1줄 요약
역화방지기와 화염방지기는 비슷해 보이지만 적용 규격과 사용 압력 범위가 완전히 다른 장치입니다.
3줄 핵심 요약
- 화염방지기(Flame Arrester)는 ISO 16852 규격을 따르며, 유효 압력 범위가 80 kPa ~ 160 kPa(약 0.8 BAR ~ 1.6 BAR)로 대기압 근접 조건만 허용됩니다.
- 역화방지기(Flashback Arrestor)는 ISO 5175-1 규격을 따르며, 제조사에 따라 H₂ 10 BAR 이상 고압 사용도 가능합니다.
- "10 BAR 폭굉 화염방지기"는 존재하지 않으며, 고압 수소 라인에는 반드시 역화방지기를 선택해야 합니다.
안녕하세요 WITTGUY 입니다.
현장에서 고압 수소(H₂) 라인의 안전장치를 검토하다 보면, "역화방지기 대신 화염방지기로 대체할 수 있지 않나요?" 또는 "10 BAR용 폭굉 화염방지기 납품 가능한가요?"라는 문의를 자주 받습니다. 결론부터 말씀드리면, 이 두 장치는 이름은 비슷하지만 적용 규격, 작동 원리, 허용 압력 범위가 근본적으로 다릅니다. 특히 ISO 16852 규격이 화염방지기의 유효 압력 범위를 80 kPa ~ 160 kPa, 즉 대기압 근접 조건으로 명확히 한정하고 있다는 사실을 모르는 경우가 많습니다. 잘못된 장치 선정은 폭발 사고와 직결되는 중대한 안전 문제입니다. 본 글에서는 역화방지기와 화염방지기의 차이를 규격 기반으로 명확하게 정리해 드리겠습니다.
목차
- 역화방지기와 화염방지기, 왜 혼동하는가
- 화염방지기(Flame Arrester)란 무엇인가
- 역화방지기(Flashback Arrestor)란 무엇인가
- 핵심 비교표: 규격·압력·용도 한눈에 보기
- ISO 16852 vs ISO 5175-1 규격 비교
- 고압 수소 라인에서의 올바른 장치 선정
- 현장에서 자주 발생하는 오발주 사례
1. 역화방지기와 화염방지기, 왜 혼동하는가
역화방지기(Flashback Arrestor)와 화염방지기(Flame Arrester)는 모두 가스 라인에서 화염이나 역화를 방지하는 장치라는 공통점 때문에 현장에서 자주 혼용됩니다. 특히 한국어 명칭에서 두 단어 모두 "방지기"로 끝나고, 기능적으로 유사해 보이기 때문에 납품 담당자나 구매 담당자가 구분 없이 사용하는 경우가 많습니다.
혼동이 발생하는 주요 원인은 다음과 같습니다.
| 혼동 원인 | 내용 |
| 명칭 유사성 | 두 장치 모두 "방지기"로 끝나는 한국어 명칭 사용 |
| 기능 유사성 | 둘 다 가스 라인에서 화염 관련 위험을 차단하는 역할 |
| 폭굉형 명칭 오해 | 화염방지기의 "폭굉형(Detonation Type)" 표기를 고압 사용 가능으로 오해 |
| 규격 미인지 | ISO 16852와 ISO 5175-1의 차이를 구분하지 못함 |
| 압력 조건 미확인 | 화염방지기의 유효 압력 범위가 대기압 근접임을 모름 |
그러나 이 두 장치는 적용되는 국제규격 자체가 다르며, 특히 허용 사용압력 범위에서 결정적인 차이가 있습니다. 잘못된 장치를 선정하면 규격 외 운용으로 인한 장치 파손, 더 나아가 폭발 및 화재 사고로 이어질 수 있습니다.
2. 화염방지기(Flame Arrester)란 무엇인가
화염방지기(Flame Arrester)는 배관 또는 탱크 벤트 라인에서 화염이 전파되는 것을 물리적으로 차단하는 장치입니다. 세밀한 금속 망 소자(Element) 구조를 통해 화염을 냉각·소멸시키는 원리로 작동합니다.
