[가스기술사 2023] 129회 2교시 - 5. 가스사용시설에 설치되는 가스누출경보기의 성능 및 검지부 종류에 대하여 설명하시오.

문제 5. 가스사용시설에 설치되는 가스누출경보기의 성능 및 검지부 종류에 대하여 설명하시오.

 

 

• 가스누출경보기는 가스 누출 시 농도를 감지하여 지시하고, 설정농도에서 자동으로 경보를 울리는 장치로써, 자동차단장치와 연동하여 사용하기도 한다.
• 검지부는 검지방식에 따라 반도체식, 접촉연소식, 기체열전도식 등으로 나눈다.

 

 

1. 경보기 성능

1) 기능

• 기본사항 : 가스의 누출을 검지하여 농도를 지시함과 동시에 경보를 울려야 한다.,
• 설정농도 : 미리 설정된 가스농도(폭발하한계의 1/4 이하)에서 자동으로 경보를 울려야 한다.
• 경보 지속/정지 : 경보를 울린 후에는 주위의 가스 농도가 변화되어도 계속 경보를 울리며, 확인 등의 조치를 했을 때 경보가 정지되어야 한다.
• 잡가스 미경보 : 담배연기 등 잡가스에는 경보를 울리지 않아야 한다.

 

2) 구조

• 강도/정비 : 충분한 강도를 가지며, 취급과 정비(특히 엘리먼트 교체)가 용이해야 한다.
• 분리설치 : 경보부와 검지부는 분리하여 설치할 수 있는 것으로 한다.
• 검지장소 분별 : 검지부가 다점식인 경우에는 경보가 울릴 때 경보부에서 가스의 검지장소를 알 수 있는 구조로 한다.
• 경보종류 : 경보는 램프의 점등 또는 점멸과 동시에 경보를 울리는 것으로 한다.

 

 

2. 경보기 검지부 종류

 

1) 반도체식

• 금속산화물 반도체 표면에서 가스 흡착에 따른 전기전도도의 변화를 이용하여 농도를 측정한다.
• 각종 가스에 대한 감도가 우수하나 온습도에 민감하다.
  • 메카니즘
    산화주석 반도체를 350℃ 전후로 가열
    → 공기 중 산소가 반도체 표면에 흡착, 전기전도도 저하
    → 반도체 표면에 흡착된 산소가 가스와 결합/분리되며 전기전도도 상승
    → 전기전도도 변화를 농도로 변환/표시

 

2) 접촉연소식

• 촉매 표면에서 가스의 연소로 발생하는 열의 증감(전기저항 변화)을 이용하여 농도를 측정한다.
• 온습도 영향이 적으나 장기간 사용 시 촉매열화로 감도가 저하된다.
  • 메카니즘
    백금코일 주위에 알루미나를 소결시키고 그 표면에 팔라듐 등 산화촉매를 분산
    → 백금코일을 500℃ 전후로 가열 → 가스가 산화촉매에 접촉/연소
    → 백금코일 온도 상승에 따른 전기저항 상승 → 전기저항 변화를 농도로 변환/표시

 

3) 기체열전도식

• 공기와 가스의 열전도도 차이에 따른 열의 증감(전기저항 변화)을 이용하여 농도 측정
  (접촉연소식과 다르게 연소반응 없음)
• 산소 없이도 측정 가능하며, 100% 농도까지 출력이 직선적이어서 고농도 가스 검지에 적합함
  • 메카니즘
    백금코일 주위에 알루미나를 소결시키고 유리로 코팅
    → 백금코일을 150 ~ 200℃로 가열함 → 가스가 검지소자에 접촉
    → 열전도도 변화로 백금코일 온도 및 전기저항 변화 → 전기저항 변화를 농도로 변환/표시

 

4) 적외선식

• 가스가 적외선을 흡수하는 성질을 이용하여 농도를 측정한다.
  
• 감도가 우수하며, 검지소자가 없어 유지관리가 용이하다.
  • 메카니즘
    발광부에서 적외선 발신
    → 적외선을 가스가 흡수 → 수광부에서 적외선 수신
    → 적외선 변화를 농도로 변환/표시

 

 

3. 기타

3) 설치장소

• 기본사항: 검지부는 가스가 누출되기 쉬운 설비 주위의 체류하기 쉬운 장소에 설치함
• 설치금지장소: 검지부는 증기 등이 직접 접촉될 수 있는 곳, 주위온도가 40℃ 이상인 곳, 설비 등으로 누출 가스의 유동이 어려운 곳, 차량 등으로 파손의 위험이 있는 곳에는 설치하지 않음
• 검지부 설치: 공기보다 무거운 가스는 바닥면으로부터 0.3m 이내, 가벼운 가스는 천장으로부터 0.3m 이내여야 함
• 경보부 설치: 관계자가 상주하거나 경보를 식별할 수 있는 곳으로, 경보가 울린 후 각종 조치를 취하기 적절한 곳이어야 함

 

4) 설치개수

• 실내: 가스설비가 건축물 안에 설치된 경우에는 그 설비군의 바닥면 둘레 10m에 1개 이상의 비율로 계산한 수
• 지하/실외: 가스설비가 지하에 설치된 전용처리설비실이나 건축물 밖에 설치된 경우에는 그 설비군의 바닥면 둘레 20m에 1개 이상의 비율로 계산한 수