2024년 04월 19일 금요일
[기획연재] 현대건설 전문가 열전 ① 김정헌 책임 “더 안전한 원자력발전소 건설의 비결, 용접 품질에 있죠”
경험은 그 자체로 강력한 무기가 됩니다. 한 분야에 몰두해 있는 사람의 경험이라면 더욱 그러하죠. 현대건설이 전 세계에 이름을 알릴 수 있었던 것 역시, 맡은 분야의 전문가가 되기 위해 오랜 기간 자신을 단련시킨 사람들이 있었기 때문입니다. 현대건설에서는 회사의 경쟁력이 되어 온 사내 전문가의 인터뷰를 기획 연재합니다.
현대건설 원전 용접전문가 김정헌 책임
“더 안전한 원자력발전소를 건설하는 비결, 용접 품질에 있죠”
[ UAE 바라카 원자력발전소는 프랑스·미국·일본 등 유수의 건설사와의 경쟁을 뚫고 수주한 첫 해외 원전입니다. ]
대한민국은 원자력발전 강국입니다. 국내에만 24기가 가동하고 있고, 2기는 노후화로 정지, 4기는 건설 중이죠. 원자력 발전을 수출해 낸 자랑스러운 기록 또한 갖고 있습니다. 프랑스‧미국‧일본 등과의 치열한 경쟁을 뚫고 2009년 UAE 바라카 원전을 수주해냈죠. 이 사업은 한국을 세계 여섯 번째 원전 수출국 반열에 올려놓았습니다. 국가적 대기록에 현대건설이 빠지면 서운합니다. 현대건설은 1978년 국내 최초 원전인 고리 1호기를 시작으로, 국내외 한국형 대형원전 34기 중 22기의 시공 주관사로 참여했습니다. 국내 건설사 중 최다 원전 건설 실적과 수출 경험을 가지고 있죠.
원전 건설에 남다른 기술력을 자랑하는 만큼 현대건설에는 오랜 경력과 실력으로 뭉친 원자력발전 전문가들이 있습니다. 원자력사업단 소속의 김정헌 책임매니저도 그중 한 명이죠. 현대건설 원전 기술관리 분야의 핵심 구성원인 그는 대내외에서 ‘원전 용접 전문가’로 불립니다. 특히 원전 현장의 용접사들에게는 스승님으로 통하죠. 원자력발전 전문지식은 물론 현장 감각까지 두루 갖춘 김정헌 책임을 만나보았습니다.
글=박현희 / 인포그래픽=김수정
국내 건설사 최초 ‘자동용접 도입’ 선봉장
“현재 시각 오전 6시 30분, 한국은 오전 11시 30분이겠군요. 안녕하세요, 원전사업 수행지원을 맡고 있는 김정헌 책임입니다. 제가 있는 이곳은 아랍에미리트(UAE)의 수도 아부다비에서 서쪽으로 270㎞에 위치한 바라카 원자력발전소 현장입니다. 현장의 *PPS(Physical Protection System) 공조 설비의 성능 개선을 위해 기술지원을 하고자 출장 중이죠. 2014년부터 지난해 9월까지 바라카 원전 현장에서 기술 관리자로 근무했던 터라 로딩 없이 일을 추진하고 있습니다.”
*PPS: 악의적인 공격으로부터 원자력발전소의 중요 자산과 핵 물질을 보호하는 ‘물리적 방호 시스템’.
[ UAE 바라카 원자력발전소 모형 옆에서 포즈를 취하고 있는 김정헌 책임. 2014년부터 지난해 9월까지 현장 기술공무로 근무한 그가 기술지원을 위해 다시 UAE를 찾았습니다. ]
‘사람의 머리로 캐는 에너지’, 원자력을 두고 하는 말입니다. 자연에서 얻는 자원이 아닌, 기술의 집약으로 탄생한 에너지란 뜻이죠. 각종 첨단기술이 총집합된 원자력발전소이지만, 원전을 건설하는 데는 사람의 ‘손끝 기술’이 필요합니다. 바로 용접이죠. 김정헌 책임은 원자력발전소 프로젝트에서만 24년 남짓의 경력을 가진 베테랑 원전 전문가입니다. 1998년 원자력발전소 현장 근무를 시작으로 UAE 바라카 원전 1~4호기까지 국내외 총 5개 원자력발전소 현장에서 근무해왔죠. 지난해 9월에는 본사 원자력사업단에 복귀해 원전 해체와 사용후핵연료 사업에 관한 일 등을 맡고 있습니다. 원전과 관련한 지식을 두루 갖고 있지만, 김 책임의 전문 분야는 용접입니다. 원자력발전소 현장의 기술공무로 근무한 그는 원전 공사를 관리‧감독하는 *한국원자력안전기술원(KINS)의 많은 질의가 용접을 향해 있다는 사실을 알게 됐고, 전문지식을 쌓고자 펜을 잡았습니다.
