이에 따라 한국가스안전공사에서는 전문적인 기술기준의 필요성을 인식, 현재까지 압력용기 검사실무지침을 포함 총 23개의 ‘가스기술기준'을 제정했다.
특히 가스안전공사에서 제정한 가스기술기준은 선진국처럼 세부적인 기술내용에 관해서는 고시 하위개념으로 제정하는 등 업계 스스로가 준수할 수 있도록 하는 자율기준의 성격을 지니고 있다.
본지는 이러한 세부적인 기술지침인 가스기술기준에 대한 주요 내용 설명을 통해 가스관련 업계 종사자들의 이해 증진과, 현재 제정된 가스기술기준을 적극적으로 활용할 수 있도록 기술기준에 대한 세부 내용을 지속적으로 게재한다.
<편집자주>
기준 제정과정에서 학계뿐만 아니라 국내 접합용기 주요 메이커인 태양산업, 세안산업, 대륙제관 등에서 실무위원회 및 전문위원회에 참여하여 기준의 기술내용 및 현장 적용성 등을 검토해 내용을 보완하였다.
접합용기는 동판 및 경판을 각각 성형하여 시임용접 또는 그 밖의 방법으로 접합하여 만든 내용적 1ℓ 이하인 1회용 용기로서 에어졸제조용, 라이터충전용, 연료가스용, 절단용 또는 용접용으로 제조한 것을 의미하는데 이 기준에서는 이동식부탄연소기에 카세트식으로 삽입하여 사용하는 액화석유가스 충전용 접합용기에 대한 재료, 설계, 시험 및 검사 등에 대해 적용한다.
법령에는 접합용기의 재료로 강 또는 경금속을 사용하도록 규정되어 있으나 범위가 너무 포괄적이므로 이 기준에서는 제조업소에서 주로 사용하는 KS D 3516(주석도금강판 및 원판)과 동등 이상의 내식성을 가진 재료를 사용하도록 하였다.
세부 내용
기준 제정과정에서 가장 쟁점이 되었던 부분이 바로 용기 및 용기밸브의 치수 보완문제였다. KS나 일본 JIS의 경우 ± 공차가 있는 부분이 국내 법령에서는 + 공차만 주어진 것이 몇가지 있었기 때문에 이 부분은 회의를 통해 ± 공차를 주도록 보완하였다(그림에서 B, C, G, F가 해당됨). 특히 보스 지름(F)은 이동식 부탄연소기에 장착시의 문제점과 외국 규격과의 호환성 등을 고려하여 10.5∼10.8mm로 보완하였다. 또한 법령에서는 기호에 대한 명칭이 없었으나 이 기준에서는 KS와 일본 JIS를 참고하여 기호 명칭을 표기하였다. 특히 용기밸브의 노치(H)에 대한 치수를 신설하였다.
기밀시험과 고압가압시험의 경우 법령에서는 유지시간이 명시되어있지 않으나 기준에서의 기밀시험은 최고충전압력 이상의 압력으로 30초간, 고압가압시험은 13㎏/㎠에서 30초간 유지하도록 명시하였다.
법령에서는 반복사용시험시 스프링의 강도는 800g 이상 2,000g 이하로 규정하고 있으나, 시험방법은 규정되어 있지 않아 이 부분은 KS를 참고하여 하중의 값은 5회 측정해 평균치를 스프링의 강도로 명시하였다.
법령에는 없으나 용기밸브의 패킹류는 내가스성이 있는 것을 사용하도록 규정하고, KS를 참고하여 내가스성 시험방법을 추가하였다.
미리 무게를 측정한 3개의 시료를 온도 5℃ 이상 25℃ 이하의 n-펜탄 속에 72시간 이상 담근 후에 n-펜탄에서 꺼내어 24시간 대기 중에 방치한 후, 3개 시료의 무게를 각각 측정하여 다음 식에 따라 무게 변화율을 산출하고 3개 시료의 산술 평균값을 구한다. 또 사용상 지장이 있는 변질, 변형 등의 유무를 육안 등에 의해 조사한다. 이때 무게변화가 20% 이하이어야 하며, 사용상 지장이 있거나 연화 및 취화가 없어야 한다.
여기에서,
ΔM: 무게 변화율(%)
M: 시험 후의 무게(g)
MO: 시험 전의 무게(g)
이밖에 법령에 없는 내용을 추가한 것은 다음과 같다.
