A: 화염방지기는 기본적으로 하우징과 내부의 화염 차단 요소(엘리먼트)로 구성됩니다. 엘리먼트는 주로 금속 메쉬, 판형 구조, 또는 다공성 금속 재질로 만들어지며, 화염이 통과하려 할 때 열을 흡수하여 소화시키는 역할을 합니다.
화염방지기의 구조는 아래에서 자세히 확인하실 수 있습니다:
Q2: 화염방지기 종류에는 무엇이 있나요?
A: 화염방지기는 크게 다음과 같은 종류로 분류됩니다:
설치 위치별 유형:
인라인형(In-line): 배관 중간에 설치
인라인 폭연/폭굉 방지기
엔드라인형(End-of-line): 배관 말단에 설치
엔드라인 화염방지기
벤트형(Vent): 탱크 환기구에 설치
벤트형 화염방지기
보호 방식별 유형:
메쉬형: 미세 메쉬를 통한 열 분산 방식
판형: 금속판 사이 공간을 통한 열 흡수 방식
수막형: 물을 이용한 화염 냉각 방식
블록형: 다공성 구조를 통한 화염 차단 방식
인라인 화염방지기의 특수 유형:
폭연방지기(Deflagration Arrester): 상대적으로 저속(아음속)으로 전파되는 화염 차단
폭굉방지기(Detonation Arrester): 초음속으로 전파되는 충격파를 동반한 폭발 차단
Q3: 화염방지기 작동원리는 무엇인가요?
A: 화염방지기는 다음 원리로 작동합니다:
열 흡수: 화염방지기 내부의 금속 엘리먼트가 화염의 열을 흡수합니다.
화염 냉각: 흡수된 열로 인해 화염 온도가 가스의 발화점 이하로 떨어집니다.
화염 전파 차단: 냉각된 화염은 더 이상 전파되지 못하고 소멸됩니다.
화염의 전파 속도와 압력에 따라 폭연(deflagration)이나 폭굉(detonation)으로 분류되며, 각 유형에 맞는 방지기를 선택해야 합니다.
화염방지기 선택 및 설치
Q4: 화염방지기 설치대상은 어디인가요?
A: 다음 설비에는 화염방지기 설치가 필수적입니다:
인화성 액체 저장 탱크의 통기관 및 벤트
가연성 가스 취급 설비의 배출구
가연성 물질을 다루는 공정의 배관 시스템
역화 가능성이 있는 연소장치(버너, 토치 등) 연결 배관
바이오가스, 정유, 화학 공정의 특정 부분
산업안전보건기준에 관한 규칙 ( 약칭: 안전보건규칙 )
제269조(화염방지기의 설치 등) 1 사업주는 인화성 액체 및 인화성 가스를 저장ᆞ취급하는 화학설비에서 증기나 가스를 대기로 방출하는 경우에는 외부로부터의 화염을 방지하기 위하여 화염방지기를 그 설비 상단에 설치해야 한다. 다만, 대기로 연결된 통기관에 화염방지 기능이 있는 통기밸브가 설치되어 있거나, 인화점이 섭씨 38도 이상 60도 이하인 인화성 액체를 저장ᆞ취급할 때에 화염방지 기능을 가지는 인화방지망을 설치한 경우에는 그렇지 않다. <개정 2022. 10. 18.>
2 사업주는 제1항의 화염방지기를 설치하는 경우에는 한국산업표준에서 정하는 화염방지장치 기준에 적합한 것을설치하여야 하며, 항상 철저하게 보수ᆞ유지하여야 한다.<개정 2022. 10. 18.>
KGS AC111(가스시설 안전관리 기준): 역화 우려가 있는 모든 설비에 화염방지기 설치
KOSHA 기준:
KOSHA GUIDE C-9-2023: 화염방지기 성능은 KS B ISO 16852를 만족할 것
위험물안전관리법 시행규칙: 위험물 저장 탱크 통기관에 화염방지 조치
국제 기준:
EN ISO 16852: 화염방지기 성능 및 테스트 방법
API 2028: 화염방지기 설계 및 설치 지침
NFPA 69: 폭발 방지 시스템 요구사항
이러한 기준에 따라 해당 설비의 특성과 가스 종류에 맞는 화염방지기를 선택하고 설치해야 합니다.
화염방지기 유지관리
Q10: 화염방지기 설치대상 점검주기는 어떻게 되나요?
A: 화염방지기의 점검 주기는 다음과 같습니다:
일상 점검: 월 1회 이상
외관 손상, 부식 여부 확인
연결부 누설 여부 점검
정기 점검: 3~6개월마다
엘리먼트 오염 또는 막힘 확인
가스켓 및 씰 상태 점검
종합 점검: 연 1회 이상
엘리먼트 분해 및 세척
내부 부품 상태 확인 및 필요시 교체
압력 손실 측정 및 평가
특별 점검: 다음 상황 발생 시 즉시
화재 또는 폭발 발생 후
비정상적인 압력 손실 발생 시
정전기 방전 또는 낙뢰 발생 지역
KGS 및 KOSHA 기준에 따라 점검 결과는 반드시 기록하고 최소 3년간 보관해야 합니다.
Q11: 화염방지기 정비 방법에는 무엇이 있나요?
