역화방지기(Flashback Arrestor)의 설명

역화방지기(Flashback Arrestor)의 설명

 

 

1. 역화방지기란?

역화방지기(Flashback Arrestor)는 가스 용접·용단 작업 시 발생할 수 있는 역화(Flashback) 또는 역류(Backflow)를 차단하여 폭발을 방지하는 안전장치입니다.

주로 산소–아세틸렌(O₂–C₂H₂) 토치 계통에 설치됩니다.

· 적용 가스 : 산소(O₂), 아세틸렌(C₂H₂), LPG 등

· 설치 위치 : 토치측 / 조정기(레귤레이터)측 / 용기측

 

1) 역화방지기의 설치위치

· 산소 혹은 아세틸렌, LPG용기 압력조정기 후단이나 절단토치와 호스사이에 설치하는데 일반적으로 용기압력조정기 후단에 설치한다. 저압측에 설치하여 역류를 방지하기 위함이다.

· 가스집합용접장치(수소 또는 용해 아세틸렌 400L이상, 기타 가연성 가스용기 1000L이상)에서는 주관 및 분기관에 안전기(하나의 취관에 2개이상)를 설치

· 아세틸렌 용접장치에서는 취관(분기관에 설치가능)에 안전기를 설치(발생기와 가스용기가 별도로 있을 경우 발생기 근처에 별도설치)

· 역화방지기는 산소와 연료가스 양쪽 다 설치 해 주는것을 권장(법적규제 사항은 아님)

 

< Fig01. 역화방지기의 설치위치 >

 

 

2. 역화(Flashback)와 역류(Backflow)의 구분

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1) 역류 (Backflow)

· 한쪽 가스 압력이 낮아질 때 다른 가스가 반대 방향으로 흘러 들어가는 현상

· 예: 산소 압력이 낮아져 아세틸렌이 산소 라인으로 침투

· 혼합가스 형성 → 폭발 위험

 

2) 역화 (Flashback)

· 불꽃이 토치 내부 또는 호스 내부로 빨려 들어가는 현상

· 혼합가스에 점화원 발생 시 배관 내부 폭발 가능

· 가장 위험한 상황

 

 

3. 역화방지기의 구조

역화방지기는 일반적으로 다음 4가지 기능을 내장합니다.

 

< Fig02. 역화방지기 >

 

< Fig03. 역화방지기의 내부 단면 구조 >

 

1) 체크밸브(역류방지밸브)

· 단방향 흐름만 허용

· 가스 역류 차단

 

2) 화염소멸소자 (Flame Arresting Element)

· 금속 다공체(소결금속) 구조

· 불꽃이 통과하면서 열을 흡수 → 화염 온도 급강하

· 화염 전파 차단

 

3) 온도퓨즈 (Thermal Cut-off)

· 내부 온도 상승 시 자동 차단

· 일정 온도 이상에서 스프링 또는 용융금속 작동

 

4) 과압 차단장치 (Pressure Sensitive Valve)

· 비정상적 압력 상승 시 가스 차단

 

 

4. 작동 원리 (물리적 메커니즘)

1) 화염 소멸 원리

· 화염은 연소에 필요한 발화온도 유지가 필요

· 소결금속을 통과하면서 열이 금속으로 흡수

· 가스 온도가 점화온도 이하로 떨어짐 → 화염이 더 이상 전파되지 못함 이를 퀜칭(Quenching) 효과라고 합니다.

 

2) 역류 차단 원리

· 압력 차이 발생 시 체크밸브가 자동 폐쇄

· 혼합가스 형성 방지

 

3) 과열 차단 원리

· 내부 온도 상승 → 온도퓨즈 작동

· 가스 통로 완전 차단

 

 

5. 역화방지기의 주요 기능 정리

구분	기능	목적
역류 방지	체크밸브	혼합가스 형성 방지
화염 차단	소결금속	불꽃 전파 차단
온도 차단	열퓨즈	과열 시 자동 차단
압력 차단	과압밸브	폭발 방지

 

 

6. 법적·안전 기준 (국내) 및 안전인증에 필요한 서류

1) 법적 안전기준(국내)

· 산업안전보건기준에 관한 규칙

· 가스용접 작업 시 역화방지기 설치 의무

· KS 인증 제품 사용 권장

 

2) 안전인증에 필요한 서류

· 외관검사성적서

· 내압시험성적서

· 기밀시험성적서

· 역류방지시험성적서

· 역화방지시험성적서

· 가스압력손실시험성적서

· 방출장치동작시험성적서

 

 

7. 점검 및 관리 포인트

· 외관 손상 여부

· 가스 누설 확인 (비눗물 시험)

· 과열 흔적 점검

· 정기 교체 (제조사 권장 주기 따름)

 

 

8. 핵심 정리

역화방지기는 "가스는 통과시키되, 불꽃은 통과시키지 않는 장치"

· 역류 방지

· 화염 전파 차단

· 과열 자동 차단

· 폭발 예방

가스 용접 작업에서 가장 중요한 안전장치 중 하나입니다.