고효율 하역장비 개발 가속화, 첨단항만장비 설치 운영에 관심 커

40피트 ‘컨’ 동시취급 탠덤 트윈리프트방식 채택에 주목



현재 세계 대형항만을 중심으로 안벽생산성 증가를 위해 C/C(Container Crane) 추가투입보다는 40피트 컨테이너 2개의 동시 취급이 가능한 탠덤(tandem) 트윈리프트방식의 스프레더를 채택·설치하려는 움직임이 가속화되고 있다.

KMI에 따르면 탠덤 트윈리프트 스프레더는 트윈리프트 스프레더를 최초 개발한 스웨덴의 BROMMA사와 영국의 RAM사에 의해 개발, 제작되고 있다.

BROMMA사는 2000년 초 제품개발에 착수, 2003년 스페인 알제시라스 항에서 필드 테스트를 시작했고, 2005년 로테르담의 유니포트(Uniport)에 적용했다.

BROMMA사의 탠덤 스프레더는 기능과 종류에 따라 크게 4가지로 나누어지는데 40피트 컨테이너 2개만 동시취급 가능한 탠덤픽스 40버전, 40피트 컨테이너와 45피트 컨테이너 2개씩 동시 취급 가능한 탠덤 45버전, 20피트 2개 또는 4개와 40피트, 45피트 2개가 동시 취급 가능한 탠덤 T45 버전이 있으며 서로 다른 크기로 조합된 컨테이너 취급도 가능하다.

탠덤콰트로(Tandem Quattro) 버전은 기능상 탠덤 T45 버전과 거의 동일하나 그보다 적은 스프레더 무게를 가지고 있어 하중 측면에서 다소 유리하다. 그러나 20피트에 적합한 텔레스코프 기능이 없어서 20피트 컨테이너 1개를 단독으로 취급할 수 없다. 그래서 탠덤 콰트로(Tandem Quattro)는 40피트나 45피트의 컨테이너 취급비율이 높은 항만에 적합한 형태다.
RAM사에서 개발한 탠덤 트윈리프트 스프레더는 플렉스리프트(FlexLift)라 불리우며 40피트 컨테이너 2개, 20피트 컨테이너 4개의 동시 취급이 가능하다. 플렉스리프트는 위치제어를 위해 유압실린더를 적용하며 헤드블록의 거리, 길이, 높이 조정이 가능한 시스템을 채택해 두 스프레더 간의 정밀한 제어나 위치조정이 가능하다.

컨테이너 취급상황에 따라 스프레더가 분리되거나 위치를 조절해야 할 경우 헤드블록 시브(Sheeve)나 호이스트 로프는 각 스프레더 중앙에 위치해 1개 또는 2개의 컨테이너 작업에 상관없이 장비 안정성, 밸런스와 제어의 정확성에 유리하게 작용한다. 크레인 운전자는 유압시스템을 통해 컨테이너 비틀림, 세로옵셋, 높이, 경사 등 미세조정이 가능하도록 해 서로 다른 높이의 트레일러에 적재가 가능하며 하나의 트레일러만으로도 작업이 가능하다.

이 외에도 1개나 2개의 컨테이너를 별도로 취급할 수 있도록 하며 20피트, 40피트, 45피트까지 취급 가능하도록 했다. RAM사도 각 기능별로 모델 2350, 모델 3350 등으로 구분해 제작된다.


컨테이너크레인의 고효율화 추세

해운사들이 물류비 절감을 위해 선박의 대형화를 요구하고 조선사들도 기술적인 범위 내에서 이를 수용해 컨테이너선은 점점 대형화되고 있다. 1990년대에는 4천~5천TEU급 선박이 주류였으나, 최근에는 1만2500TEU급 선박건조가 예상됨에 따라 초대형화의 길로 접어들고 있다.

따라서 컨테이너선을 유치하기 위한 항만들의 경쟁도 보다 치열해지고 있다. 지리적 입지, 초대형선박을 입항시키기 위한 수용능력, 제반인프라 등을 갖추면서 양질의 서비스를 제공하는 항만만이 중심항만의 경쟁에서 살아남을 수 있게 됐다.

컨테이너터미널에서의 항만하역장비는 선박과의 컨테이너 양적하를 담당하는 안벽장비, 야드까지 컨테이너를 이송하는 이송장비, 야드에서 컨테이너 장치 및 이적을 담당하는 야드장비로 나누어진다.

