4. 접안능력 초과선박에 대한 계류안전성 평가 분석
4.2.2 계류 안전가이드 설계
다음은 50,000 DWT급, 70,000 DWT급, 100,000 DWT급 Tanker선에 대해 조 류와 파고가 일정할 때 풍속 조건에 따른 계선주 하중 변화를 나타낸 것이다.
선박규모에 따라 풍속이 변화할 때 계선주에 미치는 최대 하중 변화를 쉽게 알 수 있도록 하는 가이드 그래프이다. 이와 마찬가지로 Wave 1.5m 조건에서 선 박 규모에 따라 풍속 변화량에 대한 그래프를 구하여 사용자가 외력 및 선박 조건에 따라 계류 위험도를 예측할 수 있도록 한다.
30 35 40 45 50 55 60
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Bollard Load(ton)
Wind (kts)
100K(Wire) 100K(tail) 70K 50K
Current 3.0kts, Wave 1.0m
Fig. 41 선박별 풍속 조건에 따른 계선주 하중 변화
다음은 각 선박규모에 대해 조류와 풍속이 일정할 때 파고 조건에 따른 계선 주 하중 변화를 나타낸 것이다. 본 계류안전성 평가 대상부두에서는 선체 종방 향으로 조류와 파랑이 존재할 때 파랑의 영향보다는 바람의 영향을 더 많이 받 는 것을 단적으로 알 수 있는데 이는 계류안전성 평가 선박 조건이 경하상태이 므로 풍압면적이 넓어 이러한 결과가 나온 것을 알 수 있다.
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 40
50 60 70 80 90 100 110 120
Current 3.0kts, Wind 50kts
Bollard Load(ton)
Wave (m)
100K(Wire) 100K(tail) 70K 50K
Fig. 42 선박별 파고 조건에 따른 계선주 하중 변화
이와 같은 방법으로 다양한 선박 규모와 조건을 적용하여 외력 조건 변화에 따라 각 부두에 적합한 계류안전성 확보 방안을 마련하여 부두의 접안능력을 초과한 선박에 대한 가이드를 제시, 계류안전성을 확보하도록 해야 할 것이다.
제 5 장 결론 및 연구과제
5.1 결론
본 논문은 부두 접안능력보다 큰 규모의 선박이 부두를 이용하는 실태를 분 석하고 울산 신항 정일스톨트헤븐 3부두를 대상부두로 선정하여 50,000 DWT 급, 70,000 DWT급, 100,000 DWT급 Tanker선에 대해 각각 계류안전성 평가를 수행하여 환경외력에 변화에 따른 계류삭, 계선주 및 방충재 등의 하중 변화를 분석하였다.
울산 신항 위험물 취급 부두 중 대체로 4~5만 DWT급 부두에 접안능력보다 큰 규모의 선박이 부두를 이용하는 경우가 많았고 50,000 DWT급 부두에 최대 100,000 DWT급 이상 선박이 이용한 사례가 있어 50,000 DWT급, 70,000 DWT 급, 100,000 DWT급 선박에 대해 각각 계류안전성 평가를 수행하였다. 계류안 전성 평가는 계류동요 시뮬레이션 프로그램(OPTIMOOR SW)을 통하여 계류삭 의 장력, 방충재 반력 및 계선주에 작용하는 견인력 등을 분석하였다. 계류안전 성 평가에 적용한 선박, 부두 및 환경 모델링은 PIANC(Permanent International Association of Navigation Congresses) Rule, 해상교통안전진단 보고서 및 OCIMF 기준으로 참조하여 설정·적용하였다.
실제 선박의 계류시스템 등을 바탕으로 하여 계류안전성을 평가한 결과, 50,000 DWT급 Tanker선의 경우 OCIMF에서 권고하는 표준환경기준(파랑 조건 제외)을 대체로 만족하는 것으로 평가되었지만, 100,000 DWT급 Tanker선의 경 우 외력조건에 따라 계류삭 장력 및 계선주 견인력 등이 허용범위를 초과하는 것으로 평가되어 이와 같은 외력조건이 발생할 경우 피항 등의 조치가 필요할 것으로 평가되었다. 또한, 70,000 DWT급 Tanker선의 경우에도 외력조건의 변 화에 따라 계류설비의 허용한계에 근접하는 결과가 도출되어 안전성 확보에 상
당한 주의가 필요한 것으로 평가되었다.