A: 화염방지기의 주요 정비 방법은 다음과 같습니다:
엘리먼트 세척:
분해 후 엘리먼트를 중성 세제로 세척
압축 공기로 불어내거나 초음파 세척기 사용
오일, 그리스, 타르 등의 침전물 제거
가스켓 및 씰 교체:
가스켓, O-링 등 밀봉 부품 정기 교체
제조사 권장 교체 주기 준수(보통 12~24개월)
부식 방지 처리:
부식된 부분 세척 및 보수
해양 환경 등 부식성 환경에서는 특수 코팅 적용
조립 및 테스트:
정확한 토크 값으로 볼트 조이기
조립 후 누설 테스트 실시
필요시 압력 손실 테스트 진행
정비 작업 시 반드시 가스 라인을 차단하고 잔류 가스를 제거한 후 작업해야 합니다. 또한 정비 기록을 유지하고, 제조사의 정비 지침을 반드시 준수해야 합니다.
화염방지기 관련 추가 정보
Q12: 화염방지기와 인화방지망의 차이점은 무엇인가요?
A: 화염방지기와 인화방지망은 목적과 구조, 성능에서 다음과 같은 차이가 있습니다:
구분
화염방지기
인화방지망
목적
역화 및 폭발 전파 방지
외부 점화원에 의한 발화 방지
구조
복잡한 구조, 다단계 보호
단순한 메쉬 구조
성능
폭발 압력 견딤, 화염 완전 차단
간단한 발화 방지, 폭발 압력 취약
인증
KS/ISO 인증 필요
간단한 기준 적용
적용
고위험 공정, 메인 라인
환기구, 저위험 지점
인화방지망은 주로 저위험 환경의 환기구나 배출구에 설치되는 비교적 단순한 장치이며, 화염방지기는 폭발 압력을 견디고 화염을 완전히 차단할 수 있는 고성능 안전장치입니다.
Q13: 화염방지기와 역화방지기의 차이점은 무엇인가요?
A: 화염방지기와 역화방지기는 다음과 같은 차이점이 있습니다:
구분
화염방지기
역화방지기
기능
화염 차단만 수행
화염 차단 + 가스 역류 방지
구조
화염 차단 엘리먼트만 포함
체크밸브(또는 유사 장치) + 화염 차단 엘리먼트
적용
통기관, 배관 시스템 등
가스 토치, 절단기, 용접기 등
압력 손실
상대적으로 낮음
상대적으로 높음
역화방지기는 주로 산소-가연성 가스 혼합 시스템(용접기, 절단기 등)에 사용되며, 화염 차단과 함께 가스의 역류를 방지하는 기능을 갖추고 있습니다.
FAQ - 화염방지기 관련 자주 묻는 질문
Q: 화염방지기 설치 후 압력 손실이 크게 발생합니다. 어떻게 해결해야 하나요? A: 시스템 유량 대비 적정 크기의 화염방지기를 선택했는지 확인하고, 필요시 더 큰 사이즈로 교체하거나 병렬 설치를 고려하세요. 또한 정기적인 청소로 내부 메쉬나 엘레먼트에 쌓인 이물질을 제거하는 것이 중요합니다.
Q: 화염방지기 인증 마크는 어떤 것을 확인해야 하나요? A: 현재 국내에는 화염방지기에 대한 KGS나 KOSHA의 구체적인 인증 규정이 존재하지 않습니다. 따라서 국제적으로 인정받는 ATEX(유럽 방폭 지침) 또는 CE 인증을 받은 제품을 사용하는 것이 권장됩니다. 특히 ATEX 인증은 위험지역에서 사용되는 장비에 대한 엄격한 안전 기준을 적용하므로, 이 인증을 받은 화염방지기는 신뢰성이 높다고 볼 수 있습니다. 제품 선택 시 해당 제품이 사용 환경(가스 그룹, 온도 등급)에 적합한지 확인하는 것이 중요합니다.
Q: 동일한 배관에 여러 종류의 가연성 가스가 흐를 경우, 화염방지기는 어떻게 선택해야 하나요? A: 가장 위험한 가스(MESG 값이 가장 낮은 가스)를 기준으로 화염방지기를 선택해야 합니다. 예를 들어, 메탄(IIA)과 수소(IIC)가 모두 흐를 수 있는 시스템에는 IIC 등급의 화염방지기를 설치해야 합니다.
Q: 화염방지기가 설치된 상태에서도 정기 점검이 필요한 이유는 무엇인가요? A: 화염방지기 내부 엘리먼트는 시간이 지남에 따라 먼지, 오일, 부식 등으로 막힐 수 있으며, 이로 인해 성능이 저하될 수 있습니다. 또한 가스켓이나 씰이 노후화되면 누설이 발생할 수 있어 정기적인 점검과 유지보수가 반드시 필요합니다.
참고문헌
한국가스안전공사. (2024). 가스 안전 기술 기준 (KGS). KGS 코드 AC313 2022.
한국산업안전보건공단. (2023). 화염방지기 설치 및 유지관리 기술지침. KOSHA GUIDE C-9-2023.
고압가스 안전관리법. (2024). 제13조 및 시행규칙 제30조. 국가법령정보센터.
국제전기기술위원회. (2022). IEC 60079-20-1: 폭발성 환경 - 제20-1부: 가스와 증기 분류를 위한 물질 특성. IEC.
European Union. (2014). ATEX Directive 2014/34/EU: Equipment for potentially explosive atmospheres. Official Journal of the European Union.