현재 세 종류의 하역장비 중 가장 많은 변화를 보이는 것은 C/C이고, 선박의 대형화에 따라 C/C 규모도 커지고 있다. 더불어 안벽에서의 작업생산성을 증가시키기 위해 크레인의 기계적, 구조적 장치변화가 급속하게 이뤄지고 있다. 안벽장비의 작업생산성을 증가시키기 위해서 신개념의 C/C를 개발해 기존의 C/C와는 다른 동작 사이클 구조를 갖는 방법과 기존 C/C 중 일부 기계장치를 보완·변경하는 방법 2가지로 나눌 수 있다.

SHST(Single Hoist Single Trolley)타입, DHST(Dual Hoist Second Trolly), 슈퍼테이너타입 등은 컨테이너를 이동할때 트롤리와 호이스트의 장착개수에 따라 동작 사이클을 1, 2, 3분화해 생산성의 변화를 가지는 구조로 설계·제작되며 개념 자체가 다른 형태를 가지고 있다.

이와는 달리 SHST의 동작구조를 따르면서 트롤리에 장착된 스프레더 기능을 개선해 C/C의 고생산성을 달성하는 방법이 있다. 현재 컨테이너터미널에서 사용되는 싱글리프트 타입에서 개선된 스프레더 타입으로는 트윈리프트 타입, 탠덤 트윈리프트 타입이 있다.

현재 탠덤 트윈리프트방식의 스프레더가 일부 대형항만을 중심으로 운영되거나 시험운행 중에 있으며, 조만간 부산신항, 말레이시아 PTP, 영국 P&O 터미널, 스페인 말라가(Malaga), 싱가포르 PSA, 프랑스 르아브르 등 적용할 예정이라고 TOC 유럽 2006 컨퍼런스에서 발표했다.

탠덤 트윈리프트는 몇몇 대형항만에 적용돼 운영하는데, BROMMA사의 탠덤 스프레더는 중국 YICT, 이란 반다르아바스, 스페인 APMT, 네덜란드 유니포트, 벨기에 P&O 앤트워프 게이트웨이, UAE의 DPA에서 운용되고 있다. 중국 YICT는 컨테이너터미널의 성장세가 가장 빠른 대형항만으로 연 20% 이상의 고속성장을 통해 2006년 800만TEU를 처리할 것으로 예상된다.

컨테이너 선박당 작업시간은 현재 20시간에서 10시간으로 줄이는 것과 선박당 200/hr의 생산성을 달성하고 장래 400/hr를 목표로 하고 있다. YICT는 현재 1단계에서 탠덤 트윈리프트를 선박 양하작업에 적용하며 주요 수출항으로서 40, 45피트 공컨테이너 비중이 약 75%에 이르고 있어 향후 2단계에서는 선박 적하작업에 탠덤 트윈리프트를 사용할 계획이 있다.

YICT의 탠덤 적용사항은 ZPMC 안벽크레인에 탠덤 45와 탠덤 헤드블록이 적용되고 2개의 20, 45피트 취급이 가능한 표준 스프레더가 장착돼 있다. 스프레더 아래 약 65톤의 하중을 견딜 수 있으며 탠덤 방식으로 1만1천개의 컨테이너를 취급했다.

스프레더 교환 시간으로 휠 정렬이 약 3분, 헤드블록 연결이 약 6분 등 표준 스프레더에서 탠덤 스프레더로 교환하기 위한 시간이 10~15분 소요된다. 생산성은 작업시간당 평균 20회 작업횟수를 나타냈으며 피크시 30/hr의 작업횟수에 약 59/hr의 컨테이너 처리능력을 보였고, 선박 셀 부분의 작업시 40~45/hr로 나타났다.반다르아바스 컨테이너터미널은 5개 선석에서 연간 5백만TEU를 처리하며, 2006년 중반 BROMMA사의 탠덤 T45를 적용해 운영할 예정이다. 탠덤 T45는 정격하중 80톤의 ZPMC 크레인에 장착되며 주로 선박 양하작업에 투입돼 사용될 예정이다.

Uniport는 중소형 항만으로서 연간 약 60만TEU를 처리하고 있다. 적용 스프레더 모델은 탠덤픽스 40으로 주로 40피트 컨테이너 2개를 선박의 양·적하작업에 이용하며 시간당 생산성은 약 30개다.

초기 탠덤 스프레더를 시험 장착해 테스트한 스페인 APM 터미널은 탠덤픽스 40과 탠덤 T45가 설치되어 있으며 탠덤 스프레더 하의 정격하중은 70톤이다.

탠덤 모드에서 40, 45피트 취급시 생산성은 선창 내 갑판적의 운영을 모두 고려한 값이 최대 30/hr이다. RAM사의 플렉스리프트 스프레더는 YICT의 HPH(Hutchison Port Holdings)터미널에 설치돼 운영되며 시간당 40피트 컨테이너 60개를 처리하는 것으로 알려졌다.

