이 글의 목적은 사업장에서 국소배기장치 성능시험 주기를 합리적으로 설정하고 표준화된 기록 양식을 바로 적용할 수 있도록 실무 중심 지침과 예시 서식을 제공하는 것이다.
1. 국소배기장치 성능시험의 목적과 범위
국소배기장치 성능시험은 위해 요인을 발생원에서 포집하여 유해물질의 확산을 차단하고 필요한 이송풍속을 유지하는지 확인하기 위한 절차이다. 시험은 신규 설치 검수, 정기 성능 유지 확인, 개조나 수리 후 기능 회복 검증을 포함한다. 대상은 후드, 덕트, 댐퍼, 집진기, 팬, 배출덕트, 방지시설 연결부 등 흐름계통 전반이다. 측정 항목은 포집속도, 덕트 이송풍속, 풍량, 정압·전압·동압, 누풍, 교차기류, 필터 전후차압, 소음·진동 등으로 구성한다.
2. 성능시험 주기 설정 원칙
주기는 법정 최소 수준과 공정 위험도, 장치 구성, 고장력 사유를 반영하여 설정한다. 일반적으로 다음 원칙을 따른다.
- 신규 설치·이전·중대 변경 후 성능확인 시험을 즉시 시행한다.
- 정기 성능시험은 보통 연 1회 이상으로 계획한다. 분진 다량 발생, 고독성 물질, 배출농도 변동이 큰 공정은 6개월마다 실시하는 것이 안전하다.
- 수리·청소·필터 교체 후 성능에 영향이 예상되면 즉시 재시험한다.
- 이상 징후 발생 시 예고 없는 수시 시험을 가동 중단 전후로 병행한다. 이상 징후는 포집 불량, 냄새 민원, 라인 증설, 팬 전류 변동, 차압 급변 등을 말한다.
- 일상점검은 운영자가 매일 또는 교대마다 수행한다. 일상점검은 성능시험을 대체하지 않는다.
보존 기간은 분석 근거가 되는 원시기록과 보고서를 함께 최소 3년 이상 보관하는 것이 바람직하다. 장치 교체 주기와 분쟁 가능성을 고려하여 5년 이상 장기 보관을 운영 규정으로 정하는 경우가 많다.
3. 성능시험 항목과 합격 기준 설정 방법
합격 기준은 공정별 위해도와 후드 형식, 덕트 설계, 집진기 형식에 맞춰 사전 정의한다. 일반적인 설정 방법은 다음과 같다.
- 포집속도(Capture Velocity): 오염원 특성에 따라 0.25~1.0 m/s 범위를 설정한다. 휘발성 유기용제와 같으면 0.4~0.6 m/s, 미세분진 비산 공정이면 0.6~1.0 m/s 수준을 목표로 한다.
- 이송풍속(Transport Velocity): 비말·분진 퇴적 방지를 위해 10~20 m/s 범위에서 물성에 맞춘다. 금속분진 18~20 m/s, 일반 분진 15~18 m/s, 증기·가스 7~10 m/s를 목표로 한다.
- 풍량(Q): 설계 계산식 Q = V평균 × A 로 산정한다. 그라인딩 테이블 등 면흡입 후드는 개구 면적과 목표 면적속도를 근거로 산정한다.
- 정압·전압·동압: 팬 흡입·토출 정압과 집진기 전후 차압을 기준치 ±10% 내 관리한다. 필터 전후 차압은 청정, 교체 경고, 교체 한계의 3단계로 체계를 둔다.
- 교차기류: 후드 개구부 부근 교차기류는 0.3 m/s 이하로 관리한다. 공조 토출과 인접 장치에 의한 간섭을 확인한다.
- 시각화 시험: 스모크 테스트로 오염원 방향 포집, 소용돌이, 부유의 재비산을 관찰한다.
| 항목 | 일반 목표값 | 비고 |
|---|
| 포집속도 | 0.4~0.6 m/s | 용제 증기·소형 국소 후드 |
| 포집속도 | 0.6~1.0 m/s | 분진 비산·개방 공정 |
| 이송풍속 | 15~18 m/s | 일반 분진 라인 |
| 이송풍속 | 18~20 m/s | 금속 분진·중량 분진 |
| 교차기류 | ≤ 0.3 m/s | 후드 개구부 30 cm 앞 |
| 필터 차압 | 운영범위 내 | 제조사 권고 청정·교체값 기준 |
| 팬 전류 | 정격의 90~110% | 과부하·언더로드 감시 |
4. 측정 장비와 교정
주요 장비는 풍속계(열선·베인), 피토관과 마노미터, 디지털 차압계, 풍량후드, 소음계, 진동계, 연기발생기 등이다. 모든 장비는 식별번호와 교정만료일을 부착하고 교정성적서 사본을 시험 기록과 함께 보관한다. 열선 풍속계는 저속 영역의 불확실도를 확인하고 제로세팅을 시험 현장 온습도에서 수행한다. 피토관은 충분한 직관부 확보 후 10점 이상 트래버스로 측정한다. 덕트 단면이 비원형이면 유효면적을 산정하거나 유압지름을 사용한다.
