타이타닉호는 왜 침몰했을까?

재료역학 책의 표지를 자주 장식하는 사진중에 하나는 2차 세계대전 당시에 두 동강으로 파손된 T-2 Tanker의 모습일 것이다.

T-2급 유조선 세넥타디의 균열 (1943년 1월 16일)

그리고 많은 교수님들이 이 사진을 소개하면서 전형적인 강재의 인성 부족으로 인한 취성 파괴라고 학생들에게 가르치고 있다.

원론적으로 이 강재가 충분한 인성을 가지고 있는 우수한 강재가 아니었다는 사실에는 이견이 없으나, 좀더 본질적으로 생각해 보면 좀 논리적인 부족함을 느끼게 된다. T-2 Tanker와 관련된 좀더 세부적인 논의는 별도로 소개하기로 하고, 오늘은 비슷한 사례로 인식되는 타이타닉에 대해 설명하려고 한다.

타이타닉의 비극

비슷한 사례로 타이타닉호의 침몰에 대한 소개 자료와 연구 논문을 보면 위에 소개한 T-2 Tanker와 비슷한 논리로 설명을 하고 있다.

다들 영화로 너무나 잘 알고 있는 바와 같이 타이타닉호은 1912년에 영국을 떠나 미국으로 향하는 초호화, 초대형 여객선이었다.

하지만 대서양을 건너다가 빙산과 충돌하여 불과 2시간 (어떤 자료는 4시간)만에 완전히 침몰한 것으로 전해지고 있다.

이 배는 약 300만개의 리벳으로 조립된 배였고, 영화를 통해서 널리 알려진 바와 같이 빙하와 충돌하면서 급속도로 침수가 되어 결국 바다에 수장되고 만 비운의 배였다. 당시 최고의 기술력으로 격벽을 설치하여 침수에 대비하였고, 최고급 소재를 사용하여 만든 것인 만큼, 절대로 침몰하지 않는 배라는 상징성까지 부여 받을 정도 였다.

절대로 침몰하지 않는 배라고 소개된 기사

강재의 품질이 떨어져서 발생한 사고?

하지만, 이 배가 빙산에 충돌하고 균열부를 통해 바닷물이 급속도록 유입되면서 침몰한 이후에 이 배의 소재들을 현대적인 인성 평가 방법으로 충격 시험을 해서 아래와 같이 강재의 인성 부족으로 인한 취성파괴라고 그 원인을 소개한 논문 자료들을 볼 수 있다.

리벳 소재의 품질이 좋지 않아서 (슬래그 등의 불순물) 기계적 강도가 확보되지 않았다는 분석 기사

강재의 인성 부족을 소개한 실험 자료

격막 구조와 배수 시스템 등의 설계 오류로 배의 균형이 상실되었다는 내용의 분석 자료

하지만, 당시 세계 최고의 배를 만드는 데, 과연 우리가 흔히 얘기하는 B급 자재를 썼을까라는 합리적인 의심을 하게 되며, 분명히 최고급 자재를 사용해서 제작을 했을 텐데, 왜 비슷한 시기에 만들어진 더 큰 다른 화물선이나 여객선에서는 이런 사고 소식이 전해지지 않고, 유독 타이타닉에서만 이런 얘기가 소개 될까?

혹시 영화때문에 그냥 유명세를 얻은 것은 아닌지 의심해 볼 수 있는 사안이다.

타이타닉은 육상에서 선체를 조립하고 이후 해상에 진수한 이후에 내부 실내 장식을 진행했다고 한다.

Galvanic Corrosion, Crevice Corrosion, & Stray Current Corrosion

그리고 이렇게 해상에 진수한 상태에서 진행된 내부 실내 장식 과정에서 두가지 문제점이 제기된다.

하나는 리벳 재질과 선체 Hull 재질 사이의 미세한 갈바닉 전위 차이에 의한 Galvanic Corrosion과 여기에 추가하여 결합부의 틈을 파고든 해수의 Crevice Corrosion까지 복합적으로 작용하여 부식이 촉진되었다는 논리와, 당시로서는 획기적인 실내 냉장고와 선풍기 등의 직류 설비를 설치하면서 여기에서 누설된 전류에 의한 Stray Current Corrosion에 의한 부식 진전을 지적하고 있다.

Galvanic Corrosion과 Crevice Corrosion의 피해

실제로 해저에 침몰된 진해를 건져서 분석하고, 선박의 건조와 실내 장식 과정을 모두 분석했던 Rober Baboian은 아래와 같이 손상의 원인을 요약하고 있다.  

만약 타이타닉이 강재의 인성 부족과 슬래그가 포함된 저 품질의 리벳으로 인해 균열이 발생하고 침몰해서 우리가 아끼던 디카프리오가 케이트를 남겨두고 죽어야만 했다면, 비슷한 시기에 건조된 다른 많은 상선과 여객선에서도 유사한 사고가 보고되었어야 할 것이다.

본 분석에 대한 좀더 세부적인 내용은 별도로 관련 강좌를 통해 소개하기로 한다.

테크노넷에서는 연 1회 금속손상분석 세미나를 통해 우리 주변의 다양한 손상 사례에 대한 원론적인 이해와 유사 사고 방지를 위한 대안을 공유하고 있습니다.