- 고압가압시험 장치 및 초기 분사 스트로크 치수 시험장치 그림 추가
- 용기의 표시사항에 빈 용기의 질량 표시 추가
- 부록에 용기와 용기밸브의 구조 그림 삽입
- 용기의 최대충전량은 220g 이상 250g 이하로 규정
이 기준은 업계에서 자율적으로 활용하는 기준으로서 시행규칙이나 고시와 같은 강제력은 없다. 다만, 법령 및 고시에 분산되어 있는 기술내용을 체계화시키고, 현행 법령에서 기술적으로 미비한 부분을 국제 규격 등을 참고해 보강했기 때문에 용기 제조 및 검사시 유용하게 활용될 것으로 기대된다. 특히 이동식 부탄연소기용 접합용기의 제조 및 검사기준은 작년 11월에 한국가스안전공사에서 개최한 기준 설명회를 통해 기준의 개념, 제정배경 및 주요 기술내용 등을 발표하였다.
용기내장형 난방기용 용기의 제조 및 검사 기준
개요
이 기준은 용기내장형 가스난방기용으로 사용하는 부탄충전용기의 재료, 설계, 시험 및 검사방법 등에 대해 적용한다. 이 기준은 법령 및 고시에 분산되어 있는 기술내용을 체계화시키고 현행 법령에서 기술적으로 미비한 부분을 국제 규격 등을 참고해 보충하였기 때문에 용기 제조 및 검사시 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
이 기준은 1999. 12. 14. 제정되었으며 그 제정경위는 다음과 같다. 우선, 고압가스안전관리법령 및 관련 고시와 KS 규격 내용을 참고하여 초안을 작성하였고, 용기내장형 난방기용 용기의 제조공정 및 검사방법에 대한 현장 실태조사 등을 통해 현장 적용성을 제고하였다. 또한, 관련 이해 당사자간 기준의 실질적 합의(Consen sus)를 위해 용기내장형 난방기용 용기 제조업체 등의 실무자들로 구성된 실무위원회와 관련업계, 학계 등의 전문가로 구성된 전문위원회를 구성하였고, 이를 통하여 기준(안)에 대한 충분한 검토를 거쳐 제정하였다.
세부내용
이 기준은 용어정의, 재료, 설계 및 제조, 시험 및 검사, 부식방지도장, 표시, 불합격용기의 파기방법 등 용기내장형 난방기용 용기를 제조하는 과정순으로 목차를 구성하였으며, 이러한 구성은 ISO 관련기준의 구성체계와도 유사하다. 이 기준의 제정에 있어 주요 쟁점이 되었던 사항은 다음과 같다.
용어정의에는 ‘배치(batch)’와 ‘로트(lot)’에 대한 개념을 규정하였다. 용기에 대한 검사는 모든 용기에 대하여 검사를 하는 전수검사가 아니라, 일정 개수의 용기중에 일부를 채취하여 검사하는 샘플링(sampling)검사이다. 이러한 샘플링검사를 실시하기 위해서는 용기 및 용기 재료를 일정 개수 및 단위로 구분하는 것이 필요한데, 이때 사용되는 개념이 ‘배치(batch)’와 ‘로트(lot)’이다. 이러한 용어들은 유사하여 혼동되어 사용되는데, 이를 개선하기 위해 용어정의에서 이들 용어를 정의하였다. ‘배치(batch)’는 동일 호칭 지름, 두께, 설계조건과 동일한 재료로 제조하여 열처리 공정을 동시에 행한 용기들로 정의하였고, ‘로트(lot, 組)’는 동일 용기제조소에서 같은 생산단위로 제조된 용기로 정의하였는데, 배치는 로트에 비해 같은 배치식 열처리공정을 행하여 제조한 용기로 한정한 것으로 로트의 세분화된 개념이라 할 수 있을 것이다.
용기내장형 부탄용기는 2쪽(two piece) 용접용기로 두께 계산시 상·하 경판으로 할 것인지, 경판과 동판으로 구분하여 할 것인지가 중요한 쟁점이 되었다. 이것은 용기내장형 난방기용 용기를 많이 사용하는 유럽의 관련기준을 검토한 결과 cylindrical part(용기의 몸통부로서 원통부의 직선과 헤드 코너의 곡선을 연결한 선(tangent line) 까지를 포함)와 ends part (cylindrical part 이외의 나머지)로 크게 구분하고 있어, 경판의 원통부(cylindrical part)는 동체의 두께와 동일하게 설계하도록 하였고, 경판(ends part)은 경판 계산식에 따르도록 구분하였다.
2쪽(two-piece) 용접용기의 원주용접부는 ‘조글 조인트(Joggle Joint)’ 방식으로 용접을 하는데, 국내에서는 통상 ‘조글 밴딩(Joggle Bending)’이라는 용어를 사용하고 있다. 그러나, 이 용어는 국제적으로 통용되는 용어가 아니고 범용적인 표현이 아니기 때문에 ‘조글 조인트(Joggle Joint)’로 수정하였다.
