안전밸브 관리요령, Pressure Safety Valve

♦과압안전장치

플랜트 배관설비에서 과도한 압력의 상승으로 인한 사고를 방지하기 위해 다양한 형태의 과압안전장치를 의미한다.

 

♦안전밸브

안전밸브(PSV, Pressure Safety Valve)란, 압력용기 등 설비에 과도한 압력이 발생 시 자동적으로 개방되어 유체를 방출하고 압력이 안전한 수준까지 낮아지면 닫혀 설비가 파열되는 것을 방지하는 설비를 말합니다.

 

♦안전밸브와 릴리프밸브의 차이점

안전밸브와 릴리프밸브는 다른 설비이나 모양이 비슷하여 헷갈리는 설비 중 하나입니다.

두 설비는 아래와 같이 구분 가능합니다.

	안전밸브(PSV, Pressure Safety Valve)	릴리프 밸브(PRV, Pressure Reliff Valve)
주요형태	→ 주로 사용되는 타입의 형태가 동일하여 겉모습으로 구분이 어렵다.
목적	최고압력 통제	최고압력 통제 공정사의 안정적인 압력 유지
작동기준	보호설비의 최고사용압력 이내        → 설비가 파열하기 전 작동	설정압력 초과, 미만        → 운전조건 이탈시 작동
작동형태	순간적으로 완전개방(Popping) 과다 유체를 외부로 배출          (대기 / Flare Stack / 처리설비 등)	압력에 비례해 서서히 개방 과다 유체를 공정내 저압부로 운반          (저장탱크 / by-pass 배관 등)
법적의무사항	안전인증(KCs) 대상 기기 Popping Test 정기 실시 납으로 봉인          (단, 공기, 질소, 증기용 제외)	* 목적, 형식에 따라 다름

 

♦안전밸브의 설치 대상

안전밸브는 운전 및 정지 중 압력이 높아질 우려가 있는 모든 구간에 설치해야 합니다. 

산업안전보건법에 따라 아래의 시설에는 안전밸브를 의무적으로 설치해야 합니다.

사진	내용
	압력용기 · Vessel, Drum 열교환기 등 압력용기  (안지름이 150mm 이하인 압력용기 제외) · 관형 열교환기의 경우 상승한 압력이 최고 사용압력을 초과할 우려가 있는 설비
	정변위 압축기· 유체 압축을 위해 왕복 부품 (플런저, 다이어프램, 피스톤 등)을 사용하는 정변위 압축기
	정변위 펌프· 토출측에 차단밸브가 설치된 피스톤, 기어 등 정변위 펌프
	배관· 2개 이상의 배관에 의해 차단되어 대기 온도에서 액체의 열팽창에 의한 파열 우려가 있는 배관
	그 밖의 화학설비 및 부속설비· 최고사용압력을 초과할 우려가 있는 설비

 

♦안전밸 관리요령

1)  안전밸브 Tag 관리

• 정기검사(Popping Test) 후 실시일자를 기록한 Tag를 부착한다

2) 볼트 체결 관리

• 안전밸브의 전,후단 볼트, 가스켓에는 누설이 없어야 한다

3) 안전밸브 통기구(Vent Hole) 관리

• 통기구에 차단밸브가 설치된 경우 상시 개방 상태로 관리한다
• 옥외 통기구는 아래 방향을 향하도록 설치하여 빗물 유입을 방지한다.

 

• 통기구는 망등을 설치하여 벌레 등이 유입되지 않도록 관리한다.

 

4) 안전밸브 전,후단 차단밸브 관리

• 안전밸브의 전단,후단에는 차단밸브(밸브, 체크밸브 등)를 설치해서는 안됩니다.
• 차단밸브가 설치된 경우 개방 후 조작하지 못하도록 잠금 및 표지를 부착하여 반드시 1개 이상의 PSV가 작동하도록 관리해야 합니다.

 

• 다만, 아래 조건에 해당하는 경우 자물쇠형 또는 그에 준하는 차단밸브를 설치할 수 있습니다.

 

♦ 현장 점검 Point

 

♦ 주요 질문사항

Q. 안전밸브 중 봉인된 것과 안된 것이 있던데 차이가 무엇인가요?

A.   • 안전밸브는 설정압력의 임의 조작을 방지하기 위하여 납으로 봉인하여 관리합니다.

      • 다만, 공기/증기/질소 등 안전한 유체용으로 레버나 고리를 통해 수시로 작동 여부를 확인하고 이력을 남기는 경우 정기검사(Popping Test)와 납 봉인을 생략이 가능합니다. 

(산업안전보건 기준에 관한 규칙 제261조 3항)

Q. 정기검사 주기는 어떻게 되나요?

A.  • 안전밸브의 정기검사의 주기는 기본적으로 매년 실시합니다.

      • 다만, 아래의 경우 주기가 연장될 수 있습니다.

         – 전단에 파열판이 설치된 경우 : 2년 1회

         – PSM 이행상태 P등급 사업장 : 4년 1회

(산업안전보건 기준에 관한 규칙 제261조 3항)

Q. 정기검사(Popping Test)는 왜 이렇게 자주하는 건가요?

A.  • 안전밸브는 유체와 직접 맞닿는 만큼, 개방과 복귀(폐쇄)가 반복되는 과정에서 여러 형태의 고장이 발생 할 수 있습니다.

      • 반면 정상 운전 중에는 이를 확인하기 어려워 폭발이 발생 한 이후가 되어서야 고장을 인지하게 됩니다.

      • 따라서, 산업안전보건법에서는 의무적으로 인증 받은 기관으로 하여금 매년 정상 작동을 확인하도록 하고 있습니다.

 

<  여러 고장 형태  >

a) 스프링의 피로 등 탄성 저하→설정 압력 도달 전 조기개방

b) 손상된 시트, Bellows로 유체가 누설되어 스프링부 고착/ 녹슮→개방 불능/부분개방

c) Vent Hole 이물로 막힘→스프링 작동 후 복귀 불량

d) 부적절한 봉인 훼손 및 압력조정→조기개방 or 작동 불능

 

♦ 근거 법령 & 자료

안전인증 대상기준	[산업안전보건법 시행령] 제74조(안전인증대상기계등) [방호장치 안전인증 고시] 제4장 보일러 또는 압력용기 압력방출용 안전밸브
안전밸브 설치 기준	[산업안전보건기준에 관한 규칙] 제261조(안전밸브 등의 설치) ~ 제265조(안전밸브등의 배출용량)
차단밸브 설치 기준	[산업안전보건기준에 관한 규칙] 제266조(차단밸브의 설치 금지)
공정안전자료작성기준	[공정안전보고서의 제출,심사,확인 및 이행상태평가 등에 관한 규정] 제21조(유해,위험설비의 목록 및 명세) 제22조(공정도면) [KOSHA GUIDE] 공정안전보고서 등의 통합서식 작성방법에 관한 기술지침 [고압가스 안전관리기준 통합고시] 제2-3-4조 (가스시설 및 그 관련 설비의 목록 및 사양) 제2-4-2조 (공정안전자료)
설계 구조 기준	[KOSHA GUIDE] 안전밸브 등의 배출용량 산정 및 설치 등에 관한 기술지침(D-18-2020) 안전밸브 배출배관의 설계에 관한 기술지침(D-63-2018) 공정용 안전밸브의 기술지침 등(D-26-2012) [KGS] 고압가스용 안전밸브 제조의 시설,기술,검사,재검사 기준(KGS AA319)