적용 규격: ISO 16852 (Flame Arresters — Performance Requirements, Test Methods and Limits for Use)
ISO 16852는 화염방지기의 성능 요건, 시험 방법 및 사용 한계를 규정하는 국제표준입니다. 이 규격은 화염방지기가 적용 가능한 조건을 명확히 한정하고 있습니다.
| 항목 | 내용 |
| 규격 | ISO 16852 |
| 주요 기능 | 화염 전파 차단, 냉각 소멸 |
| 작동 원리 | 금속 망 소자(Element)를 통한 화염 냉각 |
| 적용 위치 | 탱크 벤트, 배관 인라인, 탱크 입출구 |
| 규격 유효 압력 범위 | 80 kPa ~ 160 kPa (약 0.8 BAR ~ 1.6 BAR) |
| 규격 유효 온도 범위 | -20°C ~ +150°C |
| 고압 사용 가능 여부 | 불가 (규격 압력 상한 1.6 BAR 초과 시 규격 범위 이탈) |
| 주요 적용 가스 | 탄화수소류, 용제 증기, 가연성 혼합가스 등 |
ISO 16852에서 규정하는 화염방지기 분류
| 분류 | 설명 |
| 방폭형(Deflagration Arrester) | 폭연(Deflagration) 화염 전파 차단 |
| 폭굉형(Detonation Arrester) | 폭굉(Detonation) 충격파 및 화염 차단 |
| 엔드오브라인(End-of-Line) | 배관 끝단 대기 방출 지점에 설치 |
| 인라인(In-Line) | 배관 중간에 설치 |
핵심 정리: "폭굉형 화염방지기 = 고압용"은 잘못된 이해입니다
ISO 16852에서 말하는 폭굉형 화염방지기(Detonation Flame Arrester)는 폭굉(Detonation) 조건에서 발생하는 충격파와 화염의 전파 방식을 차단할 수 있는 소자 구조를 갖춘 제품을 의미합니다. 이는 화염의 전파 속도와 형태에 관한 분류이지, 장치가 운전되는 배관의 압력 조건을 의미하는 것이 아닙니다.
ISO 16852 규격 자체의 유효 압력 범위가 80 kPa ~ 160 kPa (0.8 BAR ~ 1.6 BAR)로 명확히 한정되어 있으므로, 폭굉형이라는 표기가 있더라도 고압 라인에서의 사용은 규격 범위를 완전히 벗어납니다.
3. 역화방지기(Flashback Arrestor)란 무엇인가
역화방지기(Flashback Arrestor)는 용접·절단 작업 또는 가스 공급 라인에서 화염이 역방향으로 전파(역화, Flashback)되는 것을 차단하는 안전장치입니다. 단순 화염 소멸 기능 외에 가스 흐름 차단, 온도 감지, 압력 차단 등 복합적 안전 기능을 갖추고 있습니다.
적용 규격: ISO 5175-1
(Equipment used in gas welding, cutting and allied processes — Safety devices — Part 1: Flashback arrestors for fuel gases and oxygen)
| 항목 | 내용 |
| 규격 | ISO 5175-1 |
| 주요 기능 | 역화 차단, 가스 흐름 자동 차단 |
| 작동 원리 | 역화 감지 후 체크밸브/온도감응소자 작동 |
| 적용 위치 | 용접기 토치, 레귤레이터 출구, 공급 라인 |
| 규격 유효 압력 범위 | 사용 압력 상한 규정 없음 (제조사 사양에 따름) |
| 고압 사용 가능 여부 | 가능 (제조사에 따라 H₂ 10 BAR 이상 제품 존재) |
| 주요 적용 가스 | H₂, C₂H₂, LPG, 혼합가스 등 |
핵심 정리: ISO 5175-1이 고압 역화방지기를 허용하는 이유
ISO 5175-1은 역화방지기의 성능 요건과 시험 방법을 규정하지만, 사용 압력의 상한을 규격 자체에서 한정하지 않습니다. 따라서 각 제조사가 자체 설계 및 시험을 통해 고압 사용 가능한 제품을 개발·판매하는 것이 규격 체계 안에서 허용됩니다. H₂ 10 BAR 이상의 고압 수소 라인용 역화방지기는 시중에서 구매 가능한 표준 제품군에 포함됩니다.
