[공학저널 전찬민 기자] 최근 한국철도기술연구원이 하이퍼튜브 속도시험에서 세계 최초 시속 1000km대를 돌파에 성공했다. 이번 성공에는 공력시험장치가 있었기 때문에 가능했으며, 이 장치에 적용된 밸브 기술이 중요한 역할을 한 것으로 평가받고 있다.
철도연에서 개발한 이 공력시험장치는 속도, 튜브 내 공기압 등을 유사한 조건으로 1/17로 축소시킨 장치로 이번 시험의 1등 공신이다.
해외의 에어건 방식의 공력시험장치와 비교해보면 시속 600km에 그쳤으며, 1기압이 최고 수준에 불과하다. 하지만 국내 독자 기술인 이 장치는 1000km 돌파와 0.001기압이라는 세계 유일한 기술을 보유하게 됐다.
한편, 이번 시험 성공의 또 다른 숨은 주인공으로 공력시험장치에 적용된 밸브 기술이 손꼽히고 있다. 이 밸브 기술을 개발한 ㈜아이엠텍은 오랜 기술영업으로 익힌 현장의 경험을 토대로 기존의 밸브의 문제점을 파악하고 개선하는데 집중한 결과, 기존제품의 고질적인 문제인 성능과 내구성 그리고 유지보수의 취약성을 혁신적으로 해결했다.
철도연에서 기술력을 인정받은 아이엠텍의 독보적 밸브 기술인 ‘Multi-Role Valve(MRV)’는 크게 세 가지 특징을 가지고 있다.
우선 MRV는 500 bar 이상의 고차압에서도 작은 동력만으로 원활한 작동이 가능하며 빠른 응답성(0.1 sec. 이내)을 갖춘 기술이다.
두 번째로는 Flow path가 뒤틀림이 없는 환형유로 구조로 내구성과 수명이 기존제품의 최소 2배 이상 증가되고 유체의 저항을 최소화해 제어특성이 우수하다. 또한 유체의 소음과 진동, 증기압력에 의한 배관파손 원인인 캐비테이션을 혁신적으로 감소시킨 장점을 가지고 있다.
마지막으로 밸브를 작동시키는 별도의 장치인 구동부가 별도 필요 없어 기존제품에 비해 중량과 부피가 최소 1/2 이상 감소시킨 것이 특징이다.
이번 철도연의 속도시험에 타 기술은 요구되는 성능을 발휘하지 못한 반면, MRV는 빠른 응답성이 요구되면서도 완벽한 실링이 돼야 하는 밸브의 특성이 잘 결합해 성능을 발휘했다.
아이엠텍 이명상 대표이사(사진)은 “이번 실험은 밸브의 신속한 개폐에 요구되는 기술에 얼마나 부합하느냐가 중요했다. 기존의 제품들은 빠른 작동을 실현하기 위해 밸브몸체 상부에 상당히 복잡한 시스템을 구성해야 했지만 MRV는 세계 최초로 국내와 해외의 특허를 받은 기술로 상부의 복잡한 구성없이 밸브내부에 구성된 장치만으로 만족한 결과 값을 얻을 수 있었다”고 말했다.
그는 이어 “유체의 와류에 의한 소음, 진동, 캐비테이션 등은 배관내부의 유체저항과 파손의 주요원인이 되는데, MRV의 환형유로는 이를 최소화해 유체흐름을 원활하게 하고 제어성능을 높였다”며 “밸브의 고장 원인이 대부분 유체압력에 의한 비틀림 현상과 온도, 마모에 의한 것인데 기존의 제품들의 취약한 부분을 개선하고 유체 저항을 최소화한 만큼 수명을 높일 수 있었다”고 말했다.
MRV는 협소한 배관라인의 개선효과, 밸브수명의 연장실현 뿐만 아니라 빠른 응답성과 작동횟수가 많이 요구하는 시스템에 효과적으로 적용이 가능하다.
또한 기존 외산 고가의 고압콘트롤 밸브에 비해 성능이 우수하면서도 가격이 저렴해 원가절감 효과를 가졌으며, 구조가 간단해 설치와 운전, 보수에 드는 비용을 절감할 수 있는 것이 가장 큰 장점이다.
이렇듯 국내의 밸브기술이 우수한 성능을 가질 정도로 기술이 많이 발전했지만 국내의 산업현장에서는 아직도 외산제품의 선호도가 높다고 것이 업계의 의견이다.
이에 이 대표는 “월등한 성능을 발휘하고도 다량의 공급으로 연결되지 못하는 상황이 안타깝다”며 “새로운 제품개발에 도전적인 마인드를 가진 업체와 그 기술을 보다 쉽게 적용할 수 있는 제도를 국가적인 차원에서 조성하는 분위기가 만들어졌으면 좋겠다”고 의견을 내비쳤다.
이러한 상황 속에서 기술 개발에 시간과 열정을 투자해 온 아이엠텍은 더 좋은 품질을 위해 지속적인 기술 업그레이드를 할 계획이다. 또한 누구한테나 ‘밸브 하나는 정말 잘 만든다’라는 소리를 듣는 것이 최종목표다.
