03_역화방지기

역화방지기 DIN EN ISO 5175-1 안전 기준

WITTGUY 2026. 6. 2. 17:48

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역화방지기  DIN EN ISO 5175-1 안전 기준

용접·절단 작업 현장에서 역화(flashback)는 생명을 위협하는 사고로 이어질 수 있으며, ISO 5175-1은 이를 방지하는 안전장치의 국제 기준을 규정합니다.

  1. ISO 5175-1은 역화방지기가 포함된 안전장치의 설계, 재질, 성능 요건과 형식시험 방법을 규정하는 국제 표준입니다.
  2. 동 규격은 단순 역화방지 기능 외에 역류방지 밸브(NV), 압력감응 차단밸브(PV), 온도감응 차단밸브(TV) 등 복합 기능 장치를 포괄하며, 기능 조합별 시험 요건을 명확히 제시합니다.
  3. 한국의 KGS·KOSHA 기준은 국내 법적 의무이지만, ISO 5175-1 인증 제품 선택 시 국제 수준의 성능 검증이 이루어졌음을 확인하는 근거가 됩니다.

안녕하세요 WITTGUY 입니다.

현장에서 역화방지기(flashback arrestor)를 선정할 때 "KGS 인증" 여부는 확인하더라도, 그 제품이 어떤 국제 성능 기준을 따르는지까지 확인하는 경우는 드뭅니다. 그러나 역화 사고의 특성상 안전장치의 성능 수준은 인증 취득 여부만큼이나 중요합니다.

DIN EN ISO 5175-1은 역화방지기를 포함하는 안전장치에 관한 국제 표준으로, ISO/TC 44와 CEN/TC 121이 공동 작성하고 2017년 발행, 2018년 3월 독일 규격 DIN으로 채택되었습니다. 이전 규격인 DIN EN 730-1:2003을 대체하며, 용접·절단 분야 안전장치의 설계·시험 기준을 전면 재정비한 문서입니다.

본 포스트에서는 ISO 5175-1의 핵심 내용을 실무 관점에서 정리하고, 한국 규정과의 관계를 함께 설명합니다.

목차

  1. 규격 개요 및 적용 범위
  2. 주요 용어와 안전장치 유형
  3. 설계 및 재질 요건
  4. 성능 요건 (기능별)
  5. 형식시험 방법
  6. 제품 표기 및 마킹 규정
  7. 한국 규정(KGS·KOSHA)과의 관계

1. 규격 개요 및 적용 범위

ISO 5175-1:2017(DIN EN ISO 5175-1:2018-03)은 역화방지기(flame arrestor)를 포함하는 안전장치에 적용되는 국제 표준입니다. 적용 대상은 용접·절단 및 관련 공정에 사용되는 장치로, 매니폴드·실린더·배관 출구 레귤레이터 다운스트림과 블로우파이프(토치) 업스트림 사이에 설치되는 모든 안전장치를 포함합니다.

적용 제외 범위는 다음과 같습니다.

  • 역화방지기를 포함하지 않는 안전장치 → ISO 5175-2 적용
  • 예혼합(premixed) 산소/연료 또는 공기/연료 공급 시스템 하류, 예를 들어 가스 믹서 후단 또는 전기분해식 수소·산소 발생기 하류에 설치되는 장치

실무 핵심: ISO 5175-1은 "역화방지기가 들어있는 장치"에만 적용됩니다. 체크밸브 단독 장치나 압력감응 차단밸브 단독 장치는 ISO 5175-2의 범위입니다.

2. 주요 용어와 안전장치 유형

ISO 5175-1은 안전장치를 구성하는 기능별 부품을 다음과 같이 정의합니다.