4. 핵심 비교표: 규격·압력·용도 한눈에 보기
| 비교 항목 | 화염방지기 (Flame Arrester) | 역화방지기 (Flashback Arrestor) |
| 국제 규격 | ISO 16852 | ISO 5175-1 |
| 주요 기능 | 화염 전파 차단 및 냉각 소멸 | 역화 감지 및 가스 흐름 차단 |
| 규격 유효 압력 범위 | 80 kPa ~ 160 kPa (0.8 BAR ~ 1.6 BAR) | 규격 내 상한 없음 |
| 규격 유효 온도 범위 | -20°C ~ +150°C | 제조사 사양에 따름 |
| H₂ 10 BAR 사용 가능 여부 | 불가 (규격 상한의 약 6배 초과) | 가능 (해당 사양 제품 존재) |
| 폭굉형 제품 여부 | 있음 (단, 압력은 저압 조건 동일) | 해당 없음 (역화 조건 전체 대응) |
| 설치 위치 | 탱크 벤트, 배관 인라인 | 토치, 레귤레이터 후단, 공급 라인 |
| 작동 방식 | 패시브(Passive) - 소자 냉각 | 액티브+패시브 복합 (차단밸브 포함) |
| 재사용 여부 | 소자 세척·교체 후 재사용 가능 | 작동 후 점검·리셋 또는 교체 필요 |
| 주요 적용 분야 | 석유화학, 탱크 저장설비 | 용접·절단, 수소 공급, 가스 제조 |
5. ISO 16852 vs ISO 5175-1 규격 비교
두 규격의 범위와 적용 조건을 이해하는 것이 장치 선정에서 가장 중요한 출발점입니다.
| 규격 항목 | ISO 16852 | ISO 5175-1 |
| 규격명 | Flame Arresters — Performance Requirements, Test Methods and Limits for Use | Equipment used in gas welding, cutting and allied processes — Safety devices — Flashback arrestors |
| 제정 기관 | ISO (국제표준화기구) | ISO (국제표준화기구) |
| 대상 장치 | 화염방지기 | 역화방지기 |
| 유효 압력 범위 | 80 kPa ~ 160 kPa (0.8 BAR ~ 1.6 BAR) | 사용 압력 상한 규정 없음 |
| 유효 온도 범위 | -20°C ~ +150°C | 제조사 사양에 따름 |
| 규격 초과 압력 운전 | 규격 범위 이탈 (적용 불가) | 제조사 고압 사양 제품 선택 가능 |
| H₂ 10 BAR 사용 가능 여부 | 절대 불가 (규격 상한의 약 6배 초과) | 가능 (해당 사양 제품 존재) |
| 성능 시험 항목 | 화염 전파 차단 시험, 안전 작동 조건 시험 | 역화 차단, 온도 내성, 유량 특성 시험 |
| 장치 구성 요소 | 화염 소자(Element), 하우징 | 체크밸브, 온도감응소자, 차단밸브 |
실무 핵심: ISO 16852 압력 범위의 의미
ISO 16852의 유효 압력 범위인 80 kPa ~ 160 kPa를 BAR 단위로 환산하면 약 0.8 BAR ~ 1.6 BAR에 해당합니다. 이는 사실상 대기압(101.325 kPa = 1.013 BAR) 근접 조건만을 규격 범위로 인정한다는 의미입니다.
| 압력 단위 환산 | 수치 |
| ISO 16852 유효 압력 하한 | 80 kPa = 0.80 BAR |
| 표준 대기압 | 101.325 kPa = 1.013 BAR |
| ISO 16852 유효 압력 상한 | 160 kPa = 1.60 BAR |
| H₂ 고압 라인 예시 | 1,000 kPa = 10 BAR |
| ISO 16852 상한 대비 H₂ 10 BAR | 약 6.3배 초과 |
규격은 이 범위를 초과하는 조건에서 설계·시험이 필요한 경우 본 규격을 가이드로 참고할 수 있으나, 해당 사용 조건에 특화된 추가 시험이 반드시 수행되어야 한다는 NOTE를 명시하고 있습니다. 이는 고압 조건에서의 화염방지기 사용이 규격에 의해 보증되지 않음을 분명히 하는 조항입니다.
