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수돗물 걱정? 우리에겐 스테인리스가 있다 <상수도관 편>

인천 붉은 수돗물, 서울 문래동의 녹물 현상 등이 이어지며 시민들의 물건강에 노란 불이 켜졌다. 서울로 수돗물이 들어온 지 올해로 111년(국내 최초 정수장 준공 기준). 수많은 진화와 개선을 거듭해 선진적인 상수도 시스템을 갖추었지만 이번 사태의 여파로 전국 상수도관의 민낯이 드러나며 시민들의 불안감이 커졌다.

더 깨끗하고 건강한 물을 위한 상수도관 최적의 소재는 사실 멀리 있지 않다. 집에 정수기가 있다면, 정수기 관을 한번 보시라. 재질이 무엇인가? 그렇다, 바로 ‘스테인리스’다. 우리 상수도관도 모두 스테인리스로 교체하자는 목소리도 크다. 절대 불가능하지는 않겠으나, 말처럼 간단한 일은 아니다.

포스코는 스테인리스의 시장 한계점을 극복하고 최근 드러난 시급한 문제들을 해결하기 위해 시장친화적인 제품 개발, 고객사와의 협업에 총력을 다하고 있다. 포스코 뉴스룸에서 우리 상수도 시스템의 현주소와 스테인리스 상수도관의 미래를 살펴봤다.


l 우리나라 상수도 어떻게 이뤄져 있나

수돗물, 총 4개의 상수도관을 거쳐 우리 집 수도꼭지에 도착

수돗물은 어떤 경로를 거쳐 우리 집으로 올까? 막연히 “강에서 물을 끌어다 정수해서 배관을 타고 오겠지.”라고 생각했던 사람들도 최근 상수도 시스템에 관심을 가진 경우가 많을 것이다. 상수도 시스템은 아래와 같이 크게 3단계 계통과 4개의 관으로 나눌 수 있다.

첫 번째는 ‘취·도수계통’. 서울의 경우 한강 상류에 팔당취수원, 풍납취수원 등 총 6개의 취수원이 있다. 취수장에서 취수된 물은 정수장까지 ‘도수관’을 통해 이동된다. 그다음은 ‘송수계통’이라 일컫는다. 서울의 정수장은 총 6곳. 통틀어 연간 약 11억 7천만㎥의 물을 정수한다. 정수된 물은 다시 한번 ‘송수관’을 타고 배수지로 간다. 여기서부터는 ‘배수계통’인데, 배수지에 물을 저장해놓고 공급량을 조절하면서 안정적으로 공급하는 기능을 한다. 이 물은 ‘배수관’을 타고 다시 한번 물탱크에 모인다. 그리고 최종적으로 ‘급수관’을 타고 가정에 도착한다.

물이 우리 집에 오기까지 도수관-송수관-배수관-급수관 총 4개의 상수관을 거친다. 고도의 정수시설을 통해 정수된 물도 이후에 3개의 관을 경유하므로, 각 단계마다 오염 없이 정수된 상태 그대로 흐르는 것이 중요하다. 때문에 “물이 어디에 담겨 오느냐”를 따져봐야 한다.

13%가 30년 이상 사용, 소재는 주철관이 절반

상수관은 재질에 따라 사용연한이 달라지지만, 매설된 지 30년이 지나면 내식성을 가진 관이라도 녹이 발생하는 게 일반적이다. 재질을 불문하고 통상 20년이 지나면 “노후되었다”라고 말한다. 환경부가 공개한 2017년도 상수도통계 자료를 보면, 매설된 지 30년이 지난 상수관이 전국에 28,168 km다. 이는 전체의 13%를 차지하는 것으로 나타났다.

전국 상수관로 중 가장 긴 구간은 11만 6천 km에 이르는 ‘배수관’ 이다. 여기에 가장 많이 쓰인 재질을 살펴보니, ‘덕타일주철관(4만 4천 km)’과 ‘주철관(1만 2천 km)’으로 절반에 달했다. 덕타일 주철관(ductile iron pipe)은 주철관에 세륨이나 마그네슘을 첨가하고 관의 한쪽 끝을 더 크게 만들어서 연결을 용이하게 한 것이다. 연결이 편리하고 일반 주철관 대비 높은 강도와 연성, 내식성을 갖추고 있어 상수관으로 가장 많이 사용되었다. 그러나 관의 안쪽이 시멘트나 에폭시로 코팅되어있어, 시간이 흐를수록 내부 표면이 부식되고 떨어져 나올 수밖에 없다.

