안전밸브 형식 총정리

안전밸브 형식 총정리: KS 기준 양정식·전량식 구분과 선정 가이드

1줄 요약
안전밸브 형식은 양정(Lift) 높이에 따라 저양정식, 고양정식, 전양정식으로 구분되고,구조에 따라 비평형식(Conventional), 평형식(Balanced), 벨로우즈식(Bellows), 파일럿식(Pilot Operated)으로 분류

---

안녕하세요 WITTGUY 입니다.
압력용기와 보일러 설비를 운영하는 현장에서 안전밸브 형식을 잘못 선정하면 분출용량 부족으로 중대 산업재해가 발생할 수 있습니다. 실제 현장에서 전양정식 안전밸브를 설치해야 하는 설비에 저양정식을 부착하여 안전사고 위험에 노출되는 사례가 빈번합니다. 본 블로그에서는 안전밸브 형식의 분류 기준과 각 형식별 특징을 실무 중심으로 정리하였습니다.

---

안전밸브 형식 분류 체계

1. 양정(Lift) 기준 분류

안전밸브 형식	분출용량	연결 방식	주요 적용
저양정식	소용량	나사식	저압 온수보일러, 소형 압력용기
고양정식	중용량	나사식/플랜지	중압 시스템, 일반 압축기
전양정식(온양정식)	대용량	플랜지	고압 증기보일러, 대형 압력용기
전양식(온양식)	초대용량	플랜지	초대형 압력설비

 

2. 구조 및 작동방식 기준 분류

안전밸브 형식	작동 원리	특징	주요 적용
비평형식(Conventional)	스프링 힘으로 밀봉	배압 영향 받음, 가장 일반적	일반 산업 설비 전반
평형식(Balanced)	스프링 힘 + 압력 평형	배압 영향 최소화	배압이 높은 시스템
벨로우즈식(Bellows)	스프링 힘 + 벨로우즈 보호	부식 방지, 외부 유출 차단	화학 플랜트, 부식성 유체
파일럿식(Pilot Operated)	파일럿 밸브 제어	초대용량 가능	대용량 고압 시스템

---

목차

1. 안전밸브 형식의 정의
2. 양정 기준 안전밸브 형식 분류
3. 구조 및 작동방식 기준 안전밸브 형식 분류

---

1. 안전밸브 형식의 정의

안전밸브(Safety Valve)는 밸브 입구측 압력이 설정압력(Set Pressure)에 도달하면 자동으로 유체를 분출시키고, 압력이 일정 수준 이하로 내려가면 자동으로 닫히는 압력방출장치입니다.
안전밸브 형식은 크게 두 가지 기준으로 분류됩니다.

1. 양정(Lift) 기준: 밸브 디스크가 시트로부터 얼마나 상승하는지에 따른 분류
2. 구조 및 작동방식 기준: 하중 방식과 작동 메커니즘에 따른 분류

---

2. 양정 기준 안전밸브 형식 분류

양정(Lift)은 밸브 디스크가 시트로부터 얼마나 상승하는지를 나타내며, 분출용량과 직접적인 관계가 있습니다.

2.1. 양정식 안전밸브 형식별 기술 기준

형식	양정(Lift) 기준	분출용량 비교	연결 방식
저양정식	시트지름(d)의 1/40 ~ 1/15 미만	기준(1배)	나사식
고양정식	시트지름(d)의 1/15 ~ 1/7 미만	2~3배	나사식/플랜지
전양정식(온양정식)	시트지름(d)의 1/7 이상	5~8배	플랜지
전양식(온양식)	시트지름(d) ≥ 목부지름(D) × 1.15	8~10배	플랜지

 

2.2. 저양정식 안전밸브 형식 (Low Lift)

주요 특징

• 양정이 시트지름(d)의 1/40 ~ 1/15 미만
• 구조 간단, 보수관리 용이
• 나사식 연결로 설치 간편
• 분출용량이 전양정식 대비 약 1/5~1/8 수준
• 가격 저렴

적용 분야 저압 온수보일러, 소형 압력용기, 빌딩 및 아파트 증기·온수 배관 시스템
주의사항 대용량 압력용기나 고압 보일러에는 절대 사용 불가. 전양정식 설비에 저양정식 부착 시 폭발 위험 있음.

 

2.3. 고양정식 안전밸브 형식 (High Lift)

주요 특징

• 양정이 시트지름(d)의 1/15 ~ 1/7 미만
• 저양정식과 전양정식의 중간 수준 분출용량
• 나사식 또는 플랜지 연결 가능
• 분출용량이 저양정식 대비 2~3배

적용 분야 중압 시스템(0.1~1.0 MPa), 일반 산업용 압축기, 중형 압력용기

 

2.4. 전양정식 안전밸브 형식 (Full Lift)

주요 특징

• 양정이 시트지름(d)의 1/7 이상
• 디스크가 충분히 개방되어 대용량 유체 신속 배출
• 플랜지 타입 연결
• 분출용량이 저양정식 대비 약 5~8배
• KS B 6216 규격 준수

적용 분야 고압 증기보일러(1.0 MPa 이상), 대형 압력용기, 발전소 설비, 대용량 압축기
구별 방법 플랜지 타입 연결부 확인. 압력용기 안전밸브 자리가 플랜지면 전양정식, 나사식이면 저양정식.

