포스코의 고강도 케이블용 선재 PosCable(포스케이블)로 제작한 PC강연선 규격이 ISO(International Organization for Standardization) 국제표준에 등재됐다. 한국철강협회, 포스코, 고려제강이 4년간 협업 끝에 우리 소재와 기술로 만든 건설 자재를 세계 최고 강도 등급으로 국제표준에 올리고 해외 판로 개척의 초석을 마련했다.
l 대형구조물의 안전을 더하는 강연선과 강선, 원소재는 ‘PosCable’
PC강연선(Steel Strand for Prestressed Concrete, PC鋼撚線)은 교량의 도로나 LNG탱크 등의 콘크리트 내부에 삽입되어 큰 하중을 지지하고 안전성을 확보하는 철강재로, 선재를 가는 선으로 가공(신선 처리) 한 후 여러 가닥을 꼬아서 제작한다. 기존 ISO 표준 PC강연선의 최고 강도는 1,860MPa이었으나, 이번 한국철강협회의 제안으로 그보다 강화된 2,160MPa과 2,360MPa급 제품이 최고 강도 표준으로 올라섰다. 2,360MPa은 손톱만 한 굵기의 1cm2 면적으로 중형차 약 15대 무게인 23톤을 견딜 수 있는 강도로, 이 PC강연선의 원소재는 포스코 선재 PosCable이다.
PosCable로 제작한 PC강연선은 당진-천안간 고속도로 등 다수의 교량과 인천 LNG저장탱크 21~23호기, 광양 LNG저장탱크 5호기 등에 사용되었고 앞으로 서부내륙고속도로, 고덕대교, 광양 LNG저장탱크 6호기 등에도 적용될 예정이다. 2,360MPa급 PC강연선을 이용하면 기존 1,860MPa급 제품과 비교해 PC강연선 물량은 물론이고 강연선 고정 장치나 파이프 등을 포함한 건설 소요 물량 약 20% 이상을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
▲ 포스코 포항제철소에서 선재를 생산하는 모습(왼쪽)과 생산 완료된 선재 제품(오른쪽)
포스코는 스프링, 타이어코드, 베어링, 케이블 등 다양한 용도의 선재를 연간 280만 톤 생산하고 있으며, 그중 PosCable은 고강도 케이블용 WTP(World Top Premium) 강종이다. 최근 현수교, 사장교와 같은 장대교량이 확대되면서 교량의 규모와 안전성을 좌우하는 초고강도 케이블의 수요가 급증했다. 교량의 무거운 상판과 차량 통행으로 추가되는 하중을 버티는 것이 바로 케이블이기 때문. PosCable은 이에 주목한 포스코가 개발한 고강도 선재로, 교량 케이블의 주 소재로 사용되는 것은 물론이고 앞서 설명한 콘크리트 보강용 등 그 적용 분야가 점점 확대되고 있다.
▲ PosCable의 주요 용도는 콘크리트 보강, 교량 주 케이블로 나눌 수 있다. 콘크리트 보강용으로는 PosCable을 여러 가닥 꼬아 만든 ‘PC강연선(이번 ISO 표준 등재)’을 사용하며, 교량 주 케이블은 ‘강연선’ 혹은 PosCable을 한 가닥 형태로 가공한 ‘강선’을 뭉쳐 만든 제품이 쓰인다.
일반적으로 높은 강도를 지닌 강재는 가공성이 떨어지기 마련인데, 포스코는 두 마리 토끼를 모두 잡은 소재 개발을 위해 최적의 합금 성분과 미세 조직 제어 방법을 연구해 PosCable을 시장에 내놨다. 더불어 고강도 PosCable에 적합한 제품 가공 기술과 고정 장치를 개발하고, 제품 성능 인증을 위한 대형 실험 시설을 구축하는 등 PosCable이 실제 구조물에 원활하게 적용될 수 있도록 다양한 이용 기술과 솔루션을 고객사에 제공해오고 있다.
이러한 활동을 통해 PosCable을 적용한 세계 최고 강도 2,160MPa 사장교 케이블이 한강을 횡단할 고덕대교(‘22년 준공예정)에 적용되었고, 최근에는 2,060MPa 현수교 케이블이 여수 화태도와 백야도를 잇는 개도대교(‘27년 준공예정) 설계에 적용되었다. 해외에는 대표적으로 ‘세상에서 가장 긴 현수교’인 터키의 차나칼레 대교에 1,960MPa급의 PosCable이 4만 1천 톤 공급됐다.
l 4년에 걸친 ISO 개정 프로젝트: 한국철강협회, 포스코, 고려제강의 협력 결실
이번 국제표준에 2,160MPa급과 2,360MPa급 PC강연선이 최고 등급으로 등재되었다는 것은, 향후 초고강도 PC강연선이 필요한 글로벌 프로젝트에 PosCable 적용 가능성이 높아졌음을 의미한다. 이를 위해 한국철강협회, 포스코, 고려제강이 힘을 모아 ISO 개정 프로젝트를 추진했는데, 그 시작은 지난 2016년이었다.
▲ 2019년 10월 서울에서 개최된 ISO 위원회 회의
ISO 개정은 개정 제안, 위원회, 질의 과정, 최종표준안 승인, 출판 등 총 7개 단계를 거치며, 최종표준안에 대해 회원국 투표수 3분의 2 이상의 찬성 표를 얻고 반대 표는 4분의 1 이하로 얻어야 승인을 받을 수 있다. 포스코는 한국철강협회를 지원하여 2017년부터 2019년까지 매년 오슬로, 밀라노, 서울 등에서 개최되는 단계별 위원회와 워크숍에 참석해 각 회원국을 위원들에게 ISO 개정을 제안하고 이를 뒷받침하는 연구 결과를 발표하며 우리 소재의 우수성을 적극 설명했다. ISO 회원국들이 요구하는 평가 데이터들을 수집하기 위해 신선 전문 기업 고려제강 역시 PC강연선 생산 테스트와 연구 실험을 지원했다.
최종적으로 한국철강협회가 ISO에 제안한 세계 최고 강도 PC강연선 규격은 4년간의 여정을 거쳐 지난 10월 최종 투표 통과 후 11월 30일 국제표준으로 발간됐다. 이에 따라 2,160MPa과 2,360MPa의 PC강연선이 해외 프로젝트에 적용될 수 있는 초석이 마련됐으며, 향후 주요 국가의 시험 규격인 ASTM(American Society for Testing and Materials, 미국재료시험협회), EN(European Standards, 유럽규격) 등의 개정에도 반영될 수 있는 가능성이 열렸다. 포스코는 이번 ISO 개정을 발판 삼아 고객사의 PC강연선 해외 진출 활동을 지원함과 동시에 그간 이어온 PosCable 이용 기술 개발과 판매 확대에도 박차를 가할 예정이다.