정밀한 세그먼트 조립의 ‘보이지 않는 손’: 베커 진공 펌프, 중국 쉴드 TBM의 산과 바다 횡단을 돕다

중국 TBM 산업과의 오랜 파트너십

중국 터널 공학 장비의 현지화에 적극적으로 참여해 온 베커 진공 펌프는10년 이상 꾸준히중국 국내 쉴드 TBM 산업에 기여해 왔습니다. 당사는 고품질의 신뢰할 수 있는 제품으로 인프라 개발을 지원하기 위해 최선을 다하고 있습니다.

 

시장 개요: 세계로 진출하는 중국산 쉴드 TBM

중국산 쉴드 터널링 기계는 현재 전 세계 시장 점유율의 70% 이상을 차지하며, 수년 연속 생산 및 판매 1위를 기록하고 있습니다. 국산화율은 95%를 초과합니다. 고가의 수입품에 의존하던 시절에서 전 세계 시장의 3분의 2를 장악하는 단계에 이르기까지, 중국 TBM 산업은 불과 20여 년 만에 놀라운 반전을 이루어 냈습니다.

이러한 성과는 수천 개의 핵심 부품이 완벽하게 조화를 이루어 작동하기 때문에 가능합니다. 그중 종종 간과되곤 하는 부품 중 하나가 바로 세그먼트 설치기(터널 내부에 콘크리트 라이닝 세그먼트를 설치하는 시스템)에 사용되는 진공 펌프입니다.

 

진공 그립핑: 세그먼트 설치의 핵심 기술

세그먼트 설치 장치란 무엇인가?

쉴드형 TBM이 전진한 후에는 터널 붕괴를 방지하고 지반을 밀봉하기 위해 프리캐스트 콘크리트 세그먼트로 터널 내벽을 마감해야 합니다. 세그먼트 설치기는 TBM의 테일 쉴드 내부에 장착된 로봇 매니퓰레이터입니다. 이 장치는 무거운 콘크리트 세그먼트(대개 수 톤에 달함)를 들어 올려 제 위치로 이동시킨 후, 볼트로 고정하여 완전한 링을 형성합니다.

세그먼트 설치기의 집게 시스템은 일반적으로 진공 흡착 패드를 사용합니다. 진공 펌프는 음압을 생성하여 세그먼트를 패드에 단단히 고정시킵니다. 이는 고성능 흡착 컵과 유사한 원리입니다. 이를 통해 세그먼트 설치기는 기계적 클램핑 없이도 세그먼트를 들어 올리고, 회전시키며, 정밀하게 배치할 수 있습니다.

 

세그먼트 설치의 주요 요구 사항

신뢰성 있고 효율적인 세그먼트 설치를 위해서는 진공 펌프가 다음 네 가지 필수 요건을 충족해야 합니다:

  1. 안전한 그립 및 취급
    진동이나 갑작스러운 움직임이 발생하더라도 미끄러짐이나 낙하를 방지할 수 있을 만큼 진공이 안정적이고 강력해야 합니다.
  2. 정밀한 위치 조정 및 신속한 해제
    작업자는 세그먼트를 밀리미터 단위의 공차 범위 내에서 정렬하기 위해 정밀한 제어가 필요하며, 세그먼트가 제자리에 배치되면 지연을 방지하기 위해 진공을 신속하게 해제해야 합니다.
  3. 가혹한 작동 조건에 대한 적응성
    터널 환경은 먼지가 많고 종종 습하며, 무엇보다도 콘크리트 세그먼트는 취급 시 완전히 건조되지 않은 상태입니다.
  4. 낮은 유지보수 비용과 긴 수명
    TBM 프로젝트에서 가동 중단은 막대한 비용을 초래합니다. 진공 펌프는 유지보수가 용이해야 하며, 수개월에 걸친 연속 운전 동안에도 신뢰성을 유지해야 합니다.

 

왜 베커 U5 시리즈 오일 윤활식 로터리 베인 진공 펌프인가?

U5 시리즈 오일 윤활식 로터리 베인 진공 펌프는 세그먼트 설치 시스템을 위해 특별히 설계되었습니다.

 

이 펌프가 앞서 언급한 네 가지 요구 사항을 어떻게 충족하는지 살펴보겠습니다:

Becker U 5.101 oil-lubricated rotary vane vacuum pumps for industrial applications

 

요구 사항 Becker U5 시리즈의 대응 방안
확실한 그립 및 안전한 취급 U5 시리즈는 강력하고 안정적인 진공(절대 압력 0.1 mbar까지)을 제공합니다. 콘크리트 세그먼트는 표면이 다공성이기 때문에, 더 강력한 진공을 통해 거친 표면에서도 확실한 그립력을 보장합니다. 오일 윤활 방식은 연속 작동 중 밀봉 및 냉각을 유지하여 진동 시 진공 손실을 방지합니다.
정밀한 위치 조정 및 신속한 해제 펌프의 빠른 반응 속도로 정밀한 압력 제어가 가능하여, 작업자는 최종 배치 전에 미세한 조정을 할 수 있으며 필요 시 신속하게 해제할 수 있습니다.
뛰어난 환경 내구성 이 펌프는 터널 내부의 높은 습도와 많은 먼지가 있는 환경을 위해 특별히 설계되어, 뛰어난 내먼지성과 내식성을 제공함으로써 장기간 안정적인 작동을 보장합니다.
낮은 유지보수 비용 및 긴 수명 간단한 모듈식 설계로 일상적인 유지보수가 빠르고 간편합니다. 이 펌프는 지속적인 산업용 가동을 위해 제작되어 예기치 않은 가동 중지 시간을 최소화하고 전체 수명 주기 비용을 절감합니다.

 

이러한 이유로, 주요 TBM 제조사들은 자사의 세그먼트 설치 장비에 베커(Becker)의 오일 윤활식 U5 시리즈를 꾸준히 선택해 왔습니다.

 

U5 시리즈에 대해 자세히 알아보기

 

 

베커 진공 펌프 소개

베커는 다양한 산업 분야의 수많은 응용 분야를 위한 진공 펌프, 중앙 시스템, 압축기, 액세서리 및 맞춤형 진공 솔루션을 제공합니다. 혁신적인 솔루션과 수십 년에 걸친 서비스 경험을 바탕으로, 베커는 고객의 생산 효율성을 높이고 유지보수 비용을 절감할 수 있도록 지원합니다. 140년에 걸친 진공 산업 노하우를 바탕으로, 현재 전 세계에 21개의 자회사와 40개 이상의 지사를 운영하고 있습니다.

 

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A simplified illustration of a tunnel boring machine

이 이미지는 AI를 활용하여 생성된 것으로, 터널 굴착기의 단순화된 모습을 보여줍니다.

 

Author: Becker Vacuum & Air Equipment (Shanghai) Co. Ltd.