5. 표준 성능시험 절차(SOP) 요약
- 사전 준비: 도면·설계값 확보, 운영 조건 정의, 측정점 선정, 안전위험요인 분석, Lockout/Tagout 계획 수립을 완료한다.
- 시운전·안정화: 공정 평상 상태에서 팬과 집진기를 정격으로 가동한다. 덕트·댐퍼 위치를 기록한다.
- 포집속도 측정: 후드 개구부 격자점에서 5~9점 이상을 측정하고 평균과 최솟값을 기록한다. 교차기류를 별도 기록한다.
- 덕트 이송풍속·풍량 측정: 원형 덕트는 지름의 1.5~2배 이상 직관부에서 피토관 트래버스를 실시한다. 사각 덕트는 등면적 격자로 16점 이상 측정한다.
- 압력 측정: 팬 흡입·토출, 집진기 전후, 필터 스테이지별 차압을 측정한다.
- 시각화 확인: 스모크 테스트로 유동 패턴을 촬영하고 관찰 결과를 서술한다.
- 보정·판정: 온도·압력 보정, 장비 보정계수 적용 후 설계치 대비 달성률과 합격 여부를 판정한다.
- 개선 권고: 불합격 항목은 원인과 개선조치를 제안하고 우선순위를 부여한다.
- 보고·보존: 성능시험서, 원시데이터, 사진·영상, 교정증빙을 패키지로 묶어 보관한다.
6. 성능시험 보고서 필수 구성요소
- 표지: 설비명, 라인, 위치, 성능시험 일자, 작성자, 승인자이다.
- 장치 개요: 후드 형식, 덕트 규격, 집진기 타입, 팬 사양, 전동기 정격이다.
- 운전 조건: 생산품, 공정부하, 가동률, 계절·온습도 정보이다.
- 측정 장비: 기종, 식별번호, 교정만료일, 불확실도이다.
- 결과 요약: 기준, 목표, 실측, 달성률, 합격판정 표이다.
- 세부 원시기록: 측정점, 좌표, 개별값, 평균, 표준편차, 보정값이다.
- 사진·영상: 측정장면, 스모크 패턴, 누풍 위치 표기이다.
- 개선조치 계획: 담당, 기한, 조치내용, 재검증 계획이다.
| 설비/후드 | 항목 | 기준값 | 실측값 | 달성률 | 판정 | 비고 |
|---|
| H-01 슬롯후드 | 포집속도 | 0.60 m/s | 0.58 m/s | 97% | 유지보수 | 교차기류 영향 |
| D-01 원형 덕트 | 이송풍속 | 16.0 m/s | 16.8 m/s | 105% | 적합 | — |
| BF-01 백필터 | 차압 | 800 Pa | 950 Pa | 119% | 경고 | 백 교체 예정 |
| 측정점 | X(cm) | Y(cm) | 풍속(m/s) | 온도(℃) | 압력 보정 | 메모 |
|---|
| H-01-1 | 10 | 10 | 0.62 | 24 | 적용 | 개구부 중앙 |
| H-01-2 | 10 | 20 | 0.55 | 24 | 적용 | 상부 난류 |
| H-01-3 | 20 | 10 | 0.57 | 24 | 적용 | 좌측 가장자리 |
7. 일상점검 및 분기 점검 체크리스트
일상점검은 운영자가 수행하고 분기 점검은 설비·안전부서가 수행한다. 다음 체크리스트를 사용한다.
| 구분 | 점검항목 | 기준/상태 | 주기 | 결과 | 조치 |
|---|
| 후드 | 개구부 파손·폐색 | 이상 없음 | 매 교대 | | |
| 후드 | 댐퍼 설정 위치 | 표준위치 유지 | 매일 | | |
| 덕트 | 누풍·진동·소음 | 기준 내 | 주간 | | |
| 집진기 | 차압 | 경고치 미만 | 매일 | | |
| 팬 | 전류·온도 | 정격 내 | 주간 | | |
| 필터 | 교체 주기 | 계획 준수 | 월간 | | |
8. 불합격 원인과 개선 전략
- 교차기류 과다: 공조 토출 방향 변경, 디퓨저 설치, 후드·공정 간 거리 재조정으로 개선한다.
- 포집속도 부족: 후드와 오염원 이격을 줄이고 슬롯 폭 조정, 댐퍼 재밸런싱, 팬 회전수 상향을 검토한다.
- 이송풍속 저하: 누설 보수, 곡관·티 개수 최소화, 덕트 직관부 확보로 손실을 줄인다.
- 차압 과다: 필터 포집 초과나 케이킹이 원인이다. 펄스 세팅 최적화, 필터 재질 변경, 프리필터 추가를 검토한다.
