나. Nibbler 절단
Nibbler 절단은 고속 왕복하는 펀치와 다이를 활용하여 절단물에 구멍을 내거나 자르는 절단 도구로서 수중 절단 및 원격 절단이 가능하다. 통상적으 로 큰 지름을 가진 파이프 및 탱크, 연강 및 스테인리스 스틸과 같은 재질에 적용이 가능하다.
Nibbler 절단의 해외 적용 사례로 Rocky Lats site에서 탱크, RV(Reactor Vessel)의 Insulation shroud를 절단하는데 사용되었으며, VAK 실험로에서 수중 절단 공법으로 활용하였다[12].
기술의 단점으로는 많은 진동이 유발되며, 제한된 형태와 두께를 가진 대 상체에만 적용이 가능하고 대상물 주변이 정리되어 있어야 한다.
Fig. 16. Nibbler 절단 기기[12]
Fig. 17. Nibbler 절단 작업 예시[2]
다. Grinder 절단
Grinder 절단은 전기 및 가스, 압축공기 등과 같은 동력원 선택의 범위가 크고 단독 작업이 가능하다. 폭 넓은 규격을 가진 대상물과 많은 양의 절단에 용이하다. 하지만 2차 폐기물인 Aerosol 발생량이 많고 칼날의 마모가 쉽기 때문에 비용적인 측면으로 보았을 때 효율이 많이 떨어진다. 또한 화재의 원 인이 되는 불꽃이 발생된다는 단점을 가지고 있다[12].
Fig. 18. Grinder 절단[2]
라. Shear 절단
Shear 절단은 수동, 유압, 수압식, 전기와 같은 다양한 구동 방식이 있으 며, 절단 대상체의 재질에 제한이 없다. 또한 수중 절단이 가능하다. 타 공정 과 비교하여 절단 비용 및 분진 발생량이 적으며, 에어로졸을 발생시키지 않 는다. 하지만 절단면이 찌그러지는 경향이 있고, 절단 칼날 손상 시 대체 공 구의 적용이 어렵다는 단점을 가지고 있다[12].
Fig. 19. Shear 절단 기기[18]
마 Diamond Wire Saw 절단
Diamond Wire Saw는 다이아몬트 팁을 붙인 와이러를 회전시켜 절단하는 공 법으로서, 절단 대상물의 재질 및 두께에 제한이 없다. 두꺼운 구조물, 벽, f loor, 파이프 등에 적용이 가능하다. 레이저 공법과 비교하였을 때 절단면이 거칠어 정밀한 절단이 불가능하며, 에어로졸, 물, 가스, 오염된 전선 등과 같 은 다양한 2차폐기물이 발생된다[12].
Fig. 20. Diamond Wire Saw기기 및 절단 방법 [2]
바. Milling 절단
Milling 절단 공법은 둥근 칼날을 장착하여 절단하는 공법으로 비용이 적게 소요되며, 에어로졸 발생량이 적어 수중 절단에 적합하다. 하지만 많은 힘이 소요되기 때문에 원격 절단에 어려움이 있고 대상물의 두께에 제한이 있으며, 작동 시 냉각용 액체가 필요하다[12].
Fig. 21. Milling 절단[2]
사. AWJ (Abrasive Water Jet) 절단
Abrasive Water Jet 절단 공법은 고압 펌프에서 배출되는 고압의 물을 활 용하여 연마제와 함께 분사해 물체를 절단하는 기술이다.
노즐의 선단장치가 작아 원격이 가능하며 미진동, 저소음, 무분진 등과 같 은 장점을 가지고 있다. 또한 주변 재료의 온도 변화에 의한 변형 등에 대한 영향이 적어 복합재료에도 적용이 가능하다. 하지만 초고압수를 위한 별도의 장치가 필요하고 타 공법인 Plasma Arc 절단과 비교하여 느린 속도, Plasma 및 Laser 보다 높은 가격, 2차 폐기물인 다량의 폐수가 발생하는 단점이 있 다[12].
Fig. 22. Abrasive Water Jet 절단 공법[12]
Fig. 23. Abrasive Water Jet 절단 예시[2]
절단공법 특징 절단대상 절단속도 에어로졸 발생 여부
열적 절단
Flame · 수중/원격 작동 가능 - - O
산소 lance(창) · 수중/원격 작동 가능 - - O
Laser · 수중/원격 작동 가능
· 복잡한 형상
· 반사되지 않는 물체
· 화재에 둔감한 재료 강철
· 750~30 m m/min(STS) O
Plasma · 수중/원격 작동 가능
· 큰 지름의 파이프와 탱크, 평판 및 압력용기 단순한 형상
· 금속 및 전도성 재질
· 전기전도성물질, Al, Cu, STS 등
· 70~130 m
m/min O
전기적 절단
EDM · 수중/원격 작동 가능 · 모든 재질 · 기계적
방식의 1/10 O
MDM · 수중/원격 작동 가능 · 어떠한 기계적 형상도 절단 가능
· 모든 재질 - O
Arc Saw · 수중/원격 작동 가능
· 작은 지름의 파이프 평판 및 압력용기
· 전기 전도성물질, STS, 고합금강 Al, Cu 등
· 10~1 cm/m
in O
기계적 절단
기계톱 · 수중/원격 작동 가능
· 복잡한 형상 작은 지름의 파이프
· 모든 재질
· 왕복톱의 경우 스틸, Al, 비철금속
· 와이어톱은 매우 두거운 금속 및 콘크리트 절단에 적합
· 1~0.2 cm/
min O
Nibbler · 수중/원격 작동 가능 · 큰 지름의 파이프와 탱크
· 연강, STS · 1m/min O
Grinder · 수중/원격 작동 가능
· 대상물 규격에 대한 선정 범위가 넓음
· 대량 처리가 가능
- O
Shear · 수중/원격 작동 가능 · 파이프, 벽
· 모든 재질 - O
Diamond Saw · 수중/원격 작동 가능
· 두꺼운 구조물 및 벽, 파이프, 콘크리트, 금속
· 대상물의 재질 및 절단 깊이에 제한 없음
- O
Milling · 수중 작동 가능 · 복잡한 형상 O
AWJ · 수중/원격 작동 가능 · 복잡한 형상
· 대부분의 재질
· 25~115 m
m/min O
Table. 7 절단공법 별 특징[12]