03_역화방지기

[역화방지기] - 산소용 역화방지기 설치 가이드 - KGS와 KOSHA 기준

WITTGUY 2025. 8. 5. 13:30

산소용 역화방지기

 

 

 

안녕하세요 WITTGUY 입니다.

산업현장에서 가스용접 작업을 수행하는 실무자들에게 역화방지기(Flashback Arrestor)는 필수적인 안전장치입니다. 특히 산소용 역화방지기는 단순히 가연성 가스에만 필요한 것이 아니라, 산소 라인에도 반드시 설치해야 하는 중요한 안전장치입니다. 본 블로그에서는 우리나라의 KGS와 KOSHA 기준을 바탕으로 산소용 역화방지기의 올바른 설치 방법과 기준을 체계적으로 분석하여 현장 실무자들의 안전 작업에 도움이 되고자 합니다.

목차

  1. 역화방지기 개요 및 필요성
  2. KGS 기준에 따른 역화방지기 규정
  3. KOSHA 기준에 따른 역화방지기 규정
  4. 산소용 역화방지기 설치위치 분석
  5. 국제기준(ISO 5175) 및 해외 안전요구사항
  6. 현장 적용 체크포인트
  7. 용어정리

1. 역화방지기 개요 및 필요성

1.1 역화방지기의 정의

역화방지기(Flashback Arrestor)는 가스용접 및 절단 작업 중 발생할 수 있는 역화(flashback) 현상을 방지하는 안전장치입니다. 역화는 토치에서 점화된 화염이 가스 공급 라인으로 역류하여 가스 용기나 배관 내부에서 폭발을 일으킬 수 있는 매우 위험한 현상입니다.

1.2 역화 발생 메커니즘

역화 발생 원인  세부 내용 예방 방법
토치 조립 결함 노즐 막힘, 혼합기 불량 정기 점검 및 청소
부정확한 가스 압력 압력 불균형, 압력 설정 오류 압력계 확인 및 조정
사용자 실수 부적절한 조작, 안전수칙 미준수 교육 및 훈련 강화
장비 노화 호스 손상, 연결부 누설 정기 교체 및 점검

 

1.3 산소용 역화방지기의 법적 근거

KOSHA GUIDE F-1-2023에서는 "연료 및 산소 공급 모두를 대상으로" 역화방지기를 설치하도록 명시하고 있습니다. 이는 다음과 같은 이유 때문입니다:

1.3.1 화염역류의 위험성

"화염의 역류는 보통 산소가 연료 가스 호스로 (또는 연료가 산소 호스로) 거꾸로 흘러들어감으로써 발생하며, 호스에서 폭발력이 강한 혼합물을 만든다"

1.3.2 산소의 조연 특성

산소는 자체적으로 가연성 가스는 아니지만, 다른 물질의 연소를 급격히 조장하는 조연성 가스입니다. 산소와 가연성 가스가 혼합될 경우:

  • 폭발력이 강한 혼합물 형성
  • 화염 전파 속도 급격 증가
  • 연소 온도 상승으로 인한 장비 손상 위험 증대

2. KGS 기준에 따른 역화방지기 규정

2.1 한국가스안전공사(KGS) 상세기준

한국가스안전공사의 상세기준(KGS Code)에서는 고압가스 사용 시설의 안전관리를 위한 세부 기준을 제시합니다.

2.2 KGS Code AA211_2022 기준

가스용 역화방지장치 제조의 시설·기술·검사·재검사 기준에 따르면:

  • 압력범위: 상용압력 0.1MPa 이하
  • 적용기준: KGS Code AA211_2022 (가스용 역화방지장치 제조의 시설기준)
  • 인증기관: 한국가스안전공사(KGS)

2.3 국제기준 적용

구분 국외규격 규격명칭
1 ISO 5175-1_2017 Devices incorporating a flame(flashback) arrestor
2 ISO 5175-2_2017 Devices not incorporating a flame(flashback) arrestor

 

