5. 특허 동향

1) 국가/연도별 동향 분석 범위

조사 대상 기간(2005.01.01.~2024.01) 동안 로봇을 이동시켜 초음파로 배관을 검사하는 기술과 관련된 특허 405건의 검색 결과를 바탕으로 국가별·연도별 특허출원 동향을 분석하였다.

전체 국가의 특허 출원량은 전반적으로 증감을 반복하는 흐름을 보이고 있으며, 최근에는 소폭 증가하는 추세를 보인다. 한편, 2022년 이후 특허출원 건수가 감소한 것으로 나타난 것은 출원 후 1년 6개월 이후 공개되는 특허 미공개 건 증가에 따른 영향으로 판단된다.

2022년 이후에는 미국과 한국에서 특허출원이 가장 활발하게 이루어지고 있으며, 특히 미국의 출원 건수는 지속적으로 증가하는 추세를 보이고 있다. 국가별 특허 출원 점유율은 미국 183건(44%)으로 가장 높은 비중을 차지하며, 이어 유럽 57건(14%)·한국 46건(11%)·중국 37건(11%)·일본 39건(10%)·국제출원 43건(10%) 순으로 나타났다.

2) 각국의 연도별 동향 분석 범위

한국에서는 2010년 이후 특허출원이 증가하는 추세를 보였으며, 특히 2023년에 큰 폭의 증가세가 나타났다.

일본에서는 2016년을 기점으로 특허출원이 증가한 이후 감소하는 경향을 보이고 있다.

미국에서는 2012년 이후 관련 특허출원이 꾸준히 증가하는 것으로 분석된다.

유럽에서는 2017년을 기점으로 특허출원 건수가 증가세에서 감소세로 전환되었으며, 다른 국가 대비 출원 규모도 비교적 낮은 수준으로 나타났다. 이에 따라 유럽 내에서는 해당 기술 분야에 대한 특허 관심도가 상대적으로 낮은 것으로 판단된다.

국제 특허출원은 2017년에 최고치를 기록한 이후 감소하는 경향을 보이고 있다.

6. 결 론

현재는 튜브 결함 발생 부위에 대한 국부적 수동검사 방식이 주로 수행되고 있어 설비 전반의 상태를 종합적으로 파악하는 데 한계가 있으며, 인력 및 비용 부담 또한 큰 실정이다. 이에 따라 수냉벽 튜브 두께 측정 로봇을 활용할 경우, 기존 수작업 방식 대비 인력 절감, 경제성 및 검사 신뢰성 측면에서 보다 높은 효율성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 

검사 작업에는 표면 두께, 표면 곡률, 표면 무결성 및 재료 두께 등을 측정하기 위한 초음파 기반 측정 기술이 활용된다. 또한 열전달 특성, 열 프로파일 및 매핑, 각종 공정 변수 매핑, 녹 및 기타 부식 여부, 표면 결함과 침식 상태, 유기물·광물 침전물 존재 여부, 용접 품질 등을 평가하기 위해 다양한 센서를 로봇이나 검사 장치에 탑재하여 작업을 수행한다.

최근에는 배관을 따라 이동하며 검사 및 보수 작업을 수행하는 로봇 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 배관 외부 검사 및 유지보수 작업은 임시 구조물 설치와 작업자의 안전 확보를 전제로 수행되어 왔으나, 작업 효율성과 안전성 측면에서 한계가 있었다. 이에 따라 이를 대체할 수 있는 로봇 기반 검사·보수 기술에 대한 관심과 연구가 지속적으로 증가하고 있다.

특히 자율주행 기술과 인공지능(AI)을 탑재한 로봇은 실시간 데이터 수집 및 분석을 통해 파이프라인의 무결성을 정밀하게 진단할 수 있어, 산업 현장에서 중요한 역할을 수행한다. 이에 따라 관련 연구와 시장 규모도 지속적으로 확대될 것으로 전망된다.

시장조사기관에 따르면 글로벌 파이프 검사 로봇 시장 규모는 2036년 말까지 약 50억 달러를 넘어설 것으로 전망되며, 2024년부터 2036년까지 연평균 약 15% 성장할 것으로 예상된다. 2023년 기준 시장 규모는 약 30억 달러 수준으로 추정된다.

이 같은 시장 성장은 전 세계 가스 및 석유 파이프라인 네트워크 확대에 기인한다. 2020년 기준 전 세계 162개국에서 약 2,381개의 석유·가스 파이프라인이 운영되고 있으며, 2022년부터 2026년 사이 약 536개의 신규 및 확장 파이프라인 프로젝트가 추진되고 있다. 이에 따라 설비의 안전성과 유지관리의 중요성이 더욱 커지고 있으며, 파이프 검사 로봇 시장도 지속적인 성장세를 이어갈 것으로 전망된다.

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