용어  약어 정의
역화방지기 (Flame arrestor) FA 화염 전면(flame front)을 차단하는 장치. 소결 금속 소자의 높은 열전도성, 고다공성, 소공경이 화염 소멸(flame quenching)을 유발
역류방지 밸브 (Non-return valve) NV 정방향 반대로의 가스 흐름을 차단하는 장치
압력감응 차단밸브 (Pressure-sensitive cut-off valve) PV 다운스트림 압력이 업스트림 압력을 미리 설정된 값 이상 초과할 때 가스 흐름을 차단; 압력파(pressure wave)로 작동되며 수동으로만 복귀 가능
온도감응 차단밸브 (Temperature-sensitive cut-off valve) TV 설정 온도 초과 시 가스 흐름을 차단; 가용 금속(fusible metal) 방식으로 작동, 복귀 불가(비복귀형)
복합 안전장치 (Multifunctional safety device) - 위 기능 중 2가지 이상을 통합한 장치

 

핵심 정리: 온도감응 차단밸브(TV)는 역화방지기가 화염을 전달하는 온도에 도달하기 전에 가스를 차단하는 것이 목적입니다. 수소의 연소 특성상 ISO 5175-1은 수소용 역화방지기에는 TV 통합을 권장합니다.

3. 설계 및 재질 요건

3-1. 연결부(Connection)

G1 이하 나사 연결부는 EN 560을 따라야 합니다. 퀵릴리스(quick release) 연결부는 ISO 7289를 따릅니다.

3-2. 재질(Materials)

안전장치에 사용되는 모든 재질은 ISO 9539 (가스 용접 장비용 재질 규격)의 요건을 충족해야 합니다.

4. 성능 요건 (기능별)

4-1. 기밀성 (Gas Tightness)

외부 기밀(External gas tightness): ISO 9090에 따릅니다.

내부 기밀(Internal gas tightness, NV·PV·TV가 있는 경우): 내부 보어(구경) 11mm 미만 장치는 누설량 50 cm³/h 이하, 11mm 이상은 0.41 × d²(cm³/h, d는 mm 단위 최대 연결 구경) 이하를 만족해야 합니다.

4-2. 내압성 (Pressure Resistance)

안전장치 하우징은 최대 사용 압력(maximum operating pressure)의 10배 압력에 견뎌야 하며, 시험 압력은 어떠한 경우에도 최소 6 MPa(60 bar) 이상이어야 합니다. 5분 이상 시험 후 영구 변형이 없어야 합니다.

4-3. 역화 저지 (Flame Arrestor Function)

역화방지기는 Section 6.7에 따른 시험에서 역화(flashback)를 소멸시켜야 합니다.

4-4. 온도감응 차단밸브 (TV)

역화방지기와 TV의 조합 장치는 역화 시험 통과 외에, 업스트림 가스가 점화되기 전에 가스 흐름을 자동으로 차단해야 합니다. TV는 복귀(reset)가 불가능해야 합니다.

4-5. 압력감응 차단밸브 (PV)

역화방지기와 PV의 조합 장치는 역화 발생 시마다 PV가 작동해야 하며, 수동으로만 복귀됩니다. 역화 시험 전·후 모두 압력감응 차단 기능이 유지되어야 합니다.

5. 형식시험 방법

ISO 5175-1은 형식시험(type testing)을 위한 상세한 시험 방법을 규정합니다. 형식시험은 생산 검사가 아닌, 규격 적합성 확인을 위한 샘플 시험입니다.

5-1. 가스 기밀 시험 (6.4)

5개 샘플에 대해 ISO 9090에 따라 실시합니다.

5-2. 내압 시험 (6.5)

1개 샘플에 대해 수압 시험으로 실시합니다. 해당 샘플은 다른 시험에 사용할 수 없습니다.

5-3. 역화 저지 시험 (6.7)

가장 핵심적인 시험입니다. 5개의 역화방지기 각각에 대해 연료 가스와 산소의 정적 혼합물로 5회 역화를 발생시키며, 모든 역화에서 업스트림 가스 점화가 발생하지 않아야 합니다. 시험 가스와 압력은 가스 종류별로 다음과 같이 규정됩니다.

가스 종류 시험 압력 시험 혼합물 (산소 중 연료 가스 부피분율)
아세틸렌 / 산소 / 공기 0.15 MPa (1.5 bar) 아세틸렌 32~35%
LPG 최대 사용 압력 프로판 13~15%
수소 최대 사용 압력 수소 40~50%
기타 연료 가스 최대 사용 압력 이론 혼합비의 80~90%

 

핵심 정리: 아세틸렌의 경우 시험 압력이 1.5 bar로 고정된 것은 아세틸렌의 분해 폭발 위험성 때문입니다. 다른 가스는 최대 사용 압력에서 시험합니다.