3. KOSHA 기준에 따른 역화방지기 규정

3.1 KOSHA GUIDE F-1-2023 (최신 통합 지침)

2023년 8월 24일 개정된 "용접·용단 작업 시 화재예방에 관한 기술지침"에서는 기존의 G-7-2013과 M-15-2012를 통폐합하여 다음과 같이 규정합니다:

3.1.1 법적 근거

  • 산업안전보건기준에 관한 규칙 제2장 제6절 (아세틸렌 용접장치 및 가스집합 용접장치)
  • 산업안전보건기준에 관한 규칙 제233조 (가스용접 등의 작업)

3.1.2 역화방지기 정의 및 설치 요구사항

KOSHA GUIDE F-1-2023에서는 다음과 같이 명시합니다:

안전기(Flashback arrester): 산소/연료가스를 사용하여 용접 또는 절단 작업을 할 때 취관에서 연료가스 공급원 쪽으로 화염이 역화되는 것을 방지하는 기구

3.1.3 산소용 역화방지기 설치 의무

핵심 규정: "용기를 보호하기 위해서 화염의 역류방지장치(Flashback arrester)를 조정기에 장착해야 하며, 연료 및 산소 공급 모두를 대상으로 한다"

출처: KOSHA GUIDE F-1-2023, 8.3.2 화염역류 예방 (3)항

 

https://drive.google.com/file/d/10e5-sIkpgWHZUvkHWWRfsgsW-QdOQucL/view?usp=drive_link

 

F-1-2023 용접·용단 작업 시 화재예방에 관한 기술지침(KOSHA_2023).pdf

 

drive.google.com

 

3.1.4 기술적 요구사항

  • 화염 억제 기능 (Flame Arrestor)
  • 역류 방지 기능 (Non-return Valve)
  • 온도 감응 차단 기능 (Thermal Cut-off Valve)
  • 압력 감응 차단 기능 (Pressure Sensitive Cut-off Valve)

4. 산소용 역화방지기 설치위치 분석

  

4.1 설치 위치별 분석

4.1.1 레귤레이터 부착형

  • 위치: 가스용기 출구 레귤레이터 후단
  • 장점: 1차 보호, 용기 직접 보호
  • 단점: 유량 제한 가능성

레귤레이터 부착형 역화방지기

 

4.1.2 호스 중간형

  • 위치: 공급 호스 중간 지점
  • 장점: 토치 측 보호, 유지보수 용이
  • 단점: 추가 연결부 증가

호스 중간형 역화방지기

4.1.3 토치 부착형

  • 위치: 토치 입구 직전
  • 장점: 최종 보호, 즉시 차단
  • 단점: 작업성 저하 가능성

토치 부착형 역화방지기

4.2 산소용 역화방지기 설치 근거

4.2.1 KOSHA GUIDE F-1-2023 명시사항

핵심 규정:

"용기를 보호하기 위해서 화염의 역류방지장치(Flashback arrester)를 조정기에 장착해야 하며, 연료 및 산소 공급 모두를 대상으로 한다"

4.2.2 화염역류 방지 원리

설치 목적 기술적 근거 효과
가스 혼합 방지 산소가 연료가스 호스로 역류 차단 폭발성 혼합물 형성 방지
화염 전파 차단 화염이 산소 공급 라인으로 전파 방지 산소용기 폭발 위험 제거
압력 균형 유지 압력 변화 감지 시 자동 차단 시스템 안정성 확보

 

4.2.3 법적 의무사항

KOSHA GUIDE F-1-2023에서는 다음과 같이 규정합니다:

  • "이 장치는 취관 (吹管, 토치) 에도 장착될 수 있으나, 호스에서 시작된 화재에 대해서는 효과가 없다"
  • "호스의 길이가 길 때에는 이 장치를 취관(토치) 및 조정기 모두에 장착한다"
  • "화염의 역류를 방지하는 장치의 장착만으로 안전한 작업 습관을 대체할 수는 없다"

위 내용을 간단히 요약하면:

역화방지기 설치 원칙:

  1. 토치(취관)에만 설치하면 부족 - 호스 화재는 막을 수 없음
  2. 호스가 길면 이중 설치 - 토치와 조정기 양쪽 모두 설치
  3. 장비만으론 한계 - 안전한 작업 습관이 더 중요

즉, 역화방지기를 설치했다고 해서 안전이 완전히 보장되는 것이 아니라, 올바른 작업 방법과 함께 사용해야 효과적이라는 의미입니다.

