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장마에도 안전한 열차의 비밀? 철도차량 누수 시험

역대 최장 장마(54일)를 기록한 2020년에 이어 올해는 5월부터 거의 매주 비가 내리는 추세입니다. 올 장마도 평년보다 오래 지속될 것으로 예상되는데요. 비가 많이 내리는 장마철이 되면 집안 곳곳의 습기는 물론 '누수'에 대한 불안도 커집니다. 아무리 튼튼한 새 건물이라도 누수에서 안전할 수 없고, 누수가 발생할 경우 건물 자체가 취약해지는 악순환이 반복되죠.

특히 많은 사람이 이용하는 철도차량의 경우 눈, 비 등으로부터 방어하는 ‘방수 성능’이 매우 중요한데요. 누수가 승객의 안전을 위협할 수 있기 때문입니다. 오늘 현대로템 블로그에서는 철도차량의 방수 성능을 높이고 시민의 안전을 지키는 ‘누수 시험’에 대해 알아봅니다.

 

철도차량의 누수 시험이란?

▲현대로템 창원공장의 철도차량 누수 시험장

철도차량은 기본적으로 제작 공정이 완료된 후 다양한 검사와 시험을 통해 그 성능을 입증합니다. 모든 완성차 시험을 통과한 차량만이 고객사에 납품되어 운행할 수 있는데요. 그중 하나가 기준에 맞는 살수장비로 차체에 일정 시간 물을 뿌리는 누수 시험입니다. 

누수 시험을 진행하는 이유는 비나 눈이 오는 경우에 차량 내부와 운전실, 전장품 등 주요 시설에 물이 침투하지 않도록 하기 위함입니다. 누수 시험의 주요 평가 기준은 다음과 같습니다. 

◎고인 물이 없어야 한다
◎수분 침투가 없어야 한다
◎완전 방수를 만족해야 한다

누수 시험의 특징 중 하나는 전 세계의 다양한 환경을 아우를 만한 가이드가 없다는 점입니다. 이 때문에 차량이 운행할 지역의 환경 조건을 고려해 입찰/계약 단계에서 시행청과 상호 협의를 통해 기준을 정합니다. 특정 프로젝트의 차량이 완성되면 정해진 용량의 물을 일정 시간 분사하여 누수 여부를 확인하는 것입니다. 

▲한 대의 열차가 철로를 누비기까지 #3 - 의장, 검사 편

 

누수 시험, 어떻게 이루어질까?

이번에는 누수 시험의 프로세스를 조금 더 자세히 살펴볼까요? 모든 조립과 제작 과정을 마친 철도차량은 시험 설비 내에 설치된 레일을 타고 시험장 안쪽으로 이동합니다. 외부 도어와 전장품 박스류, 각종 출입문의 정상적인 닫힘을 확인하고 본격적인 시험이 시작됩니다. 

누수 시험장에 설치된 분사 노즐의 압력을 해당 프로젝트에 맞게 지정하고 정해진 시간 동안 차량의 하부를 제외한 5면에 분사합니다. 물을 분사하는 시간 동안 실내에서는 품질 검사원이 수분 침투가 우려되는 모든 출입문과 덮개 등의 누수 여부를 확인하게 됩니다. 여기서 누수 부위가 한 군데도 발견되지 않아야 완성차 기준 합격입니다. 

▲KTX-이음 차량의 누수 시험 모습

그렇다면 누수 시험에서는 대략 어느 정도의 물을 뿌릴까요? KTX-이음의 경우 강수량으로 치면 150mm/h 이상의 물을 뿌려 시험을 진행했습니다. 3시간 강우량 90mm 또는 12시간 강우량 180mm 이상일 때 호우 경보가 발령되는데요. 우리나라 역대 최고 시간당 폭우 기록이 1998년 강화의 123.5mm/h인 것을 고려하면, 실제 운행 환경보다 악조건에서 시험이 이루어지는 셈입니다.

 

누수 시험과 안전의 상관관계

국내에서 운행하는 철도나 지하철 노선에 투입되는 완성차는 대부분 1bar(압력의 단위, 1bar=100,000Pa, 파스칼은 1제곱미터당 1뉴턴의 힘이 작용할 때의 압력) 이상의 압력으로 최초 형식 시험 편성 1시간, 양산 편성은 30분간 누수 시험을 진행합니다. 이처럼 높은 압력으로 엄청난 양의 물을 분사하는 누수 시험은 역시 철도차량의 안전과 관계가 깊습니다. 

▲전장품 박스 등에 누수가 발생하면 심각한 상황이 발생할 수 있다.

많은 승객이 이용하는 철도차량은 기본적으로 전기 에너지와 시스템을 사용해 주행합니다. 그런데 만약 운행 중 누수가 발생하면 누수 부위에 따라 심각한 운행 장애를 일으킬 수 있죠. 전장품 박스에 수분이 침투하면 전기 쇼크가 일어나고, 출입문이나 창문에서 물이 새면 승객에게 큰 불편을 초래할 수 있습니다.

엄격한 누수 기준을 충족하기 위해 철도차량은 다양한 특수 설계를 적용합니다. 구조적으로 수분이 유입되지 않도록 구조를 설계하는 것은 물론, 승강문이 닫히면서 차체와 밀착되는 부위의 고무를 이중 구조로 제작하거나 창문 테두리에 실란트를 사용하기도 합니다.

▲다양한 철도차량의 조립과 검사가 이루어지는 현대로템 창원공장

누수 시험은 철도차량이 품질 확보를 위해 반드시 거쳐야 하는 성능 시험입니다. 납품 전 완성차 성능시험에 누수 시험이 포함되는 만큼, 모든 철도차량 제작사는 필수로 설비를 갖춰야 합니다.

다양한 고품질 철도차량을 제작하는 현대로템 역시 마찬가지입니다. 현대로템 창원공장은 모든 프로젝트의 누수 시험이 가능한 전용 설비를 갖췄는데요. 운전실이나 갱웨이 등 부분적인 시험은 물론 편성 상태에 따라 다양한 조건의 누수 시험이 가능하다는 강점을 지닙니다. 또한, 물의 순환 구조를 통해 연속으로 누수 시험을 진행하거나 최대 2량까지 동시에 살수하여 시험 시간을 줄일 수도 있습니다.

▲비가 많이 온 날에도 철도차량이 안전한 것은 꼼꼼한 누수 시험 덕분!

현대로템은 첨단 기술의 집합체라고 할 수 있는 철도차량을 생산하는 것은 물론, 완성된 차량의 주요 시험까지 자체적으로 실시하며 품질을 높여 왔습니다. 지금 이 순간에도 현대로템 창원공장에서는 해외 수주 프로젝트 차량의 품질 검사가 이루어지고 있다는 사실! 최고의 기술력과 신뢰로 시민의 안전을 지키는 현대로템에 많은 응원 부탁드립니다.