- 소음·진동 초과: 진동 아이솔레이터 보강, 소음기 설치, 불균형 임펠러 정비를 수행한다.
9. 성능시험 보고서 표준 서식 예시
다음 서식을 그대로 복사하여 사용하는 것이 가능하다. 항목은 최소 구성으로 설계되며 사업장 특성에 따라 확장한다.
| 보고서 번호 | | 작성일 | |
| 설비명 | | 라인/위치 | |
| 시험 구분 | 신규/정기/수시 | 운전 조건 | 정격/부하율 |
| 측정 장비 | 모델/식별번호/교정만료일 |
| 참석자 | 운영/설비/안전/외주 |
| 총평 | 적합/조건부/부적합 |
| 승인 | 운영책임 | 설비책임 | 안전책임 |
| 후드/덕트 | 항목 | 기준 | 측정 | 보정 | 판정 | 개선조치 | 책임/기한 |
|---|
| H-01 | 포집속도 | 0.6 m/s | | 적용/미적용 | | | |
| D-01 | 이송풍속 | 16 m/s | | 적용/미적용 | | | |
| BF-01 | 차압 | 800 Pa | | — | | | |
| No. | 측정점 | 값 | 단위 | 온도 | 압력 | 장비 | 비고 |
|---|
| 1 | H-01 Grid(1,1) | | m/s | ℃ | kPa | 열선-001 | |
| 2 | D-01 Traverse | | m/s | ℃ | kPa | 피토-003 | |
10. 성능시험 주기 수립 절차 예시
- 유해성 분류와 배출량으로 공정을 등급화한다.
- 장치 형식과 노후도를 반영하여 기본 주기를 설정한다.
- 최근 2년간 불합격 이력과 고장률을 반영해 가중치를 부여한다.
- 생산피크, 정기보수 기간과 연계하여 시험 일정을 잡는다.
- 성과지표를 정한다. 예를 들어 연간 불합격률 5% 이하, 재시험 소요 30일 이내 등이다.
| 등급 | 유해성/발생량 | 장치 노후도 | 최근 이력 | 권장 성능시험 주기 |
|---|
| A | 고 | 고 | 불합격 있음 | 6개월 |
| B | 중 | 중 | 양호 | 연 1회 |
| C | 저 | 저 | 양호 | 연 1회 또는 18개월 |
11. 계산 팁과 실수 방지 포인트
- 풍량 계산 시 개구 면적은 실측 크기로 업데이트한다. 셔터나 지그로 유효 개구가 줄어든 경우를 반영한다.
- 피토관 계수와 공기 밀도 보정을 누락하지 않는다. 온도 20℃ 기준과 현장 조건의 차이를 기록한다.
- 사각 덕트는 유압지름 Dh = 2ab/(a+b)을 사용해 레이놀즈수를 산정하고 측정 위치를 정한다.
- 열선 풍속계는 저속에서 응답시간을 고려한다. 2~3초 이상 유지 후 값을 취한다.
- 교차기류는 작업자 이동과 공조 가동 상태에서 실측한다.
12. 교육과 역량 관리
시험 수행자는 유량 측정과 불확실도 개념을 이해하고 장비 교정 절차를 숙지해야 한다. 연 1회 이상 리프레셔 교육을 실시하고 블라인드 테스트로 측정자 간 편차를 검증한다. 서명·이니셜 기준과 수정선 규칙을 정하여 데이터 무결성을 확보한다.
13. 샘플 서명·승인 블록
FAQ
정기 성능시험과 작업환경측정은 무엇이 다른가?
정기 성능시험은 포집과 이송 기능을 설비 성능 관점에서 확인하는 절차이다. 작업환경측정은 근로자 노출 농도를 작업위생 관점에서 평가하는 절차이다. 두 절차는 목적과 기준이 다르며 서로를 대체하지 않는다.
연 1회로 충분한가?
공정 위험도와 불합격 이력에 따라 6개월 주기가 필요할 수 있다. 대량 분진과 고독성 화학물질 취급 공정은 보수적으로 짧게 가져가는 것이 안전하다.
후드마다 기준값이 다른 이유는 무엇인가?
오염원 형태, 발생 속도, 비중, 후드 형식, 주변 교차기류가 다르기 때문이다. 동일 설비 내에서도 슬롯후드, 캔오피, 인클로저의 기준은 서로 다르다.
스모크 테스트 영상은 반드시 필요한가?
필수는 아니지만 권장한다. 수치로 표현되지 않는 유동 패턴을 시각적으로 설명할 수 있어 개선 의사결정에 유리하다.
기록은 얼마나 보관해야 하는가?
원시데이터와 보고서를 함께 최소 3년 이상 보관하는 것을 권장한다. 교체 주기가 길거나 분쟁 가능성이 높으면 5년 이상 보관한다.
교정 만료된 장비로 측정한 데이터는 사용할 수 있는가?
사용하지 않는다. 동일 조건에서 교정 유효 장비로 재측정하고 사유와 시정조치를 기록한다.
