안녕하세요.
저는 전직, 조선/해양 선체 및 의장 설계 엔지니어였고,
현직, 화학공학 설계 엔지니어로 근무 중입니다.
제가 김어준의 파파이스와 베오베에 cromcrom님의 세월호 오전7시 5분 사건 발생 ㄷㄷㄷ 글을 보고 세월호 사고 관련하여 잘못된 부분이 있다고 판단되어 글을 쓰게 되었습니다.
cromcrom님의 세월호 오전7시 5분 사건 발생 ㄷㄷㄷ 게시글 링크
우선, 이 글을 읽기 전에 알아두셔야할 점이 있어서 먼저 설명하고 시작하겠습니다.
파파이스에서 철제레일이라고 말하는 것은, 관련업에서는 통칭하여 핸드레일(Handrail)이라 부릅니다.
구조는 아래의 그림과 같이,
상부 Pipe는 Handrail, 중간 Pipe는 Midrail, 하단 보호 난간을 Toe Rail
그리고 세개의 Rail들을 수직으로 잡아주는 Post가 있습니다.
1. 1개의 철제 레일(Handrail)이 절단 됨. (김어준의 파파이스 1:33:50 참고)
그림에 보시면 1 > 상단 레일 절단된 상태로 배 안쪽으로 휘어짐, 2 > 하부 레일 U자 형태로 아래쪽으로 휘어짐.
1> 상단 레일은 육안으로 봐도 안쪽으로 휘어진것을 볼 수 있습니다.
2> 하부 레일이라고 나와있는데 중간레일(Midrail) 입니다.
그림상 U자로 휘어져 보이는데, 다른 각도로 보시면.
파파이스에서 보는 사진은 Handrail, Midrail, Post와 겹쳐 보이는 것을 알수 있습니다.
아래의 사진과 같이요.
위에 빨강색은 Handrail, 파랑색은 Midrail, 노랑색은 Post, 녹색과, 주황색은 Post간 간격.
** Post간 간격은 Rail의 정해진 휨 하중을 견디도록 하기 위해 설계상 균일한 간격으로 Post를 설계 함.
그러므로, 빨강색과 파랑색 교차되는 부분에 노랑색 Post가 존재 해야하는 것임.
그러면, 위의 사진을 보면 Post기준으로 Handrail은 좌측은 바깥쪽, 우측은 안쪽으로 휘어져 있으며,
Midrail은 좌측은 직선, 우측은 바깥쪽으로 U자로 휘어져 있음.
이런 파손 형태를 본다면 HandRail을 충격한 물체는 반드시 2가지 조건이 되어야 합니다.
(제 개인적인 생각으로 2가지 조건 만족하려면 앞쪽 Crane이 제일 유력한데.. 사고 영상에서 고정되어있기 때문에 알수 없음.)
1) Handrail를 충격한 물체는 안쪽에서 바깥쪽으로 이동해야 한다.
2) Handrail를 충격한 물체는 Midrail보다 높은 높이로 지나가야 한다.
1) 조건에 대한 설명. (Post #4는 휨응력을 받지 않는 Post)
(1) 어떠한 물체가 검은색 화살표 방향으로 Post #1 & Post #2 사이 지점에 Handrail을 충격 후, 보라색 원 부분을 절단시키며, 관통함.
(2) 빨강색 Handrail이 충격 후, 절단 되면서 바깥쪽 방향으로 향하고, Post #1이 지렛대 역할 을 하며, Handrail 우측이 안쪽으로 꺾임, Post #1은
Handrail과 같이 휨과 뒤틀림.
(3) Handrail이 충격 후, 절단 되면서 Post #2번이 충격으로 안쪽으로 휨. (Post #3 기준으로 Handrail & Midrail이 안쪽으로 휘어있는 것을 볼 수 있음.)
2) 조건의 대한 설명. (Post #4는 휨응력을 받지 않는 Post)
(1) 어떠한 물체가 검은색 화살표 방향으로 Post #1 & Post #2 사이 지점에 Handrail을 충격 후 관통함.