KMI 최상희 부연구위원은 향후 탠덤 트윈리프트의 기능향상과 터미널 생산성에 기여해야 한다고 말한다. 탠덤 트윈리프트 스프레더는 기존 C/C의 전반적인 재설계와 제작없이 스프레더만의 기능개선과 보강으로 고생산성을 달성할 수 있다는 것이 상당한 이점으로 작용하고 있다.

그러나 컨테이너터미널은 장비와 장비가 연계되어 작업하므로 상당히 복잡한 컨테이너 처리흐름을 가지며 여러 작업변수들이 발생할 가능성이 많다.

따라서 탠덤 트윈리프트 스프레더는 기능적으로 우수성이 뛰어나지만 다양한 변화요소를 고려해야지만 장비의 생산성 향상이 터미널의 생산성 향상으로 직결될 수 있는 것이다.


첫째, 선박의 베이플랜과 적합하게 운영돼야 한다. 선박의 경우 화물종류, 기종착지항, 환적항 등 다양한 요인들이 고려돼 적재계획이 수립된다. 따라서 2개의 컨테이너를 동시에 양·적하해야 하는 탠덤 트윈리프트기능은 동일 항만에 모든 컨테이너가 처리돼야 극대화된 생산성을 낼 수 있다. 따라서 탠덤 트윈리프트방식을 운영하는 항만들은 최종 종착항, 40/45피트의 취급비율이 높은 항만에서 많이 적용되며 주로 선박 양하작업만 대상으로 운영된다.

따라서 환적항이나 중간기착항만이 탠덤 트윈리프트방식을 원활히 이용하기 위해서는 도착 전후 항만과의 적재계획을 고려해야 한다.

둘째, 이송 및 야드작업과의 연계성을 고려해야 한다. 컨테이너터미널의 경우 안벽장비의 생산성 증가만으로 터미널 전체 생산성 증가가 이뤄질 수 없다.

즉 안벽에서는 생산성이 높다해도 이송이나 야드에서 원활히 처리하지 못하면 이 두 부분에서 병목현상이 발생하고 결국 안벽생산성을 저하시키는 원인이 된다.

따라서 탠덤 트윈리프트방식을 지원할 수 있는 이송시스템, 야드장치시스템이 필요하며, 기존 터미널에서 탠덤 트윈리프트방식을 채택해 터미널 생산성을 증가시키기 위해서 터미널 전체 하역시스템 개선과 야드 처리능력을 증가시켜야 효율성을 가질 수 있다.


전체 하역시스템 연계 연구개발 필요

셋째, 탠덤 트윈리프트는 기존 C/C에 비해 2배 이상의 하중증가를 가져온다. 따라서 기존 크레인에 적용하기엔 리엔지니어링이 필요한 것으로 판단되며 휠 하중 증가에 대한 안벽구조물 개선도 이뤄져야 한다.

또한 신규 C/C에 도입시 기존 C/C에 비해 부재의 단면증가, 하중증가 등 약 30% 이상의 제작비용 증가가 발생할 것으로 발표되고 있다. 이 외에도 여러 요소를 고려하고 탠덤 트윈리프트방식을 채택하기 위해서는 생산성, 경제성 측면에서 세밀한 분석이 이뤄져야 한다.

마지막으로 현재 개발돼 적용하고 있는 탠덤 트윈리프트방식의 C/C는 스프레더 장치만의 구조변경에 국한된 것으로 C/C의 작업에 있어 효과적 이송 및 버퍼장치개선과 병행돼 이뤄진다면 더욱 높은 생산성을 기대할 수 있다.

따라서 국내외적으로 탠덤 트윈리프트에 대하 관심과 수요가 높아지는 시점에서 C/C의 효과적 생산성 증대를 위해 장치부품 일부 개선만이 아니라 C/C 전반적인 구조개선에 대한 기술 개발이 시급한 상황이라 할 수 있다.

현재 탠덤 트윈리프트는 기존 시범운영을 토대로 두 스프레더 간의 가로 이격거리 증가, 세로 이격거리 증가, 전후 이격거리 증가, 비틀림, 분리운영 등 여러 하역 여건변화에 대응하도록 개발을 지속하고 있다.

이러한 연구개발은 스프레더 기능 및 구조개선으로 인한 C/C 생산성 향상이 항만 전체의 하역시스템 개선에 최대한 반영될 수 있는 방향으로 이뤄져야 한다. 그러므로 고효율 C/C와 관련된 모든 연구개발이 단지 장비성능 향상뿐만 아닌 컨테이너터미널의 전체적인 하역시스템과 연계돼 연구·개발되고 적용돼야 함을 간과해서는 안 될 것이라고 KMI측은 밝혔다.