*한국원자력안전기술원은 원자력 안전규제 사업을 하는 원자력안전위원회 산하 기타 공공기관으로, 원전을 건설하는 시공사가 절차를 준수하는지 관리‧감독하는 역할을 합니다.
“안전한 원전은 용접 품질이 좌우한다는 사실을 깨닫고 2004년 용접 분야 최고 자격인 용접기술사를 취득했어요. 1차 합격률이 12.6%에 불과할 정도로 어렵지만, 현장에서 받은 무수한 용접 관련 질의들을 떠올리며 밤낮 없이 공부했죠. 수험 기간 내내 공부한 것들을 살아있는 지식으로 만들겠다고 다짐했어요. 아무리 이론이 훌륭해도 실전에 활용하기 어려우면 안 된다고 생각했죠.”
김정헌 책임은 각오를 곧 현실로 만들었습니다. 국내 건설사 최초로 ‘원자로 냉각재 배관 시공에 대한 자동용접’ 도입에 성공한 것이죠. 원자력발전소는 1차 *계통과 2차 계통으로 나뉩니다. 1차 계통은 원자력발전소에서 가장 중요한 기기인 원자로와 냉각재 펌프 및 배관, 증기발생기 등으로 구성돼 있습니다. 2차 계통은 터빈 발전기에 관련한 기기로, 발전기를 통해 전기를 생산하고 증기를 물로 되돌리는 역할을 합니다. 1차 계통의 원자로 냉각재 배관은 원자로-증기발생기-냉각재 펌프를 연결하는 원자력발전소의 핵심인데요. 과거 증기발생기 교체 공사에 자동용접을 도입한 적이 있으나 고난도 기술인 탓에 국내 건설사가 아닌 해외 전문사가 주도했었습니다.
*계통은 일정한 체계에 따라 서로 관련돼 있는 부분들을 뜻하며, 영어 번역은 시스템(System)입니다.
[ 원자력발전소는 1차 계통과 2차 계통으로 나뉩니다. 1차 계통은 원자력발전소에서 가장 중요한 기기인 원자로와 냉각재 펌프 및 배관, 증기발생기 등이며, 2차 계통은 터빈 발전기에 관련한 기기로 구성돼 있습니다. ]
김 책임은 신고리 원자력발전소 1,2호기 현장 기술공무로 근무하며 시공 부서와 원자로 냉각재 배관에 대한 자동용접을 현장에 적용하고자 *사전시험 및 기술 개발에 돌입했고, 2008년 도입에 성공했습니다. 덕분에 작업 공기를 7개월에서 5.5개월로 단축할 수 있었죠. 준공 당시 각종 언론에서도 이를 언급하며 “신공법 도입으로 공사기간을 단축해 경제성을 높였다”고 평가했습니다. 그 역시 “원전 핵심 계통에 대한 자동용접을 국내 건설사 중 처음으로 도입했다는 데 자부심을 느낀다”며 소감을 밝혔습니다.
*현장과 동일한 조건으로 진행하는 실물 모형(Mock up) 테스트.
[ 자동용접은 균일한 용접 품질을 확보하기 위해 착수 전 테스트를 진행합니다. 예상되는 용접 변수(전류‧전압, 운봉 속도 등)를 컨트롤러에 입력하면 예상 값에 따라 용접기가 움직이는데요. 용접사는 화면을 통해 용접 진행 과정을 확인하면서 작업을 모니터링합니다. 사진은 자동용접에 적용되는 변수 개발을 위한 테스트 모습. ]
“전문지식이 현장에서 살아 움직일 때 크게 보람을 느껴요. 이론과 현실의 괴리를 좁히기 위해서는 용접뿐 아니라 배관, 기계, 건축 등에 대한 지식 또한 필요합니다. 시공 담당자와 용접사의 고민, 현장에서 이슈가 되는 사안, 예상되는 문제점 등에 관심을 가져야 하죠. 이런 노력 덕분인지 발주처와 감사기관에서도 제 의견을 신뢰해주세요. 긍정의 피드백이 저를 계속 정진하게 만드는 것 같습니다(웃음).”
