철도연-재료연 ‘의기투합’…초경량 철도 개발 본격화

앞으로 국내 철도가 더 견고해지고 가벼워질 전망이다.

한국철도기술연구원(원장 홍순만, 이하 철도연)과 한국재료연구소(소장 강석봉, 이하 재료연)는 초경량 미래철도 부품·소재 원천기술 개발을 위한 융복합 연구협력 협약을 지난 13일 경기 의왕시에 위치한 철도연에서 체결했다.

이번 협약의 주요 내용은 금속소재 중 가장 가벼운 난연 마그네슘 합금을 적용하는 초경량 미래철도 부품소재 연구 및 기술 개발, 신교통 기술 개발을 위한 철도분야 신소재 연구, 연구성과 창출을 위한 융복합 연구 추진 등 양 기관 간 연구협력을 활성화 하는 것이다.

마그네슘 합금은 밀도가 1.74g/cm2로 스테인레스 스틸의 1/5, 알루미늄 합금의 2/3로 가장 가벼운 금속이지만, 강도가 낮고, 화재 발생의 위험이 있어 그동안 철도차량과 같은 수송기기 소재로 쓰이지 못했다.

하지만 철도연과 재료연의 융복합 연구를 통해 마그네슘 합금의 강도를 지금보다 150% 이상 향상시키고, 발화온도를 기존 550oC에서 750oC이상으로 200oC이상 향상시켜 구조 강도와 화재안전성이 동시에 확보된 가볍지만 더욱 견고한 철도차량용 새로운 소재가 개발되고 있다.

개발 중인 철도차량용 마그네슘 합금 소재는 알루미늄 차체보다 약 30%정도 가벼워져 2층 고속열차에 적용될 경우 승객이나 화물 수송 용량을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

한편 이 기술을 고속철도 차량에 적용하면 차량이 가벼워져 레일 및 구조물에 대한 하중 감소로 레일교체 비용을 10년간 100억원 절감할 수 있을 것으로 보인다. 또 차량의 가속과 감속이 빈번한 도시철도차량에 적용하면 연간 200억 이상의 에너지 저감 효과가 기대된다.

앞으로 재료연은 진동, 충격, 고온의 내구성 등 소재의 내환경성을 확보하고, 화재에도 강한 난연 마그네슘 합금 소재의 원천기술을 개발하고, 철도연은 난연 마그네슘 합금을 적용하는 철도차량 설계·제작 기술 및 화재안전기준 수립 등 미래 초경량 철도차량 기술 개발에 주력할 계획이다.

이와 함께 연구성과 창출과 융복합 연구 활성화를 위해 양 기관의 원장이 직접 참여하는 정보 및 기술 교류회를 정기적으로 개최하기로 했다.

재료연 강석봉 소장은 “재료연이 그동안 연구개발에 심혈을 기울여온 난연 마그네슘 합금 핵심 원천기술이 철도연과 함께 철도분야에 실용화할 수 있는 길이 열려 기쁘다”고 밝혔다.

철도연 홍순만 원장은 “재료연의 훌륭한 난연성 마그네슘 합금 원천기술이 철도연에서 실용화돼 철도 부품·소재는 물론이고, 철도차량의 수출 경쟁력이 더욱 향상시킬 것이다”고 전했다. < 김동민 기자 dmkim@ksg.co.kr >