이중 탄소 배경에서의 파이프라인 기술 혁신: 신형 수소 운송 파이프 성형 공정이 적용되어 수소 에너지 관망 구축을 지원

“쌍탄소” 전략이 지속적으로 추진되고 국내 수소에너지 산업이 시범·실증 단계에서 점차 규모화된 배치로 나아가는 배경에서, 배관 수송은 대규모·장거리·저비용 수소 수송의 최적 경로로 널리 인정받고 있다. 그중 관재 성형, 용접 안정성, 용접부 품질 관리는 순수 수소 배관 공사 실현을 제약하는 핵심 제조 공정 중 하나로, 신랑재경(新浪财经)도 주목했다. 최근 허베이 하이첸웨이 강관유한공사와 한단강철그룹유한책임공사가 공동으로 연구개발한 수소 운송 배관 성형 장치 및 성형 방법이 국가 지식재산권국이 발급한 발명특허증을 정식으로 취득했으며(특허번호: ZL202610864257.4, 허가 공고일 2026년 09월 15일), 국내 직선 이음형 수소 운송 배관의 표준화·안정화 생산에 새로운 기술 방안을 제시했다.

수소에너지 배관은 일반 석유·가스 수송용 강관과 달리 수소 분자의 크기가 작아 관재 용접부의 균일성, 성형 정밀도, 내부 잔류응력 제어에 대해 더욱 엄격한 요구가 있다. 용접부 결함과 성형 편차는 곧바로 수소취성 및 누설 위험을 높이며, 이것이 현재 업계가 집중 공략하는 핵심 방향이기도 하다. 이번에 허가된 발명특허는 금속 직선 이음 배관의 용접 성형 기술 분야에 속하며, 전체 장치는 작업 프레임, 이송 롤러 유닛, 용접 토치, 용접 전 위치결정 유닛 및 용접 후 처리 유닛으로 구성된다. 기술 방안은 위치결정 콘 롤러가 강판 접합부 양측에서 회전하며 위치를 제한하고, 배관 이송 성형 과정에서 관재의 자전을 억제해 접합부 위치가 용접 공정과 안정적으로 정렬되도록 보장한다. 여기에 용접 후 처리 공정을 더해 용접부의 성형 상태를 최적화하고, 성형 편차로 인한 품질 위험을 낮추며, 고압 수소 수송 조건에서 요구되는 배관의 일관성과 밀봉성에 적합하게 했다.

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그림 1: 허베이 하이첸웨이가 수소 운송 배관 성형 장치 및 성형 방법 특허증을 취득한 이미지

이 특허의 연구개발 팀은 허우융가오, 자가이펑, 장성용, 류웨셩, 리빈, 왕신쥔, 왕훙첸, 류서셩으로 구성되며, 특허는 2026년 6월 16일에 출원되어 국가 지식재산권국의 실질심사를 거쳐 순조롭게 허가되었다. 특허권자는 창저우 옌산에 위치한 허베이 하이첸웨이 강관유한공사와 한단강철그룹유한책임공사로, 강관 제조기업과 상류 철강 소재 선도기업이 협력해 난제를 공략하는 산학연용 혁신 모델을 형성했다.

국내 라인파이프 강관 제조 분야의 중추적 주체로서, 허베이 하이첸웨이 강관은 오랫동안 청정에너지 수송 배관의 기술 고도화에 집중해 왔으며, 수소 운송 및 혼수소 배관 관련 기술 비축을 지속적으로 확대해 왔다. 이전에도 수소 운송 배관 용접 보조 장치, 배관 결함 검출 등 분야에서 다수의 특허 성과를 거뒀고, 기업은 연구기관과 함께 청정에너지 배관 제조 중점실험실을 구축해 수소 적합성, 용접 공정, 비파괴검사 등 방향의 시험 검증을 지속적으로 수행해 왔다. 제품은 국내 여러 수소에너지 시범사업의 배관 수요를 지원하고 있다. 산산현 인민... 한편, 한강(邯鋼)은 국내 철강 소재 연구개발 및 공급의 선도 기업으로서 수소 운송 전용 관재에 안정적인 원재료 연구개발 및 공급 지원을 제공할 수 있으며, 양측의 공동 연구개발은 특수 배관의 “소재 — 성형 — 용접” 사슬에서 협동 혁신 통로를 열었다.