전국 송수관의 전체 길이는 배수관의 10분의 1가량이지만, 여기에도 역시 주철관이 가장 많이 사용됐다. 그 앞 단계인 도수관에는 도복장강관(塗覆裝鋼管, coated steel pipe)이 62%로 절대적인 양을 차지하고 있지만, 주철관 역시 약 26% 사용되고 있다. 전체적으로 봤을 때 전국에 깔린 주철관은 6만 4천 km에 이른다.

급수관에는 스테인리스가 대세, 전체로 확대하기엔 현실 장벽 높아

급수관은 주택지에 가장 가까운 관이기 때문에 안정성과 위생성이 부각되어왔다. 때문에 자치단체들은 급수관으로 스테인리스를 적극 사용 중인데, 전국으로 따지면 아직 32%에 그치지만, 서울 91%, 대구 94%, 울산 93% 등 거의 대부분을 스테인리스로만 사용하는 지차체가 늘고 있다.그러나 정부 통계에 의하면 급수관을 제외하고 스테인리스가 상수도관에 채용된 사례는 전무하다. 즉, 상수도관의 가장 마지막 단계인 ‘급수관’으로 오기 전까지 수돗물은 주철관 등을 통과해온다. 정수장에서 정수된 이후에도 말이다.

스테인리스는 왜 급수관 앞 단계의 상수도관에는 적용되지 못했을까? 스테인리스의 탁월한 위생성만 떠올리더라도, 상수도관으로 꼭 한번 고려해볼 만한 선택지이다. 그러나 현실에는 따져봐야 할 다양한 조건들이 있다.

가장 중요한 것은 ‘가격’. 스테인리스는 다른 소재 대비 비싸다. 배수관에 주로 사용되는 주철관과 비교하면 3~4배 비용이 더 나간다. 비용과 더불어 스테인리스 상수도관의 확장을 막는 또 하나의 이유는 ‘의무성의 부재’다. 다시 말해 반드시 스테인리스를 쓸 필요가 없다는 것이다. 우리나라 상수도관은 아연도강관*과 같은 특이 케이스를 제외하고는 특별히 사용을 금지하는 경우도, 사용을 의무화하는 경우도 없다. ‘수도용 자재와 제품의 위생안전기준 인증 등에 관한 규칙’에 따라 통상 KC마크를 인증받은 경우 소재의 제한 없이 수도관으로 사용이 가능하도록 되어있다. * 아연도강관은 사용연한이 10년에 그치고 아연 이온이 수돗물을 오염시킬 수 있어 1994년 건축물 수도관으로 사용이 금지됐다.

 

l 그럼에도, 왜 스테인리스를 고려해야 하는가

시장은 냉정하다. 스테인리스가 상수도관으로 보급화되지 못한 데에는 앞서 말한 현실적인 장벽들이 존재한다. 그럼에도 불구하고, 포기할 수 없는 ‘물건강’을 위해 스테인리스를 반드시 고려해야 하는 이유가 있다.

스테인리스는 쉽게 녹이 슬지 않는다

우선, 당연하게도 우수한 내식성이다. 한국철강협회 스테인리스클럽은 지난 2016년 실제로 아파트 15곳에서 배관을 채취해 강종별로 부식 상태를 비교해봤다. 배관의 종류는 아연도강관, 동관(구리관), 스테인리스관이었다.

현재 사용이 금지된 아연도강관의 경우, 28년 사용한 것을 들여다보니 부식 생성물이 관내부를 막고 있었다. 이런 상태의 아연도강관이 앞서 말했듯 전국 급수관 832km에 깔려있다. 또한 16년째 사용 중인 구리로 만든 동관을 열어보니, 청록색의 녹이 빽빽하게 덮여있었다. 이 녹을 제거해도 관 자체에 패임이 발생해 안쪽으로 계속 부식이 번지고 있었다. 16년 이상 된 동관은 전국에 약 291km 깔려 수돗물을 나르고 있다.

스테인리스는 어떨까. 한 아파트에서 16년간 사용된 스테인리스 급수관을 살펴봤다. 아래의 이미지에서 한눈에 볼 수 있듯이, 스테인리스는 비교적 위생적인 상태를 유지하고 있었다. 특히 부식에 의한 패임 자국 전혀 없이, 물때로 인한 연한 갈색층을 형성하고 있었다. 이 부분을 세척 제거한 후 표면을 확인한 결과, 녹은 전혀 발생하지 않았다.

누수는 우리 세금과 직결… 스테인리스는 누수율을 낮춘다

부식은 녹물 발생과 더불어 또 다른 차원의 문제를 일으킬 수 있다. 바로 ‘누수’다. 누수는 상수관에 있어 치명적인 결함이 될 수 있는데 이는 세금과도 직결되기 때문이다. 스테인리스가 누수율 저감에도 도움을 준다는 다양한 연구들이 선행되었다.

