가스를 사용하는 용접 및 절단 작업은 항상 **화염 역류(Flashback)**의 위험을 동반합니다. 특히 고온·고압 환경에서는 가스가 역류하면서 화염이 배관 내부로 유입되고, 이로 인해 화재나 폭발 사고로 이어질 수 있습니다. 이러한 위험을 사전에 차단해주는 핵심 안전장치가 바로 **역화방지기(Flashback Arrestor)**입니다.
이 글에서는 역화방지기의 작동 원리와 구성 요소, 대표 모델, 그리고 선택 시 고려해야 할 사항들을 안내드립니다.
1. 체크 밸브 (Non-return Valve)- NV
체크 밸브는 가스가 반대 방향으로 흐르는 것을 차단하는 장치입니다.
스프링이 장착된 구조로 되어 있어 가스의 서서히 또는 급격한 역류 모두를 차단할 수 있으며, 산소 또는 공기가 연료가스 쪽으로 유입되는 것을 방지합니다. 이는 연료 혼합으로 인한 내부 폭발 위험을 줄이는 데 중요한 역할을 합니다.
2. 화염 차단기 (Flame Arrestor) - FA
화염 차단기는 **소결 금속(크롬-니켈계 스테인리스)**로 제작된 고밀도 실린더 구조입니다.
배관 내부로 들어오는 역류 화염을 물리적으로 차단 및 냉각시켜, 추가적인 연소 또는 폭발을 방지합니다. 이는 역화방지기의 중심 기능이며, 특히 **연속 불꽃(Backburn)**이 발생했을 때도 효과적으로 대응할 수 있습니다.
3. 온도 감지 차단 밸브 (Temperature Sensitive Cut-off Valve) - TV
이 장치는 내부 온도가 허용치를 초과할 경우 자동으로 닫히는 구조입니다.
일정 온도 이상(통상 105 'C 이상)이 되면 내장된 융해재질(LDPE)이 녹아 가스 흐름을 즉각적으로 차단하게 되어, 고온으로 인한 화재 확산을 차단합니다. 주로 불완전 연소나 연속 불꽃(Backburn) 상황에 대응하는 기능입니다.
※ LDPE (Low-Density Polyethylene)는 약 105~115℃에서 녹는 성질을 활용해, TV 밸브 내에 Melting Body 부품으로 적용됩니다.
해당 부품이 녹으면서 가스의 유로를 차단하고, 화염의 전파를 효과적으로 방지하는 핵심 역할을 수행합니다.
4. 압력 감지 차단 밸브 (Pressure Sensitive Cut-off Valve) - PV
역류나 역화가 발생하면 가스 흐름 반대편에 급격한 압력 상승이 발생할 수 있습니다.
이때 압력 감지 차단 밸브는 역압을 인식하여 밸브를 자동으로 닫아 가스 흐름을 차단합니다.
이는 특히 산업용 고압 라인에서 역화의 충격을 최소화하는 데 필수적인 안전 기능입니다.
5. 폭발압력 릴리프 밸브 (Explosion Pressure Relief Valve) - RV
역화나 내부 폭발로 인해 순간적으로 큰 압력이 발생하는 경우, 릴리프 밸브가 열려 압력을 외부로 방출시킵니다.
이 기능은 배관이나 호스 손상을 방지하고, 파편 및 충격을 완화하는 데 필수적입니다.
특히 복잡한 배관 시스템이나 가연성 가스를 사용하는 현장에서 중요한 보호 장치로 작용합니다.
결론
역화방지기는 단일 기능이 아닌, 위와 같은 5가지 안전 기능이 통합된 복합 보호 장치입니다.
제품 모델에 따라 2가지(FA/NV) , 3가지(FA/NV/TV), 5가지(FA/NV/TV/PV/RV) 기능이 있으며
국내에서는 주로 3가지(FA/NV/TV) 기능이 있는 제품이 판매되고 있습니다.
국제 규격 DIN EN ISO 5175에 따라 설계된 장비는 국내 KOSHA 인증도 있으며 역류, 화염, 고온, 고압, 폭발 등 복합적인 위험요소를 자동으로 차단할 수 있도록 구성되어 있습니다.
https://youtu.be/fD61HpbvXdU?si=my9vrkFTnA0P9wvt
출처
- 산업안전보건공단(KOSHA) 기술지침
- DIN EN ISO 5175 국제 표준 규격
- WITT Gas Technology 기술 문서
- 대한용접협회 안전 지침서
- 산업안전 사고사례 분석 보고서
FAQ
- 역화방지기는 얼마나 자주 교체해야 하나요? 역화방지기는 일반적으로 3~5년마다 교체하는 것이 권장됩니다. 그러나 사용 빈도와 작업 환경에 따라 달라질 수 있으며, 특히 한 번이라도 역화를 경험한 제품은 즉시 교체해야 합니다. 제조사의 권장 수명을 확인하고, 정기 점검 시 이상이 발견되면 즉시 교체하는 것이 안전합니다.
- 역화방지기가 작동한 후 재사용이 가능한가요? 온도 감지 차단 밸브(TV)가 작동한 역화방지기는 재사용이 불가능합니다. LDPE 부품이 녹아 가스 흐름을 차단한 상태이므로 새 제품으로 교체해야 합니다. 단순히 체크 밸브(NV)만 작동한 경우에는 전문가의 점검 후 재사용이 가능할 수 있으나, 안전을 위해 교체를 권장합니다.
- 역화방지기의 방향을 반대로 설치해도 문제가 없나요? 역화방지기는 반드시 정해진 방향으로 설치해야 합니다. 제품에 표시된 화살표 방향을 따라 가스 흐름 방향과 일치하도록 설치해야 합니다. 반대로 설치할 경우 체크 밸브가 제대로 작동하지 않아 위험할 수 있으며, 가스 공급 자체가 차단될 수 있습니다.
- 역화방지기 사용 시 가스 압력 손실이 발생하나요? 역화방지기 설치 시 일정 수준의 압력 손실이 발생합니다. 일반적으로 0.2~0.5 bar 정도의 압력 손실이 있으며, 이는 제품 사양에 명시되어 있습니다. 작업에 필요한 최소 압력을 고려하여 레귤레이터 설정 시 이를 감안해야 합니다.
- 여러 종류의 가스를 사용할 경우, 역화방지기도 각각 다른 것을 사용해야 하나요? 네, 가스 종류별로 전용 역화방지기를 사용해야 합니다. 산소, 아세틸렌, 프로판, 수소 등 가스마다 압력, 특성, 위험성이 다르기 때문에 각 가스에 맞게 설계된 역화방지기를 사용해야 합니다. 제품의 색상 코드와 라벨을 확인하여 올바른 제품을 선택하세요.
(주)세화하이테크
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대표번호: 032-624-3800
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