산업적 관점에서 보면, 국내 수소에너지 관망 건설은 아직 시작 단계에 있으며, 순수 수소 장거리 수송 배관 시범사업은 점차 실현되고 있지만 대규모 양산과 고일관성에 적합한 수소 운송관 제조 공정은 여전히 큰 고도화 여지가 있다. 전통적인 직선 이음 강관 성형 과정에서는 관재 이송 중 편위와 비틀림이 발생하기 쉬워 용접부 중심 정렬 오차를 초래하고, 후속 탐상 및 안전 평가의 부담을 가중시킨다. 이번 신특허의 기술 경로는 성형 중심 정렬 안정성 문제를 중점적으로 최적화하여 연속 생산 환경에서 인력 개입을 줄이고, 직선 이음 수소 운송 배관의 대량 생산 시 치수 일관성을 높일 수 있다. 이는 후속 배관이 고압 수소 수송 환경에서 겪을 수 있는 안전 위험을 낮추는 데 유리하며, 이후 혼수소·순수소 관망 공사에 공정 지원을 제공한다.

업계 분석에 따르면, 수소에너지 산업의 병목은 저장·운송 단계에 집중되어 있으며, 배관 수송은 수소에너지의 규모화 배분을 실현하는 핵심 매개체다. 관련 제조 공정과 품질 관리 기술의 지속적 축적은 수소에너지 관망 건설의 진입 장벽을 낮추고, 재생에너지 수소 생산의 지역 간 배분 실현을 지원할 것이다. 주목할 점은 단일 공정 특허만으로 수소취성, 장기 운용 안전 등 모든 업계 난제를 완전히 해결할 수는 없다는 것이다. 수소 운송 배관 공사의 실현에는 전용 수소 적합성 강재, 전 공정 비파괴검사, 운용 모니터링, 표준 규범 등의 체계적 지원이 함께 필요하며, 산업 체인 전반의 지속적인 협업 투자가 여전히 요구된다.

향후 발전을 향해, 하이첸웨이 강관 관련 기술팀은 이번 특허 기술을 바탕으로 공정 중간시험 검증을 지속 수행하고, 수소 운송 프로젝트의 운전 조건과 결합해 성형 파라미터를 지속적으로 최적화할 것이라고 밝혔다. 동시에 한강과 연동해 신소재·신공정의 공동 연구개발을 이어가며 청정에너지 배관의 기술 비축을 꾸준히 확충해, 배관 제조 측의 기술 혁신으로 국내 수소에너지 기반시설 건설을 지원할 계획이다.

수소 운송 배관 Q&A

Q1: 수소 운송 배관과 일반 석유·가스 수송 강관의 제조상 가장 큰 차이는 무엇인가?

A: 수소 분자는 침투력이 강해 수소취성 파손을 더 쉽게 유발하므로, 수소 운송 배관은 강재 재질, 용접부 성형 품질, 잔류응력 제어, 비파괴검사 기준에 대해 더 높은 요구가 있으며, 배관 성형·용접 공정의 안정성 제어는 일반 가스관보다 훨씬 엄격하다.

Q2: 직선 이음 수소 운송 배관 성형 과정에서 어떤 문제를 겪기 쉬운가?

A: 관재는 이송 및 맞대기 이음 단계에서 비틀림과 편위가 발생하기 쉬워 용접부 중심 정렬 불일치를 초래한다. 또한 용접부 성형이 불균일하거나 잔류응력이 기준을 초과하면 고압 수소 환경에서 누설 및 수소취성 파손 위험이 증폭되며, 이것이 바로 본 특허가 중점적으로 해결한 문제점이다.

Q3: 왜 강관 공장과 철강 기업이 함께 수소 운송 배관 기술을 연구개발하는가?

A: 수소 운송 배관의 성능 기반은 전용 강재에 있으며, 성형 공정은 강재의 기계적 특성과 맞아야 한다. 제철소는 수소 적합성 판재 개발을 담당하고, 강관 공장은 성형·용접 공정에 집중한다. 상하류 협력은 소재와 공정의 적합성 불일치를 방지하고 기술 실현 효율을 높일 수 있다.

Q4: 수소 운송 배관 특허가 현장에 적용되면 대규모 수소 장거리 관망을 바로 구축할 수 있는가?

A: 공정 특허는 제조 단계의 일부 기술 난제를 해결할 뿐이며, 수소에너지 관망의 규모화 건설에는 완비된 관재 표준, 안전 규범, 감독검사·인수 체계, 운영 모니터링 방안이 함께 필요하다. 이는 전 산업 체인의 협동 추진이 필요한 시스템 공사다.

특허명: 수소 운송 배관 성형 장치 및 성형 방법

특허번호: ZL202610864257.4

허가 공고번호: CN122401080 B

특허권자: 허베이 하이첸웨이 강관유한공사, 한단강철그룹유한책임공사

허가 시간: 2026년 09월 15일

면책 성명: 본문은 업계 정보 공유용이며, 정보는 공개 채널에서 제공된 것으로 참고용입니다