공공장에서 시작되는 강재전처리(강재표면처리)작업, 강재절단(Steel Cutting), 성형작업이다. 철판을 잘라서 선체 일부의 모양에 맞도록 접고 굽혀 도면과 같이 만든다. 다음은 소조립으로 소조립공장에서는 크기가 작은 몇개의 부재(部材)를 서로 결합시키는 작업을 하며, 이것들은 대조립 공장으로 넘어가 높이가 16m 까지 되는 블럭의 일부가 된다. 이와같이 선박 한척은 300개 내외로 잘게 잘라 40t정도의 무게가 되는 블럭단위로 만든 다음 도크안에서 탑재.조립해 완성되는 것이다.
블럭 조립
가공공장에서 제작된 선체의 부재는 선체 내부구조물에 보강재를 붙이는 소조립 과정을 거쳐 선체 외판재에 늑골을 붙이는 중조립 과정으로 이어지고, 다시 블록을 완성하는 대조립 과정을 거치게 된다. 대조립된 블록은 경우에 따라서 도크장 주변에서 도크에 탑재되는 크기로 블록 끼리 가조립과정을 거쳐 탑재되기도 한다.
- 소조립 : 크기가 작은 몇 개의 부재를 서로 결합시키는 작업을 한다. 내부판에 보강재나 브라켓 등을 취부하여 용접하는 과정으로, 여기서 완성된 부재는 중조립이나 대조립 과정으로 이송된다.
- 중조립 : 중조립은 평판 블록, 곡외판 블록, 상부구조 블록을 조립하는 과정으로 나눠진다.
- 대조립 : 중조립된 블록은 다시 입체적인 블록을 형성하여 도크에서 탑재될 수 있는 정도의 크기로 조립된다.
블럭의 형상에 따라 가장 적합한 공장에서 가장 효율적인 공법으로 만들어서 완성된 블럭은 도장공장에서 도장을 하고 탑재기간을 줄이기 위하여 크레인이 들어올릴 수 있는 범위까지 2 내지 3개의 블럭을 결합하게 되며, 이 작업을 선행탑재 PE(Pre-Erection)라 한다. 이렇게 해서 각 블럭이 도크에서 한척의 선박모양을 갖추게 되며 도크에 첫번째 블럭을 배치하는 것을 기공(Keel Laying, 용골거치)이라 한다. 도크속에서 블럭을 탑재하고 용접하여 선체가 완성되면 도크속에 바닷물을 넣어 배를 띄우고 바다로 나가게 되는데 이것이 진수 (Launching)이다.
한편 의장공사는 선각공사와 병행해서 진행된다. 제작기간이 8개월 정도 소요되는 엔진을 포함한 수많은 기계류들이 공정상 필요한 때에 들어오게 되면, 의장공장은 공정에 맞춰서 파이프와 철의장제품들을 만든다. 선체의 블럭이 만들어지는 동안에 대조립공장에서는 블럭 내부에 의장품과 파이프들을 설치하는 블럭 선행의장(Pre-Outfitting)공사가 실시된다.
블럭이 완성되면 선행공장에 적치되고, 이때 파이프나 전선과 관련된 많은 공사들을 수행하게 된다. 또, 한편에서는 기계류와 파이프류, 교통장치, 통풍장치 등에 대한 유니트 (Unit) 선행의장공사를 진행하며, 이 유니트는 PE장 또는 도크에서 일체 탑재, 설치한다. 진수후에는 안벽에 계류된 선체에서 마무리 안벽 의장공사를 하게 되며, 이어 기계류, 전장류의 시운전을 마치고 외항에 나가 선박의 종합 운항 시운전을 거쳐 여기에서 이상이 없으면 한척의 선박이 비로서 완성되는 것이다.
선박 시운전
선체 및 의장공사가 완성되면 계약시 요구한 사양서에 의거 각 시스템별 각종 장비의 성능을 확인하기 위하여 개별적으로 시험한다. 장비의 성능시험이 완료되면 선박 전체의 성능을 점검하고 설계시 목표로 한 성능이 만족되는지 여부를 확인하기 위한 시운전을 한다. 시운전에는 조선소 구내 안벽에 계류하여 행하는 계류 시운전과 배의 항해성능을 시험하는 해상 시운전이 있으며, 해상 시운전은 조선소 자체에서 행하는 예비 시운전과 선주, 선급협회 및 관할관청의 입회하에 행해지는 공식 시운전(Sea Trial)이 있다. 이 시험에 합격해야만 비로소 선주에게 완성된 선박을 인도할 수 있다.
- 계류 시운전 : 전력부하시험, Ballast test, Fire fighting test, 하역장치 시험, 경사시험, 각종 경보장치 시험, 각종 보기류 시험, 보일러 점화시험, 각종 정보통신 설비 작동시험 등
- 해상 시운전 : 속력시험, 타력시험, 전진 및 후진시험, 단독 Propeller의 정지 운전시험, Propeller의 후진 단독시험, 선체후진 저항시험, Anchoring 시험, 조타시험 등
선박 명명식 및 인도
선박인도전 배에 이름을 붙이는 명명식(Naming Ceremony)을 하는데 이때는 여성이 명명한다. 여성이 선박을 명명하는 이유는 선박이 여성으로 간주되기 때문이다. 또한 명명식에서 선박과 명명식장 간에 연결된 밧줄을 도끼로 절단하는데 이는 아기가 태어날 때 탯줄을 끊는 것과 같은 의미로서 선박의 탄생을 의미한다고 볼 수 있다. 시운전에 합격한 후 선주에게 완성된 선박을 인도한다.