특히, 접안 선박의 정측면에서 조류(0.75kts) 조건이 있을 경우, Wire Rope만 사용하는 100,000 DWT급 선박의 경우 파고 0.5m 이상시 풍속 60kts에서, 파고 1.0m 이상시 풍속 40kts이상에서 계류삭에 걸리는 장력이 Winch의 Brake Limit(통상적으로 Rope 파단력의 60%)를 초과하여 계류삭이 풀리는 현상이 발 생, 평가가 불가능한 것으로 나타났다. 또한, Wire Rope와 Tail Rope를 함께 사용하는 100,000 DWT급 Tanker선 또한 파고 0.5m 이상시 풍속 60kts에서 계 선주 최대견인력의 85%를 초과하였고 파고 1.0m에서는 풍속 50kts 이상, 파고 1.5m이상에서는 풍속 40kts 이상에서 계선주 최대견인격의 85%를 초과하거나 Brake Limit를 초과하여 평가가 불가능한 것으로 나타났다. 그 밖에 70,000 DWT급 Tanker선의 경우에도 풍속 50kts 시 파고 1.5m 이상, 풍속 60kts 시 파 고 1.0m이상에서 계류삭에 걸리는 장력이 Winch Brake Limit를 초과하여 평가 가 불가능한 것으로 나타나 잠재적인 해양사고 예방을 위해 계류안전성 확보 방안이 필요한 것으로 분석되었다.
본 논문에서는 부두 접안능력 초과선박이 부두를 이용할 때에 계류안전성을 확보하기 위한 방안으로 각 부두에 대한 선박 규모별, 환경외력별 안전가이드 수립을 제시하였다.
5.2 연구 과제
본 논문에서는 울산항 50,000 DWT급 부두에 대해 실선 모델링을 통한 50,000 DWT급, 70,000 DWT급, 100,000 DWT급 선박 계류안전성 평가를 수행 하였다. 동일한 부두를 이용하는 선박의 규모가 증가 될 때 계류삭, 계선주, 방 현재 등에 걸리는 장력의 변화를 그래프로 나타내었다. 이를 통해 50,000 DWT 급 이상의 선박이 50,000 DWT급 접안능력 부두를 이용할 때 선박 규모의 한 계 및 환경외력 조건에 따른 계류 한계 등을 그래프로 알아볼 수 있다.
하지만, 각 선박의 제원, 계류삭의 종류, 선박 계류 시스템 구조 등이 다양하 고 그러한 요소로 인해 결과가 변할 수도 있기 때문에 좀 더 많은 선박 Type 및 환경 조건에 따른 평가를 수행하여 결과에 대한 신뢰성을 확보할 필요가 있 다.
또한, 각 항만에 있는 위험물 부두 선박 접이안 실태를 조사하여 부두 접안 능력을 상회하는 선박이 접이안 할 경우 어느 정도 규모의 선박이 어느 정도 환경외력에서 접안 또는 계류가 가능한지 사용자가 손쉽게 구할 수 있는 부두 별 계류가이드 마련이 필요할 것이다.
앞서 설명한 바와 같이 대형 해양사고 발생을 미연에 방지하기 위해 입항선 박 종류, 선박 규모, 부두 계류시설 등 각 부두의 특성을 적용한 부두별 계류 가이드 수립이 필요하다. 이를 위해 다양한 사례에 대한 세부적인 분류 체계를 수립하여야 하고, 계류 가이드의 실효성을 높이기 위해 바람, 조류 및 파고 등 의 외력조건은 물론 항주파 영향에 의한 계류 시설물 장력 변화, Ship-Ship 및 SBM 등 다양한 접안 Case 등을 반영하여 대상 부두에 가장 적합한 계류 가이 드를 수립 하도록 해야 할 것이다.
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