가스종류 식별하는 밸브의 핸들 색상 관리 중요

특수고압가스 및 용기 밸브 수출 위해 지원해야

프로판이나 부탄을 기반으로 한 LPG와 천연가스를 기반으로 도시가스가 취사용, 난방용, 운송용, 산업용으로 폭넓게 사용되면서 가스는 생활의 편리성과 경제활동의 동력원으로 자리 잡았다. 또한, 특수고압가스는 가압된 산업용 가스를 생산 공정에 공급하여 제품을 생산하거나 에너지 상태를 변환시키는 역할을 하는 물질로 수소, 아세틸렌, 냉매가스, CO2, NH3, O2, He, Ar, CH4, N2, N2O 등 다양하게 개발하여 사용하고 있다.

우리가 특수고압가스를 접하는 경우는 병원에 입원하여 산소를 공급받아 호흡할 때, 비닐풍선이나 봉지에 담은 과자를 구입할 때, 시원한 청량음료를 마실 때 등이다. 그렇지만, 우리가 매일 사용하는 스마트폰이나 컴퓨터, TV 등과 같은 제품을 생산하기 위해 특수가스가 많이 사용된다는 사실을 아는 사람은 많지 않다.

전통적인 생활제품을 생산하는 산업구조에서 첨단산업이나 융·복합 고부가가치 산업으로 넘어가면서 특수고압가스 사용량은 크게 증가되고 있다. 따라서 IT 및 첨단제품을 생산하는 국가의 특수고압가스 사용량은 많아졌고, 특수고압가스의 생산 및 관련 장치산업시장 또한 이들이 장악하고 있다.

■특수고압가스 관련 제품

특수고압가스를 생산하기 위해서는 대규모 프로세스 시스템을 구축하여 품질 안전성과 생산성을 확보하는 것이 중요하다. 또한, 특수고압가스를 안전하게 유통시키기 위해서는 특수고압가스의 물리·화학적 특성에 적합한 용기와 밸브, 안전장치, 연결호스 등을 갖추어야 한다.

고압가스를 안전하게 저장하기 위해 개발된 특수용기는 높은 충전압력에도 충분히 견딜 수 있는 강도와 기밀 안전성을 확보해야 한다. 또한, 용기에 고압가스를 안전하게 충전하고, 방출하기 위해서는 안전밸브가 장착된 개폐용 밸브를 사용한다. 밸브는 가스의 종류와 사용압력에 따라 밸브몸체, 패킹과 오링, 안전밸브 등을 안전하게 설계하고, 내구안전성 및 내부식성을 충분히 갖추어야 한다.

■밸브의 외관품질

특수고압가스 용기용 밸브를 사용하는 가스의 종류를 나타내는 색깔이 사용과정에 벗겨진 사례를 조사하였다. 전국에서 무작위로 수거된 60여개의 밸브에서 15% 정도가 불량으로 나타났다. 밸브의 핸들색깔이 부분적으로 벗겨져도 식별할 수 없는 정도는 아니지만, 밸브의 색깔을 보고 사용가스를 판단하는 경우가 현실이므로 사용자가 컬러색깔을 잘못 판단할 경우는 심각한 가스사고로 연결되기 때문에 중요하게 다루어야 한다.

■밸브의 내구안전

밸브의 내구안전은 밸브몸체를 단조로 가공하여 내압성과 균질성을 확보한다. 또한, 밸브몸체에서 나사부의 체결성과 밀봉부의 기밀성을 확보하기 위해 기계가공을 한다. 밸브몸체의 제조기술은 가장 오래되었지만, 생산설비의 첨단화와 자동화로 생산성과 강도안전 내구성을 안정적으로 확보하고 있다. 최근 밸브몸체의 가공정밀도와 품질관리 수준을 업그레이드 하면서 품질은 크게 향상되었고, 국내제품도 선진국 제품과 동등이상의 구조 안전성을 확보하고 있다.

무작위로 수거된 60여개의 밸브에서 내압강도(KGS AA311와 KGS AA316을 준용)를 검사한 결과는 모두 안전한 것으로 나타났다. 이것은 밸브의 몸체에서 크랙이나 중대한 결함이 없다는 것을 의미한다. 다만, 밸브의 조립과정에 이물질이 혼입되거나 세척작업의 불량으로 인해 작동부에 붙어있는

경우가 있어 제조공정의 품질안정화를 점점할 필요가 있다.

가스누출 가능성이 높은 부위는 밸브의 몸체와 나사 체결부, 방출구, 안전밸브, 스템부 등이다. 무작위로 수거된 60여개의 밸브에서 기밀안전(KGS AA311와 KGS AA316을 준용)을 측정한 결과에 의하면 안전한 것으로 나타났다. 이것은 밸브시트의 기밀작용, 핸들의 회전조작에 따른 오링과 안전밸브의 기밀성도 안전하게 작동한다는 것을 의미한다.

밸브의 밀봉안전에서 문제가 없는데 왜 저가경쟁을 하고, 국제시장에 진출하지 못하는 이유가 무엇일까? 결국은 고유설계기술이 부족하고, 모방 기술에 의존하는 저가형이기 때문에 아직은 해외시장 진출을 위한 품질안전성을 확보하지 못한 것으로 판단된다.

가스누출에 관련된 밸브시트와 오링에 대한 품질안전 내구성은 선진국 제품에 비해 뒤져도 기술개발 투자를 하지 않는 것이 문제이다. 밀봉품질의 불안정성은 내구경쟁에서 밀리는 핵심요소로 작용하기 때문에 그동안 저가경쟁에 의존하던 성장패턴은 더 이상 안 된다.

■밸브시트의 기밀안전

밸브의 개폐작용에 따라 밸브시트의 접촉면은 마찰 압착력에 의해 영구변형 자국을 형성하는 것으로 나타났다. 원형의 변형자국은 밸브시트가 황동 시트링과 반복적으로 접촉하는 과정에 강한 압축력을 받아 영구변형이 형성된다. 보통은 내구성이 우수한 밀봉소재를 사용하기 때문에 가스누출은 발생하지 않지만 작동시간이 경과함에 따라 가스가 누출되는 것이 문제이다.

■품질안전 내구성 향상을 위한 제언

국내에서 유통되는 특수고압가스 용기용 밸브의 재검물량은 연간 55만개 정도이지만, 특수가스의 종류가 다양하고, 기술적으로 위험한 것에 비해 적은 수량은 사업성을 떨어뜨리는 원인이다. 밸브를 사용하는 업체에서 볼 때 국산제품은 저가라 유리하지만, 품질안전을 보장할 수 없어 구입을 꺼리고, 외산제품은 높은 가격과 긴 배송기간으로 어려움을 겪지만 대안이 없다.

외국제품은 고유설계기술을 확보하고, 밀봉내구성 측면에서 높은 신뢰성을 제시하지만, 국내제품의 대부분은 모방 기술에 의존하기 때문에 품질안전에서 신뢰성이 떨어지는 것이 문제이다. 특수가스의 특성상 고압성과 독성, 부식성 때문에 밸브의 안전성을 가장 중요하게 다루어야 한다.

따라서 정부는 국내 특수고압가스 밸브산업을 육성하여 특수가스 수요자가 안전하게 가스를 공급할 수 있도록 지원해야 한다. 특수고압가스용 밸브의 국내수요는 적지만 산업체에 밸브를 안정적으로 공급하고, 선진국에서 장악하고 있는 특수고압가스 및 용기용 밸브를 해외에 수출할 수 있도록 길을 열어주는 가스안전 선진화 기술개발사업을 추진하는 것이 바람직하다.