(2) Handrail의 충격으로 Post #1이 비틀리고 휘었으며, Post #2도 같은 방향으로 휨. 그러므로 Post #1과 Post #2는 같은 방향으로 휘었기
때문에 Midrail은 좌측은 휘지 않음.
(3) Post #1 중간을 보시면 Mid rail 구간에서 바깥쪽으로 꺽였으나, Midrail은 휨이나 손상이 없는 것으로 보아 Handrail만 충격이 발생 됨.
(3) Post #1과 Post #5 사이 휨은 (2)에서의 휨으로 MidRail이 우측으로 미는 힘이 발생되므로 휘어짐. 휨 방향은 Post #1이 바깥쪽이므로
동일하게 바깥쪽으로 휘게 됨.
2. Handrail 제작 방법, 강도 (김어준의 파파이스 1:36:30 참고)
파파이스의 김감독님께서 말씀하신 Handrail의 제작 방법, 강도를 언급하셨는데 잘못되었습니다.
Handrail에 강도를 잘못 생각하셔서 충격방향을 위로 생각하시는것 같던데..
(Post 사이를 강타하여 Post에 의해 절단 되는 것으로 김 감독님은 생각 하신듯.)
Pipe에는 여러가지 종류가 있습니다.
보통 Carbon Steel에서는 '일반 배관용 탄소관'과 '압력 배관용 탄소 강관'으로 나뉘는데
Handrail의 Pipe는 단순 구조용 난간 이므로 비싼 재질을 사용하지 않습니다.
보통 재질명 'SGP' or 'SPP'라는 '일반 배관용 탄소관' 사용합니다. 조선에서는 대부분 비용절감으로 'SGP' 사용.
김감독님께서 언급하신 내용은
(1) 하나의 관 : 모든 Pipe는 6meter 단위로 제작됨. 즉 6m 당 pipe끼리 용접을 해야함.
(개인적인 생각이지만, 보통 Post 간격은 2m 내외이므로, 2m로 계산했을때 Handrail 우측 끝단에서 절단된 Pipe 까지의 거리 6m 가량으로 보임.
즉, 용접부 절단으로 의심됨.)
(2) 제작방법 "주물식이 아니라 뽑아내서 만든다."
조선이나 플랜트나 주물 Pipe는 사용하지 않습니다. 뽑아내서 만드는 것은 인발을 말씀하시는 것 같은데, 중국집에서 면뽑듯이 나오는 것을
Seamless Pipe라고 합니다만, Handrail용 Pipe는 ERW(Electric Resistance Welded:전기 저항 용접) 방법으로 제작 합니다.
Seamless Pipe는 용접부가 없기 때문에 Crack이 거의 없기 때문에 강도면에서 뛰어나나, ERW는 용접부가 있으므로 강도가 낮습니다.
그리고 Handrail과 같은 일반 구조용으로 사용하는데 비싼 Seamless Pipe 쓰는것은 본적이 없습니다.
(3) 강도 "이런 강한 재질의 물체를 가지고 마치 칼로 무자르듯이.."
Handrail은 Pipe Size 보통 25A ~ 40A를 사용하는데, 두께가 3.25 mm밖에 되지 않습니다.
저도 몇번 해봤는데. 사람이 발로 차도 휘어집니다. 하지만 절단이 될정도면, 보통 충격으로는 절단이 안됩니다. (용접부 제외.)
(4) 스피드, 빠른 속도로 해야 끊어진다.
모든 금속은 인장강도(Tensile Strength)라는게 있습니다. 인장강도는 속도랑 관계없이 최대 인장 하중이 되면 파단 되므로 잘못된 것입니다.
참고로, SGP & SPP 인장 강도는 290N/mm2로, 금속편에서도 많이 약한 편임.
3. 결론, 3줄 요약.
1) 세월호의 손상된 Handrail은 안쪽에서 바깥쪽으로 충격되어 손상된 것임.
2) Handrail은 일반 구조물 Pipe이기 때문에 일반 금속중에서 제일 약한 편임.
3) Handrail을 손상 시킨 의문의 물체를 "찾아야 한다."
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