국내외에서 인정받은 현대건설의 원전 용접 품질관리… ‘손끝 기술’로 K원전 위상 높이다
국내 최고의 원전 건설 실적을 보유하고 있는 현대건설은 원전 용접 기술력도 세계적인 수준을 자랑합니다. 용접 품질관리 프로세스는 국내외에서 우수성을 인정받았죠. 용접의 품질은 용접사의 기량, 주변 환경조건, 예열, *운봉 관련 변수, *후열 처리, *입열량 등 여러 가지가 결정짓습니다. 이중 전류‧전압 컨트롤 및 운봉 속도는 용접사의 기량과 관련돼 있죠.
*운봉(Weaving): 용접봉이 움직이는 방식
*후열(Post Heating): 용접 또는 가스 절단 후 모재(Parent Metal: 용접이 되는 원 소재)를 가열하는 것.
*입열량(Heat Input): 용접부에 가해지는 열의 양이란 뜻으로, 전류‧전압이 높으면 입열량이 증가합니다. 운봉 속도가 빠르면 용접부에 머무는 시간이 적어서 입열량이 작아지죠. 과도한 입열량은 입계 부식(금속 결정 경계면이 약해져 일어나는 부식) 균열이나 인성(외부 충격에 대한 재료의 저항) 저하를 초래하기에 엄격하게 관리해주어야 합니다.
원전 프로젝트 계약서에는 용접 품질관리 및 용접사 관리 방안이 필수적으로 기재되어 있습니다. 착공 후에도 매달 관리 현황을 발주처에 제출해야 하죠. 자동용접이 점진적으로 도입되고 있으나, 원전 현장에서는 시공 공정에 따라 여러 형태의 용접 방법을 요구하기에 용접사의 노련함이 필요합니다. 미국, 프랑스 등 서방 선진국 역시 원자력발전에 대한 수요가 다시 일면서 용접 기술자 양성에 대한 중요성이 대두되기도 했죠. 실제로 지난 6월 23일(현지 시각) 월스트리트저널(WSJ)은 미국과 유럽에서 진행 중인 원전 현장에서 불완전한 용접 문제가 발견되며 완공이 늦어지고 있다고 보도했습니다. 프랑스의 경우 차세대 유럽형 가압경수로 냉각시스템 주변에서 100여 개의 문제가 발견되며 준공이 10년 이상 늦춰졌다고 하는데요. 용접기술자들이 보수 작업을 진행하고 있으나, 용접 수준이 기대치보다 한참 밑돈다고 밝혔습니다. 미국에서도 용접 문제가 발생해 상당기간 원전 공사가 중단됐습니다. WSJ는 이 같은 문제가 끊이지 않는 이유를 수십 년간 원전 산업에 투자하지 않아 새 기술자들을 육성하지 못했기 때문이라고 분석합니다.
“현대건설은 우수한 인적 자원을 자랑해요. 타사뿐 아니라 발주처에서도 이 부분을 가장 부러워하죠. 우리 회사는 원전 프로젝트를 꾸준히 수행해왔어요. 덕분에 사내 원전 전문가들이 충분히 경험을 쌓을 수 있었고, 그 경험에서 우러나온 아이디어와 솔루션이 우리 회사를 독보적으로 만들었죠. 상대적으로 경험이 적은 타사는 현대건설의 용접 품질관리 프로세스를 참고해 운영계획서를 작성할 정도예요.”