또한, 2쪽용기의 두께 계산식에 포함되는 용접효율(η)의 적용은 내장형용기의 ‘Joggle Bending’에 있어서는 KS B 6733에 의해서 B-2 이음으로서 ‘뒷붙임을 사용하는 맞대기 한쪽 용접 이음에서 뒷붙임을 남기는 이음’으로 정의하고 길이방향 이음을 갖지 않는 원주방향 이음으로 용접효율 ‘1”을 적용키로해 업계에서 각기 다르게 적용하고 있는 것을 통일하였다.
재료에 있어서는 현재는 탄소강만이 사용되고 있으나, 일부 업체에서는 알루미늄용기도 생산가능하여 탄소강과 알루미늄합금을 같이 규정하였다.
검사기준의 작성에 있어서는 재료검사나 비파괴검사의 경우 적용범위, 장치, 시험편 채취, 시험절차, 재시험, 합격기준 등의 행위순서대로 기술함으로써 현장에서 적용하는데 편의를 도모하였다.
외관검사는 용기마다 실시하여 다듬질면, 부식, 균열 및 주름 등이 없는 것을 합격으로 하였으며, 용기 조립전에 실시하는 조글조인트부 검사 현행 고시는 각부의 형상 및 치수에 대하여 명시하고 있으나 유럽의 기준들에 있어서는 안전상 문제가 없는 일정부분을 기준에서 특별히 정하지 않고 업계 자율에 맞기고 있어 안전성과 생산의 효율성 측면에서 추가적인 검토가 필요한 부분이다.
이면굽힘시험은 고압가스안전관리기준통합고시 제12장 6절 2관 ‘용접부 시험’에 의해 조글조인트의 경우 하지 않아도 되는 것으로 하였다.
부록에는 시험편의 모양 및 치수, 팽창측정시험장치(예), 물의 압축 계수 βt(Amagat에 의한), 밸브의 구조 및 밸브 부착부 나사, 블라스트에 의한 표면조도 등급, 용기의 제조공정(예)을 수록하였다. 이 기준은 용기 내장형 난방기용 용기와 관련한 기술기준을 총망라한 것으로 용기 제조자 및 이를 검사하는 검사원에 이르기까지 제품의 품질향상을 통한 업계 및 사용자의 안전 확보에 일조할 수 있을 것으로 기대된다.
LP가스용 스트레이너기준
개 요
이 기준은 LP가스 충전시설의 배관계에 부착되어 배관내에 있는 용접부스러기, 먼지 등의 이물질을 몸통내부에 설치된 여과망(screen)을 통해 걸러내고, 걸러낸 이물질을 드레인용 플러그를 이용해서 제거하는데 사용되는 스트레이너(Strainer)에 대하여 적용된다. 다만, 내용적과 설계압력을 곱한 수치가 0.04이상이 되는 것은 고압가스안전관리법의 적용을 받는 압력용기에 해당되므로 제외된다. 이 기준은 일본 JLPA 208을 번역, 벤치마킹하고 국내법령 및 KS등 관련 기준을 참고하여 작성되었다. 이 기준의 제정에는 조광공업등 국내 제조업체, 시공업체, 학계등에서 참여하였고, 1999년 11월에 제정·인쇄되어 배부되었다.
현재 국내에서는 Y형 스트레이너를 대부분 사용하고, 가스용으로는 글로우브밸브나 볼밸브와의 복합된 형태의 스트레이너를 제조하고 있지 않으나, 수도용으로는 이미 제조가 되고 있으며, 또한 일본의 경우에도 복합형에 대하여 규정하고 있으므로 이를 기준에 포함하여 제정하였다.
세부내용
스트레이너는 배관 접속부 형상에 따라 플랜지형, 나사 삽입형, 소켓 용접형, 맞대기 용접형으로 구분하되, 스트레이너의 사용용도에 따라 펌프용, 유량계용, 기화기용으로 구분된다. 스트레이너의 내부에 부착되는 여과망은 메시(mesh- 가루 등 입자의 크기를 나타내는 단위로서 보통 길이 1인치(25.4㎜) 사이의 여과망의 그물코 수)로 분류하였다. 여과망의 메시 결정 방법은 부록에 그림으로 예시하였다.
플랜지형, 나사삽입형 및 용접형 스트레이너의 호칭압력은 플랜지의 호칭압력으로 나타냈으며, KS 기준과 ANSI 기준 두가지를 모두 사용할 수 있도록 하였다.
스트레이너에 사용되는 모든 재료는 LP가스에 침식되지 않아야 하며 사용목적에 맞도록 충분한 강도를 가지고 있어야 한다. 여과망은 유체에 대해 내식성이 있고 녹을 발생시키지 않는 재료를 사용하도록 하여야 한다.
<다음호에 계속>