 

5-4. 온도감응 차단밸브 시험 (6.8)

1개의 신품 장치에 대해 실시하며, 산소 밸브를 천천히 열어 화염이 장치 내부로 후퇴할 때 TV가 업스트림 가스 점화 전에 자동으로 차단되는지 확인합니다.

5-5. 압력감응 차단밸브 시험 (6.9)

5개 샘플에 대해 다운스트림 압력을 점진적으로 높여 0.12 MPa(1.2 bar) 이하의 압력에서 차단되는지 확인합니다.

6. 제품 표기 및 마킹 규정

ISO 5175-1은 안전장치에 표기해야 할 사항을 명시하고 있습니다. 실무에서 제품 선정 시 마킹을 확인하면 해당 장치의 기능 구성을 즉시 파악할 수 있습니다.

 

필수 표기 항목:

  • 본 규격 참조 표시 (ISO 5175-1)
  • 제조사 명칭 또는 상표
  • 모델 번호 또는 코드
  • 정방향 가스 흐름 방향 (화살표)
  • 가스 명칭 또는 약어
  • 최대 사용 압력 pmax (bar 단위)
  • 안전 기능 조합 표시

기능 조합 마킹 예시:

마킹 기능 구성
FA 역화방지기 단독
FA NV 역화방지기 + 역류방지 밸브
FA NV PV 역화방지기 + 역류방지 밸브 + 압력감응 차단
FA NV PV TV 역화방지기 + 역류방지 밸브 + 압력감응 차단 + 온도감응 차단

 

가스 명칭 전체 표기가 불가한 경우 ISO 10225에 따른 문자 코드를 사용합니다. 색상 코딩을 사용할 경우 연료 가스는 적색, 산소는 청색, 압축 공기는 흑색으로 표시합니다.

7. 한국 규정(KGS·KOSHA)과의 관계

한국에서 역화방지기는 주로 두 가지 법적 프레임워크 내에서 규율됩니다.

KGS(한국가스안전공사) 기준: 고압가스 관련 설비에서 역화방지기는 KGS FP111 등 관련 기준을 통해 설치 의무 및 설치 위치가 규정됩니다. KGS 기준은 설치 요건 중심으로 제품 자체의 성능 시험 세부 방법보다는 설치 기준에 집중합니다.

 

KOSHA(안전보건공단) 가이드: 용접·절단 작업의 안전 지침에서 역화방지기 설치 및 점검을 다루고 있습니다.

 

ISO 5175-1의 실무적 의의:

구분 KGS/KOSHA  ISO 5175-1
성격 한국 법적 의무 규정 국제 성능 기준
주요 내용 설치 위치, 설치 의무 설계·재질·시험 방법·마킹
제품 인증 KGS 검사 또는 형식 승인 형식시험 기반 적합성 확인
상호 관계 국내 유통을 위한 법적 요건 제품 성능 검증의 국제 기준

 

핵심 정리: KGS 인증은 한국 시장 진입을 위한 법적 요건이며, ISO 5175-1 적합 제품은 국제적으로 검증된 성능 수준을 의미합니다. 두 기준은 상호 보완 관계에 있으며, 고신뢰성이 요구되는 현장에서는 ISO 5175-1 기준의 형식시험 성적서를 추가 확인하는 것이 바람직합니다.

FAQ

Q1. ISO 5175-1과 ISO 5175-2는 어떻게 다릅니까?

👉 핵심 요약: ISO 5175-1은 역화방지기를 포함한 장치, ISO 5175-2는 포함하지 않는 장치에 각각 적용됩니다.

역화방지기(FA, flame arrestor)의 포함 여부가 두 규격을 가르는 핵심입니다. ISO 5175-1은 역화방지 소자(소결 금속 등)를 내장한 안전장치에 적용되며, 역화 저지 시험을 포함합니다. ISO 5175-2는 역류방지 밸브나 압력감응 차단밸브처럼 역화방지 소자 없이 다른 안전 기능만을 수행하는 장치에 적용됩니다. 복합 기능 장치에서 ISO 5175-1의 기능과 ISO 5175-2의 기능이 함께 있는 경우, ISO 5175-1 관련 기능을 먼저 시험합니다.

Q2. 수소용 역화방지기에는 왜 온도감응 차단밸브(TV)가 권장됩니까?