5. 국제기준(ISO 5175) 및 해외 안전요구사항

5.1 ISO 5175-1:2017 기준

ISO 5175-1:2017은 화염 억제 장치가 포함된 안전장치에 대한 일반 요구사항과 시험 방법을 규정합니다:

  • 적용 대상: 연료가스 및 산소 또는 압축공기용 안전장치
  • 설치 위치: 매니폴드, 실린더 및/또는 파이프라인 출구 조절기 하류
  • 사용 위치: 용접, 절단 및 관련 공정용 블로우파이프 상류

5.2 해외 선진국 기준

5.2.1 독일 BAM 인증

  • 인증기관: 독일 연방 재료시험연구소(BAM)
  • 기준: DIN EN ISO 5175-1
  • 특징: 100% 제품 검사 실시

5.2.2 영국 안전요구사항

  • 적용 기준: COSWP(Code of Safe Working Practice)
  • 권고사항: 연간 점검 및 5년마다 교체
  • 해상 설비: OCIMF SIRE 및 RIGHTSHIP RISQ 요구사항 적용

6. 현장 적용 체크포인트

6.1 설치 전 확인사항

점검 항목 확인 내용 기준
가스 종류 산소, 아세틸렌, LPG 등 각 가스별 전용 제품
압력 범위 사용 압력 대비 제품 사양 설계 압력 이하
유량 용량 필요 유량 대비 제품 용량 충분한 유량 확보
연결 규격 나사 규격 및 방향 가스별 표준 규격

 

6.2 설치 시 주의사항

  1. 가스 흐름 방향 확인: 화살표 방향과 가스 흐름 방향 일치
  2. 나사 연결 확인: 산소는 우나사, 가연성 가스는 좌나사
  3. 밀폐성 점검: 누설 검사 실시
  4. 표시 라벨 확인: 제조일자 및 일련번호 기록

 

6.3 현장 적용 의무사항 (KOSHA GUIDE F-1-2023 기준)

6.3.1 가스집합용접장치 설치 기준

  • "주관(헤더) 및 분기관에는 안전기를 설치하여야 한다"
  • "하나의 취관(토치)에 2개 이상의(산소,가연성) 안전기를 설치하여야 한다"

6.3.2 작업 전 점검사항

  • "작업하기 전에 안전기와 산소조정기의 상태를 점검한다"
  • "토치와 호스연결부 사이에 역화방지를 위한 안전장치를 설치한다"

6.3.3 압력 관리 기준

  • "산소압력은 아세틸렌가스가 산소배관으로 역류해 들어오는 것을 막기 위해 항상 충분히 높은 상태를 유지해야 한다"
  • "아세틸렌의 사용 압력은 0.1 MPa 이하로 한다"

6.3.4 응급상황 대응

역화 발생 시 조치사항:

  1. "취관 밸브를 차단한다. 우선 산소부터 차단하고 그 다음에 연료 가스를 막는다"
  2. "산소 및 연료가스 용기의 밸브를 차단한다"
  3. "필요하다면 물로 취관을 식힌다"
  4. "장비, 특히 노즐 부분이 손상되었거나 결함이 있는지를 살핀다"

7. 용어정리

7.1 핵심 용어

역화방지기(Flashback Arrester): 가스 공급 라인에서 화염이 역류하는 것을 방지하는 안전장치

역화(Backfire): 토치에서 발생한 화염이 가스 공급 라인으로 역류하는 현상

화염역류(Flashback): 산소/연료가스 장비에서 산소가 연료가스 호스로 혹은 연료가스가 산소 호스로 역류하여 생기는 화염

조연성 가스(Oxidizing Gas): 자체적으로는 연소하지 않지만 다른 물질의 연소를 조장하는 가스 (예: 산소)

