포스코 스테인리스 부문의 솔루션 활동이 빛을 발하고 있다.

포스코 스테인리스에서는 고객사가 보유하지 않은 내식, 피로, 용접 시험 등 소재 성능 평가나 환경, 위생에 대한 솔루션 및 고객사가 필요로 하는 교육 등을 토털 서비스로 제공하고 있다.

PHEV(Plug-in Hybrid)용 스테인리스 연료탱크 개발 솔루션 활동

최근 자동차 업계는 환경문제와 안전에 대한 규제가 강화되고 있어 고효율 엔진 개발과 더불어 부품 체질 개선을 추진하고 있다. 이에 포스코는 글로벌 자동차 메이커 뿐만 아니라 자동차 부품사와도 협력 과제를 수행하는데 힘을 쏟고 있다.

A社(자동차 부품사)의 *PHEV(Plug-in Hybrid)용 스테인리스 연료탱크 개발 솔루션 활동은 좋은 예다. 최근 유럽의 자동차사들은 PHEV용 연료탱크로 플라스틱이 아닌 스테인리스를 적용하고자 하는 경향이 있다.

PHEV차량은 EV(전기)모드 주행 시 내연기관차보다 연비가 좋아 주유 주기가 길어지기 쉬운데, 이로 인해 연료탱크 內 잔여 증발가스의 압력이 상승해 상대적으로 연료탱크의 고강성이 요구된다. 이를 견디기 위해 강도가 높은 스테인리스를 적용하려고 하는 것이다.

포스코 기술연구원의 PHEV용 스테인리스 연료탱크. (자동차 내부에 PHEV용 스테인리스 연료탱크 이미지 형상화)
▲ 포스코 기술연구원의 PHEV용 스테인리스 연료탱크. (자동차 내부에 PHEV용 스테인리스 연료탱크 이미지 형상화)

PHEV(플러그인하이브리드, Plug in Hybrid)는 기존 하이브리드 자동차처럼 일반 엔진과 전기 동력을 동시에 사용해 운행하는 자동차지만, 플러그인 하이브리드 자동차는 전기모터가 기반이고 내연기관이 보조하는 시스템이다.

플러그드인 하이브리드 자동차는 EV(전기)모드시 주행시간이 길어 내연기관의 연료탱크내 증발가스를 포집함에 따라 내압상승으로 높은 강도를 요구한다.

이에 A社의 소재 공급사인 포스코는 스테인리스 스틸에 대한 기술적 요구 사항을 해결하기 위한 솔루션 팀을 구성했다.

포스코는 글로벌 완성차 메이커의 엄격한 품질을 만족 할 수 있도록 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 성형해석, 내압해석, 용접조건 최적화 등을 수행하였고 부품사는 이를 바탕으로 고품질의 연료탱크를 제작할 수 있었다. 현재 A社는 글로벌 자동차사에 스테인리스 연료탱크를 양산 공급 중이다.

최적 소재와 성형 방법을 도출하기 위한 연료탱크 성형/내압/용접 시뮬레이션 분석.
▲ 최적 소재와 성형 방법을 도출하기 위한 연료탱크 성형/내압/용접 시뮬레이션 분석.

또 다른 부품사 S社의 경우는 포스코 적극적으로 지원을 요청한 것으로 알려졌다. S社는 자동차 연료주입관용 특수강종인 STS 304강재로 4차례에 걸쳐 자체 부품 테스트했으나 연료주입관에 30% 이상 크랙이 발생해 당사에 강재 개발을 요청했다.

이에 포스코는 현재 연료주입관용으로 가장 많이 사용되는 STS 304과 유사한 내식성을 가지면서, 소재의 강도를 높인 STS 304XD강을 신규 개발했다.

304XD 강재를 적용한 자동차 연료시스템 구조도, 연료주입관의 내식성을 향상시켰다.
▲ 304XD 강재를 적용한 자동차 연료시스템 구조도, 연료주입관의 내식성을 향상시켰다.

해외 자동차사는 연료주입관의 형상화와 가공이 어려워 부품을 별도로 제작한 후 용접하는 분리형 제작방식을 고수하고 있던 터라, 가공성이 떨어지고 부식될 가능성이 있어 당사와 S社는 다단성형을 통해 단일형 부품 제작방식으로 차별화했다. 이를 통해 북미형 승용차와 SUV에 안정적으로 공급할 수 있게 됐고 불량율도 ‘17년 70%에서 6%로 대폭 저감됐다.


송도 철강솔루션연구소 성형연구그룹 정양진 박사와 정한용 박사는 “실제 부품의 성능을 검증하기 위해 R&D센터와 생산라인을 수십 차례 오가며 시제품 제작과 테스트를 수행했다” 며 “경쟁력 있는 고객사와 목표한 바를 달성했을 때, 이것이 진정한 솔루션 개발의 보람이 아닐까 생각을 하게 됐다”고 제품 개발에 참여한 소감을 전했다.

고객사 역량강화를 뒷받침하는 포스코의 스테인리스 솔루션 아카데미

스테인리스처럼 일반강재 대비 가공, 성형 방법에 차이가 있는 특수강의 경우는 고객사들의 사용 경험 부족으로 소재 채용을 기피하는 경우가 종종 있다. 이에 포스코는 고합금 스테인리스 강재 사용 경험이 적은 고객사들을 위해 별도의 교육 프로그램을 함께 제공하고 있다.

특히 최근에는 건축, 소방 관련 내진기준 강화로 이에대한 스테인리스 특수강의 확대 적용 방안을 고객사와 함께 모색하고 있다.

일례로 작년 10월에는 부산대 지진방재센터, 철강협회, 고객사 전문가를 초청해 내진설계 실태와 개선방안에 대해 공유하는 자리를 가졌다.

지난해 10월 철강협회, 학계, STST고객사 및 포스코가 공동으로 참여해 강화된 내진 규격에 대응하기 위한 솔루션을 공유하는 자리 갖는 모습
▲ 지난해 10월 철강협회, 학계, STST고객사 및 포스코가 공동으로 참여해 강화된 내진 규격에 대응하기 위한 솔루션을 공유하는 자리 갖는 모습

프로그램을 담당한 포스코 스테인리스마케팅실 박계병 리더는 물산업용 고강도 스테인리스 강재를 소개하며“특수강의 야금학적 배경 및 성형, 용접 등 솔루션 교육을 진행하면서 고객사의 소재 이해도를 높이고 가공 효율을 높이는 좋은 기회가 되었다”고 밝혔다.

포스코는 올해 하반기에 솔루션아카데미 참석 고객사의 시장확대를 위해 홍보활동과 고객사의 공정을 개선할 수 있는 솔루션 프로젝트를 추진할 예정이다.

포스코 스테인리스가 특별한 이유는 앞서 살펴본 바와 같이 강재뿐 아니라 기술솔루션을 함께 제공하는데 있다. 글로벌 경기침체, 원재료 가격 상승, 미중 무역분쟁, 코로나19의 여파는 철강 경기에 여전히 매섭지만, 세계에서 가장 경쟁력 있는 철강사의 지위를 지키고 있는 이유가 바로 여기 있는 것이다.

고객이 원하는 까다로운 조건을 맞춘 고부가가치 제품에는 고도의 기술력이 요구된다. 제품 개발과 고객사 판로 확대를 위해 마케팅, 생산, 기술연구원 전문가로 구성된 포스코 솔루션 팀을 꾸려 지금도 필드에서 구슬땀을 흘리고 있다.

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