👉 핵심 요약: 수소의 특수한 연소 특성(낮은 최소 점화 에너지, 빠른 연소 속도) 때문에 역화방지 소자만으로는 장기적 안전을 보장하기 어렵기 때문입니다.

수소는 최소 점화 에너지가 약 0.017 mJ로 매우 낮고, 공기 중 연소 범위가 4~75% vol로 매우 넓으며, 화염 속도도 빠릅니다. 역화방지기 소자가 역화를 소멸시키더라도 연속 역화가 발생하면 소자 온도가 상승하여 결국 화염이 통과할 수 있습니다. ISO 5175-1은 이를 감안하여 소자 온도가 위험 수준에 도달하기 전에 TV가 가스 공급을 차단하도록 규정합니다. TV는 비복귀형이므로 작동 후 장치 교체 또는 제조사 점검이 필요합니다.

Q3. 역화방지기 하우징의 내압 시험 압력은 어떻게 결정됩니까?

👉 핵심 요약: 최대 사용 압력의 10배이되, 최소 60 bar 이상이어야 합니다.

ISO 5175-1 Section 5.3에 따르면, 안전장치 하우징은 최대 사용 압력(maximum operating pressure)의 10배에 해당하는 압력에 견뎌야 합니다. 단, 계산된 시험 압력이 6 MPa(60 bar) 미만인 경우에도 시험 압력은 반드시 6 MPa 이상으로 설정해야 합니다. 시험은 수압 시험으로 실시하며, 5분 이상 가압 후 압력 보유 부품의 영구 변형이 없어야 합격입니다. 이 시험에 사용된 샘플은 다른 용도로 사용할 수 없습니다.

Q4. ISO 5175-1의 FA NV PV TV 마킹이 있는 제품은 모든 가스에 사용할 수 있습니까?

👉 핵심 요약: 마킹이 기능 조합을 나타낼 뿐, 허용 가스 종류는 별도로 표기되며 제조사 지침서를 확인해야 합니다.

FA NV PV TV 마킹은 해당 장치에 역화방지기, 역류방지 밸브, 압력감응 차단밸브, 온도감응 차단밸브 네 가지 기능이 모두 통합되어 있음을 의미합니다. 그러나 적용 가능한 가스 종류(아세틸렌, 수소, LPG, 산소 등)와 최대 사용 압력은 별도로 표기되어 있으며, ISO 5175-1 Section 8에 따라 제조사는 허용 가스 종류를 필수적으로 명시해야 합니다. 특히 아세틸렌과 산소는 내부 재질 적합성과 최대 사용 압력이 엄격히 제한되므로 반드시 제조사 지침서를 확인해야 합니다.

Q5. KGS 인증 제품이면 ISO 5175-1 기준도 충족하는 것으로 볼 수 있습니까?

👉 핵심 요약: 반드시 그렇지는 않습니다. KGS 인증과 ISO 5175-1 적합성은 별개의 검증 체계입니다.

KGS 인증은 한국 가스안전 관련 법령에 따른 국내 법적 요건의 충족을 의미하며, 그 시험 기준이 ISO 5175-1과 동일하지 않을 수 있습니다. ISO 5175-1은 국제 성능 시험 기준으로, 역화 저지 시험(5회 역화, 5개 샘플)을 포함하는 엄격한 형식시험을 요구합니다. 글로벌 공급망을 통해 제품을 조달하거나 수출입이 관련된 경우, 또는 ISO 5175-1 형식시험 성적서가 요구되는 계약 조건이 있는 경우 별도로 확인이 필요합니다.

출처

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

Deutsches Institut für Normung. (2018). DIN EN ISO 5175-1:2018-03 Gasschweißgeräte — Sicherheitseinrichtungen — Teil 1: Mit integrierter Flammensperre. Beuth Verlag.

한국가스안전공사. (2022). KGS FP111 고압가스 특정제조의 시설·기술·검사 기준. 한국가스안전공사.

한국산업안전보건공단. (2020). KOSHA GUIDE D-66-2020 가스용접 및 절단 작업의 안전에 관한 기술 지침. 한국산업안전보건공단.

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

역화방지기(flashback arrestor) 및 ISO 5175-1 국제 규격에 관한 더 자세한 정보는 www.wittguy.kr  을 방문해 주십시오.

 

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