6. 고압 수소 라인에서의 올바른 장치 선정
수소(H₂)는 가연 범위가 넓고(4 ~ 75 vol%), 최소 점화 에너지가 매우 낮으며, 폭굉 전이 속도가 빠른 특성을 가지고 있습니다. 특히 고압 수소 라인에서의 안전장치 선정은 다른 가스에 비해 더욱 신중해야 합니다.
수소 특성 요약
| 항목 | 수소(H₂) | 비고 |
| 가연 범위 | 4 ~ 75 vol% | 매우 넓음 |
| 폭굉 범위 | 18 ~ 59 vol% | 넓은 폭굉 구간 |
| 최소 점화 에너지 | 0.017 mJ | 매우 낮음 |
| 연소 속도 | 약 2.65 m/s | 빠름 |
| 폭굉 전이 가능성 | 높음 | 역화방지기 필수 |
압력 조건별 안전장치 선정 기준
| 압력 조건 | 적합한 장치 | 근거 |
| 저압 (80 kPa ~ 160 kPa, 0.8 ~ 1.6 BAR) | 화염방지기(ISO 16852) 또는 역화방지기(ISO 5175-1) 검토 가능 | ISO 16852 유효 압력 범위 내 |
| 중압 (1.6 BAR 초과 ~ 5 BAR 미만) | 역화방지기(ISO 5175-1) | 화염방지기 규격 범위 이탈 |
| 고압 (5 BAR 이상, H₂ 10 BAR 포함) | 역화방지기(ISO 5175-1, 제조사 고압 사양 제품) | 화염방지기 적용 절대 불가 |
올바른 발주 표현
| 구분 | 표현 |
| 잘못된 표현 | "H₂ 10 BAR용 폭굉 화염방지기" |
| 올바른 표현 | "H₂ 10 BAR 사용 가능, ISO 5175-1 적용 역화방지기" |
7. 현장에서 자주 발생하는 오발주 사례
다음은 실제 현장에서 자주 접수되는 잘못된 발주 요청과 그 원인, 올바른 대응 방법입니다.
| 오발주 내용 | 발생 원인 | 올바른 조치 |
| "H₂ 10 BAR 폭굉 화염방지기 요청" | 역화방지기와 화염방지기 혼동 | ISO 5175-1 적용 역화방지기로 변경 |
| "화염방지기에 고압 옵션 추가 요청" | 화염방지기가 압력 사양 선택 가능하다고 오해 | ISO 16852 유효 압력 범위 설명 후 역화방지기 안내 |
| "기존 화염방지기를 고압 라인에 유용" | 압력 상승 후 장치 교체 없이 운용 | 즉시 운전 중단 및 역화방지기로 교체 |
| "두 장치 중 저렴한 것으로 선택" | 기능이 동일하다고 오해 | 규격 기반 적합 장치 선정 원칙 설명 |
| "폭굉형이면 고압도 가능하지 않나" | 폭굉형 = 고압용으로 오해 | 폭굉형은 화염 종류 분류이며 압력 조건과 무관함을 설명 |
FAQ
Q1. 화염방지기에 "폭굉형(Detonation Type)"이라고 표시되어 있으면 고압에서도 사용할 수 있지 않나요?
👉 핵심 요약: 폭굉형은 화염 전파 방식에 따른 분류이며, 고압 사용 가능 여부와는 전혀 무관합니다.
ISO 16852에서 폭굉형 화염방지기(Detonation Flame Arrester)는 폭굉 조건에서 발생하는 충격파와 화염을 차단할 수 있는 소자 구조를 갖춘 제품을 의미합니다. 이는 화염의 전파 속도와 형태에 관한 분류이지, 장치가 운전되는 배관 압력 조건을 의미하는 것이 아닙니다. ISO 16852의 유효 압력 범위는 폭굉형을 포함한 모든 화염방지기에 동일하게 적용되며, 80 kPa ~ 160 kPa(0.8 BAR ~ 1.6 BAR)를 초과하는 고압 라인에서의 사용은 규격 범위를 완전히 벗어납니다.