가연성 가스(Fuel Gas): 공기나 산소와 혼합되어 연소할 수 있는 가스 (예: 아세틸렌, LPG)

7.2 배관 및 장비 용어

취관(Torch, 吹管): 산소/연료가스 장비에서 연료가스와 산소를 혼합하여 화염을 만드는 부속품 (토치)

주관(Main Pipe, 主管): 여러 가스용기에서 나온 가스를 모아주는 메인 배관 (헤더, Header)

분기관(Branch Pipe, 分岐管): 주관에서 각 작업 지점으로 나누어지는 배관

가스집합용접장치: 가스용기를 여러 개 연결하여 사용하는 용접 시설

압력조절기(Pressure Regulator): 가스용기의 고압을 작업에 적합한 압력으로 조절하는 장치

7.3 기술 용어

화염 억제기(Flame Arrestor): 화염 전파를 차단하는 다공성 소재로 제작된 필터

역류 방지 밸브(Non-return Valve): 가스의 역류를 방지하는 체크 밸브

온도 감응 차단밸브(Thermal Cut-off Valve): 일정 온도 이상에서 자동으로 가스 공급을 차단하는 밸브

압력 감응 차단밸브(Pressure Sensitive Cut-off Valve): 압력 변화를 감지하여 가스 공급을 차단하는 밸브

 

출처

한국산업안전보건공단. (2023). 용접·용단 작업 시 화재예방에 관한 기술지침 (KOSHA GUIDE F-1-2023). 한국산업안전보건공단.

김진수, 박명호, 이상철. (2022). 가스용접 안전관리 실무. 한국산업안전보건공단.

한국가스안전공사. (2022). 가스용 역화방지장치 제조의 시설·기술·검사·재검사 기준 (KGS Code AA211_2022). 한국가스안전공사.

International Organization for Standardization. (2017). ISO 5175-1:2017 Gas welding equipment — Safety devices — Part 1: Devices incorporating a flame (flashback) arrestor. ISO.

 

FAQ

Q1. 법적으로 산소에도 반드시 역화방지기를 설치해야 하나요?

A1. 네, KOSHA GUIDE F-1-2023에서 "연료 및 산소 공급 모두를 대상으로" 역화방지기를 설치하도록 명시하고 있습니다. 이는 산업안전보건기준에 관한 규칙 제2장 제6절에 근거한 기술지침입니다.

 

Q2. 산소용 역화방지기와 가연성 가스용 역화방지기의 차이점은 무엇인가요?

A2. 산소용 역화방지기는 산소의 조연 특성을 고려하여 내부 재료와 밀폐 구조가 특별히 설계됩니다. 또한 산소 청정도 요구사항에 맞춰 오일이나 그리스 등의 유기물질이 완전히 제거된 상태로 제조됩니다.

 

Q3. 역화 발생 시 산소와 연료가스 중 어느 것을 먼저 차단해야 하나요?

A3. KOSHA GUIDE F-1-2023에 따르면 "우선 산소부터 차단하고 그 다음에 연료 가스를 막는다"고 명시되어 있습니다. 이는 연료가스 차단 시 화염이 더 빨리 소멸되기 때문입니다.

 

Q4. 가스집합용접장치에서는 역화방지기를 몇 개 설치해야 하나요?

A4. KOSHA GUIDE F-1-2023에 따르면 "하나의 취관에 2개 이상의 안전기를 설치하여야 한다"고 규정되어 있습니다. 또한 주관 및 분기관에도 각각 설치해야 합니다.

 

Q5. 아세틸렌 사용 압력과 산소 압력은 어떻게 관리해야 하나요?

A5. 아세틸렌의 사용 압력은 0.1 MPa 이하로 유지해야 하며, 산소압력은 아세틸렌가스가 산소배관으로 역류하는 것을 방지하기 위해 항상 충분히 높은 상태를 유지해야 합니다.

※ 본 블로그의 모든 내용은 신뢰할 수 있는 출처에 기반하고 있으나, 실제 적용 시에는 반드시 전문가와 상의하시기 바랍니다.

 

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