ISSF(International Stainless Steel Forum)에 따르면, 1984년부터 2014년 사이 서울시의 누수율이 상당히 개선되었다. 서울시는 누수율 저감을 위한 다양한 개선활동과 함께 1993년 32%에 불과했던 스테인리스 급수관을 2014년 91%까지 늘렸다. 이 기간을 비교해보니 누수율은 27%에서 2.5%로 획기적으로 감소했고, 누수에 따른 보수작업 역시 연간 4.5만 건에서 1만 건으로 대폭 줄었다. 이는 스테인리스 급수관의 확대가 누수율 저감에 유리하게 작용했음을 시사한다고 볼 수 있다.

 

l 기업시민 포스코, 물건강을 위한 솔루션 개발한다

시장친화적 스테인리스 수도강관 개발에 총력

수도관으로써 스테인리스 소재의 우수성은 이미 많은 연구를 통해 증명되어 왔다. 문제는 현실의 장벽을 어떻게 넘어서냐이다. 앞서 말했듯 타 강종 대비 스테인리스의 높은 가격은 큰 부담이다. 때문에 포스코는 시장친화적인 스테인리스 수도강관 개발에 총력을 다하고 있다.

대표적으로 ‘클래드강(clad steel)’이 있다. 클래드강은 두 개 이상의 다른 소재를 붙여 만든 판인데, 두 소재의 단점을 서로 보완해 강점을 극대화하는 효과가 있다. 현재 포스코 고객사인 금강은 배관의 안쪽 면은 스테인리스, 바깥쪽 면은 탄소강 또는 PE(폴리에틸렌)로 층을 이루는 다층 수도강관 개발을 진행 중이다. 포스코 역시 이용기술 지원을 통해 클래드강의 확대 방안을 고심하고 있다. 이 개발이 성공적으로 완수되면 가격은 낮추면서 스테인리스의 우수한 위생성은 유지하는 제품을 만들 수 있을 것으로 보인다. 포스코는 또한 배관끼리의 연결 시 본체보다 이음부가 취약한 점을 극복하기 위한 기술과, 강한 내압을 견디기 위한 높은 강도의 스테인리스 개발에도 박차를 가하고 있다.

더불어 최근 경주, 포항 지진의 여파로 내진 설계에 대한 요구가 강화되고 있어, 고강도 배수관에 대해서도 준비하고 있다. 포스코는 현재 급수관으로 가장 많이 사용되는 STS 304과 유사한 내식성을 가지면서, 니켈량을 낮춰 가격 경쟁력과 소재의 강도를 높인 새로운 스테인리스강을 개발했다. 이 소재는 현재 상수도관에 적용할 수 있도록 평가를 받고 있으며 향후 KS등록, KC인증 등을 추진할 계획이다.

지차체 · 고객사와 손잡고 문제 해결 함께 나설 것

포스코는 제품 개발과 동시에 최근의 이슈를 함께 해결해나갈 의지를 다지고 있다. 최근에는 수도관을 제작하는 고객사와 협업을 통해 지자체의 당면 과제에 도움을 줄 수 있는 방안을 모색 중이다. 예를 들어 지자체와 공동사업을 추진해, 전체 사업 예산의 큰 변화 없이 스테인리스관을 적용할 수 있는 새로운 비즈니스 모델을 개발하는 것도 고려하고 있다.

특히 스테인리스 소재 제공자로써, 포스코가 가진 기술과 인프라를 적극 활용해 우선적으로 개선이 가능한 부분부터 힘을 보태겠다는 방침이다. 이를 위해 상수도관 외에도 물탱크 등 수돗물 환경에 영향을 주는 설비들에도 관심을 쏟고 있다. 관련하여 기존 에폭시 방수로 제작된 저수조 탱크 물오염 문제를 해결할 수 있는 스테인리스 패널 라이닝 공법을 연구 중이다. 더불어 대형물탱크 제작 모델 구조해석 등을 통해 안정성을 검증하고, 정수장 및 배수지 콘크리트 저수조의 물오염을 방지하는 기술 개발을 고객사와 공동으로 추진한다.

포스코 뉴스룸에서는 안전한 수돗물을 위해 수도관과 함께 꼭 짚어봐야 할 ‘물탱크’ 소재와 스테인리스의 역할에 대해 ‘수돗물 걱정? 우리에겐 스테인리스가 있다 <물탱크 편>’을 통해 소개할 예정이다.