[ 현대건설 원전 용접학교에서 기술 교육을 받는 용접사들. ]
현대건설은 1970년대부터 각 원전 현장 맞춤형으로 용접학교를 운영해 왔습니다. 김정헌 책임은 바라카 원전 현장 근무 당시 용접사에게 이론과 기술을 가르치고, 이들이 용접 자격을 충족하는지 검사‧감독하는 업무를 수행했죠. 여의도 면적의 4배(가로 8㎞, 세로 1.8㎞)에 이르는 이 메가 프로젝트에는 지금까지 다양한 국적의 용접사 2100명이 배출됐습니다. 국내 원전 현장 한 곳에서 자격 인증을 받는 용접사가 500명 내외인 점을 고려하면 상당한 규모입니다.
“용접사들에게 바라카 원전 현장의 용접 시스템을 이해시키는 것과 더불어 ‘올바른 용접 마인드’를 심어주고자 노력했어요. 올바른 용접 마인드에는 용접 기량뿐 아니라, 안전사고가 일어나지 않도록 하고, 준수사항을 잘 지키는 것도 포함이었죠. 현대건설의 뛰어난 용접 관리 프로세스와 노하우는 현지에서도 큰 호평을 받고 있어요. 발주처인 UAE원자력공사(ENEC)는 발전소 내 용접훈련센터 건립을 위해 자문을 구해왔어요. 현대건설 용접학교의 구조와 운영방식도 참고해 갔고요.”
원전 현장에서 용접사로 근무하기 위한 과정은 꽤나 복잡합니다. 용접학교에서 최소 3개월 안팎의 교육을 받아야 합니다. 자격을 얻어도 원전 용접사로서 제 역할을 하기까지 1~2년 이상의 경험이 필요합니다.
“용접 부위의 온도, 입열량, 작업 속도는 용접 품질을 결정해요. 쇠파이프나 철판을 용접할 때 입열량이 너무 높거나 낮으면 철이 녹아내리거나 용접이 되지 않거든요. 용접 진행사항에 따라 이를 조절하면서 품질을 높이는 법을 익히는 것이 숙련된 용접사의 비결이죠. 용접사마다 선호하는 변수 범위가 있기 때문에, 작업 전 교육 및 훈련을 통해 규정된 범위 내에서 작업할 수 있도록 관리하는 것도 용접학교 선생님의 역할이에요. 체계적인 교육과 빈틈없는 관리가 기술의 차이를 만들어요. 이것이 원전 기업의 경쟁력을 좌우한다고 생각하죠.”
용접사 선발 | ‧ 용접사별 기량 점검 ‧ 현장 용접 규정 교육 ‧ 자체시험 및 이론시험 |
자격시험 수행 ※ 현대건설 및 발주처(한국전력, ENEC) 품질담당자 입회 必 | ‧ 실기시험 : 용접 기량, 용접봉 관리, 작업 준비 과정, 용접 중 준수사항, 용접 후 마무리 과정까지 종합적 테스트 ‧ 최종합격 시 원전 용접 자격 부여 및 용접자격인정카드 발급 |
현장 용접 관리 | 현장 용접 관리 ‧ 현장 점검으로 용접사별 적정 작업량 모니터링 ‧ 매월 비파괴 검사를 통해 용접 품질관리 ‧ 미흡 사항 발견 시 현장에서 바로 교육 |
※ 재교육 및 자격 박탈 ‧ 집중교육 필요 시 케이스별로 최대 8시간까지 재교육 ‧ 3회 이상 적발 시 용접사 자격 박탈 |
[ 국내외 원전 현장에서 스탠더드로 자리 잡은 ‘현대건설 용접학교 커리큘럼’. 현대건설은 원전 용접 품질 분야에서 남다른 매니지먼트 노하우를 지녔습니다. ]
원전 용접에 관한 모든 문서에는 용접사의 이름과 ID가 기입됩니다. 작업 전에는 매일 용접봉 불출신청서를 작성하고, 작업 후에는 불출신청서에 이름을 적어 용접봉와 함께 반납하죠. 김정헌 책임은 용접사들에게 “현장 규정에 따라 작업을 수행했는지 되돌아보고, 최종적으로 확인한 다음 불출신청서에 이름을 쓰라”고 강조했습니다.
“처음 입교할 당시만 하더라도 중요 업무에 투입되지 못했던 초보 용접사들이 1~2년 이상의 현장 경험과 훈련을 통해 1차 계통 작업을 할 수 있게 됐을 때 뿌듯함을 느낍니다. 필리핀, 베트남 등 동남아 출신 용접사는 원전 현장에서 용접사로 근무했다는 자부심이 남다른데요. 본국으로 돌아갈 때 낡은 용접자격인정카드를 새로 만들어달라고 요청할 정도입니다(웃음).”