Q2. ISO 16852의 유효 압력 범위를 초과하는 조건에서도 화염방지기를 사용할 수 있다는 NOTE 조항이 있다고 들었습니다. 사용해도 되는 것 아닌가요?
👉 핵심 요약: 해당 NOTE는 규격 범위 초과 사용을 허용하는 것이 아니라, 추가 시험을 수행할 경우 규격을 가이드로 참고할 수 있다는 의미입니다.
ISO 16852는 규격 범위를 초과하는 조건에서 설계·시험이 필요한 경우 본 규격을 가이드로 참고할 수 있으나, 해당 사용 조건에 특화된 추가 시험이 반드시 수행되어야 한다고 명시합니다. 이는 규격 초과 조건에서의 사용을 허용하는 조항이 아니라, 특수 조건 대응 시 별도 검증이 필요하다는 경고 조항입니다. 고압 수소 라인에는 ISO 5175-1 기반의 역화방지기를 사용하는 것이 올바른 접근입니다.
Q3. H₂ 10 BAR용 역화방지기는 국내에서 구매할 수 있나요?
👉 핵심 요약: ISO 5175-1 기반 고압 수소용 역화방지기는 국내제품은 없으며 해외 제조사를 통해 구매 가능합니다.
WITT Gasetechnik 는 ISO 5175-1을 기반으로 H₂ 고압 사양 역화방지기를 제조·공급하고 있습니다. 국내에서는 공인 대리점 또는 수입 유통사를 통해 구매 가능합니다. H2 최대 17 bar 제품도 있습니다.
Q4. 기존에 화염방지기가 설치된 저압 라인의 압력을 높이려고 합니다. 어떻게 해야 하나요?
👉 핵심 요약: 운전 압력이 160 kPa(1.6 BAR)를 초과하게 되면 기존 화염방지기는 규격 범위를 벗어나므로 즉시 역화방지기로 교체해야 합니다.
ISO 16852의 유효 압력 상한인 160 kPa(1.6 BAR)를 초과하는 조건으로 변경될 경우, 기존에 설치된 화염방지기는 더 이상 규격 범위 내 운전이 아닙니다. 이 경우 반드시 운전을 중단하고, 변경된 압력 조건에 적합한 ISO 5175-1 기반 역화방지기로 교체해야 합니다. 압력 조건 변경 전 반드시 장치 공급사 또는 안전 전문가와 사전 협의하십시오.
Q5. ISO 5175-1과 ISO 16852 외에 국내에서 추가로 확인해야 할 규정이 있나요?
👉 핵심 요약: 국내에서는 KGS 기술 기준과 KOSHA 안전보건 지침을 추가로 반드시 확인해야 합니다.
한국에서 가스 안전장치를 설치·운용할 경우, 국제표준 외에도 한국가스안전공사(KGS, Korea Gas Safety Corporation) 기술 기준과 한국산업안전보건공단(KOSHA, Korea Occupational Safety and Health Agency)의 안전보건 지침을 준수해야 합니다. 특히 수소 관련 설비는 고압가스 안전관리법 및 산업안전보건법의 적용을 받으며, 설치 전 해당 기관의 기준 적합성 검토를 받는 것을 권장합니다.
출처
한국가스안전공사 (KGS). (2023). 고압가스 안전관리 기술기준 (KGS Code). 한국가스안전공사. https://www.kgs.or.kr
한국산업안전보건공단 (KOSHA). (2022). 인화성 가스 배관 설비 안전작업 지침 (KOSHA GUIDE P-112). 한국산업안전보건공단. https://www.kosha.or.kr
International Organization for Standardization. (2016). ISO 16852: Flame arresters — Performance requirements, test methods and limits for use (2nd ed.). ISO. https://www.iso.org/standard/61649.html
International Organization for Standardization. (2017). ISO 5175-1: Equipment used in gas welding, cutting and allied processes — Safety devices — Part 1: Flashback arrestors for fuel gases and oxygen. ISO.
※ 본 블로그의 모든 내용은 신뢰할 수 있는 출처에 기반하고 있으나, 실제 적용 시에는 반드시 전문가와 상의하시기 바랍니다.
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