 

2.5. 전양식 안전밸브 형식 (Full Bore)

주요 특징

• 시트지름(d)이 목부지름(D)의 1.15배 이상
• 초대용량 분출 가능
• 유로 저항 최소화 구조
• 분출용량이 저양정식 대비 약 8~10배

적용 분야 초대형 압력용기, 대형 발전소 주설비, 석유화학 플랜트

---

3. 구조 및 작동방식 기준 안전밸브 형식 분류

3.1. 스프링식 안전밸브 형식

스프링 힘에 의해 디스크와 시트가 밀봉되는 형식으로, 현장에서 가장 널리 사용됩니다.

3.1.1. 비평형식 안전밸브 (Conventional Type)

특징

• 스프링 하우징이 유체 분출면 쪽으로 벤트
• 배압의 영향을 직접 받음
• 구조가 가장 단순하고 경제적
• 일반 산업 설비에서 가장 널리 사용

적용 분야 배압이 낮은 일반 압력용기, 보일러 및 압축기(배압 10% 이내)
주의사항 배압이 설정압력의 10% 초과 시 평형식(Balanced) 사용 권장

3.1.2. 평형식 안전밸브 (Balanced Type)

특징

• 압력 평형식 벨로우즈 또는 피스톤 구조
• 배압 영향 최소화
• 배압이 높아도 정확한 설정압력에서 작동
• 비평형식 대비 가격 높음

적용 분야 배압이 높은 시스템(설정압력의 10% 이상), 공통 배출 헤더 사용 설비, 석유화학 플랜트
작동 원리 벨로우즈 또는 피스톤이 배압을 받아 스프링에 전달되는 배압 영향을 상쇄.

3.1.3. 벨로우즈식 안전밸브 (Bellows Type)

특징

• 스프링을 벨로우즈로 감싸 보호
• 스프링 부식 방지
• 외부로 유체 유출 차단
• 고온에서 스프링 변형 방지
• 내식성 재질(STS 316) 사용

적용 분야 화학 플랜트(부식성 가스 및 액체), 독성 물질 취급 설비, 환경 규제 엄격 설비, 고온 유체(400℃ 이상) 시스템

 

3.2. 파일럿식 안전밸브 형식 (Pilot Operated Type)

특징

• 메인밸브와 파일럿 밸브로 구성
• 소구경 파일럿 밸브가 대용량 메인밸브 제어
• 초대용량 분출 가능
• 정밀한 압력 제어(±1% 이내)
• 누설 거의 없음

형식

1. 다이아프램식: 저압 액체 시스템, 비례제어 동작
2. 피스톤식: 고압 증기 시스템, 대용량 분출

적용 분야 대용량 고압 증기 시스템, 발전소 주요 설비, 대형 석유화학 플랜트, 초대형 압력용기
장점 초대용량 대응, 높은 설정압력 정확도, 누설 없는 밀봉 성능
단점 구조 복잡하여 고가, 유지보수 난이도 높음

---

FAQ

Q1. 전양정식과 저양정식의 분출용량 차이는 얼마입니까?
A1. 전양정식은 저양정식 대비 약 5~8배 많은 분출용량을 확보할 수 있습니다. 양정이 시트지름의 1/7 이상으로 디스크가 크게 열리기 때문입니다.
 
Q2. 전양정식과 저양정식을 육안으로 어떻게 구별합니까?
A2. 연결부위를 확인하면 됩니다. 전양정식은 플랜지(Flange) 타입, 저양정식은 나사(Thread) 타입으로 연결됩니다.
 
Q3. 비평형식(Conventional)과 평형식(Balanced)의 차이는 무엇입니까?
A3. 배압(Back Pressure)에 대한 영향이 다릅니다. 비평형식은 배압의 영향을 직접 받고, 평형식은 벨로우즈 또는 피스톤 구조로 배압 영향을 최소화합니다. 배압이 설정압력의 10% 이상이면 평형식 사용을 권장합니다.
 
Q4. 벨로우즈식(Bellows) 안전밸브는 언제 사용합니까?
A4. 부식성 유체를 취급하는 화학 플랜트나 독성 물질 취급 설비에서 사용합니다. 벨로우즈가 스프링을 보호하고 외부로의 유체 유출을 차단합니다.
 
Q5. 파일럿식(Pilot Operated) 안전밸브의 장점은 무엇입니까?
A5. 초대용량 분출이 가능하고 설정압력 정확도가 매우 높습니다(±1% 이내). 누설이 거의 없는 밀봉 성능을 제공합니다. 대형 발전소나 석유화학 플랜트에 적합합니다.

---

출처

고용노동부. (2010). 방호장치 의무안전인증 고시 [별표 3] 안전밸브의 성능기준. 노동부 고시 제2010-36호.
한국산업표준. (2018). KS B 6216 증기용 및 가스용 스프링 안전밸브. 한국표준협회.
한국수자원공사. (2017). KWCS 57 80 15 05 상수도공사 밸브 및 수문설비 일반사항. K-water.
Spirax Sarco Korea. (2023). 안전밸브 필요성, 구조와 설계, 기본 작동원리, 종류. Steam People Vol.135.
ASME. (2021). ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section I and VIII. American Society of Mechanical Engineers.

---

※ 본 블로그의 모든 내용은 신뢰할 수 있는 출처에 기반하고 있으나, 실제 적용 시에는 반드시 전문가와 상의하시기 바랍니다.
더 많은 정보는 www.wittguy.kr 로 방문해주세요

WITTGUY 의 지식 저장소 방문을 환영합니다