SMR 등 모든 원전에 꼭 맞는 용접 프로세스 개발 중
김정헌 책임은 국내에서 16년, 해외에서도 7년 넘게 근무했습니다. 국내외를 오간 덕분에 해외 원전 현장의 특수성을 체감할 수 있었죠. 일례로 바라카 원전의 발주처인 ENEC는 미국, 유럽 등 원전 전문가를 고용해 공사를 감독했는데, 한국과는 다른 기준을 가지고 있었습니다. 정량적인 기준은 납득할 수 있었으나, 정성적인 판단은 이해하기 어려울 때가 많았죠. 김 책임은 “바라카 원전 현장에서 근무하며 많은 교훈을 얻었다”고 말했습니다.
[ 김정헌 책임은 2004년 용접기술사를 취득한 후 원자력발전 그리고 용접 전문가로 활발히 활동 중입니다. ]
“원전 건설에 남다른 노하우를 가지고 있는 우리 회사일 지라도 익숙한 방식으로만 일을 할 순 없어요. 앞으로 수주할 해외 원전 프로젝트에서는 다양한 발주처와 어떻게 합의점을 찾을 것인지가 공사 수행의 중요한 요인이 될 거예요. 현대건설은 현장에서의 소중한 경험이 자산이 될 수 있도록 성공‧실패사례와 지식을 데이터베이스화 하고 있어요. 이 자료들이 향후 현대건설이 수주할 원전 프로젝트에 큰 자산이 될 것으로 믿어요.”
현대건설은 세계적으로 경쟁력을 입증한 한국형 대형원전 사업을 기반으로 소형모듈원전(SMR), 원전해체, 사용후핵연료 처리 등 원자력 전 분야에 걸쳐 관리 체계를 구축했습니다. 특히 원자로, 증기발생기, 냉각재 펌프, 가압기 등을 일체화한 소형모듈원전(SMR)에 역량을 집중하고 있죠. 김정헌 책임은 “설계적인 차이는 있지만, 기술 기준 및 용접 적용 방식은 대형원전과 유사하다”면서 “SMR에 꼭 맞는 용접 프로세스를 개발하고 있다”고 귀띔했습니다.
“현대건설은 *원자로 격납건물 플레이트(CLP, Containment Liner Plate), 원자로 냉각재 배관, 사용후핵연료 수조 등 원전에 필요한 모든 분야의 구조물과 구성품에 대한 용접 프로세스가 마련돼 있어요. 이를 보다 발전시켜 *SMR-160 및 해외에서 신규로 수주할 원전 프로젝트에 적용해 나갈 계획이죠. 저는 현재 *전력산업기술기준(KEPIC) 기계분야 분과위원으로 활동 중이에요. 원자력 품질보증 자격(KEPIC-MN)에 대한 의견을 제시하고, 신규 원전 프로젝트에 기술을 제안하는 역할을 하죠. 현대건설이 원전 그리고 용접 품질관리 분야에서 압도적인 퍼포먼스를 낼 수 있도록 최선을 다할 거예요. 사내에 원전 전문가가 더욱 많아지도록 후배 양성에도 힘쓸 거고요. 계속 노력할 테니 응원해주시기 바랍니다!”
*원자로 격납건물 내벽에는 ‘라이너 플레이트(Liner Plate)’라는 내부 철판이 설치돼 있습니다. 라이너는 원자력이 새지 않도록 밀봉하는 역할을 합니다.
*SMR-160: 현대건설이 원자력 사업 분야 최고 기업인 미국 홀텍社와 공동 개발 중인 160MW급 경수로형 소형모듈원전으로, 사막이나 극지 등 지역 및 환경적 제한 없이 배치가 가능한 범용 원전.
*전력산업기술기준(KEPIC, Korea Electric Power Industry Code): 원자력·화력발전소, 송·변·배전설비 등 전력산업 설비와 기기의 안전성, 신뢰성 및 품질확보를 위해 설계, 제조, 시공, 운전, 유지정비, 시험 및 검사 등에 대한 방법과 절차를 규정한 전력산업계 민간단체표준.
