이 글의 목적은 코팅·도장 공정에서 휘발성유기화합물(VOC) 누출을 현장에서 즉시 확인하기 위한 비누거품법의 표준 절차, 판정 기준, 기록 양식, 안전 주의사항을 한 번에 정리하여 실무자가 바로 적용할 수 있도록 돕는 것이다.
1. 코팅 공정에서 VOC 누출 관리가 중요한 이유
VOC는 인화성이 높고 흡입 노출로 건강영향을 유발하며 작업장 악취와 원가 손실을 초래한다.
코팅 라인의 용제 배관, 밸브, 펌프, 교반기, 스프레이건, 저장탱크 씰에서 누출이 발생하면 품질 편차와 화재·폭발 위험이 증가한다.
비누거품법은 장비가 간단하고 결과가 직관적이어서 일상점검과 정비 검증에 적합하다.
2. 비누거품법의 원리
누출 지점에 기포 형성 용액을 도포하면 압력차에 의해 가스가 표면장력을 밀어 올리며 거품이 생성된다.
거품 발생 유무와 성장 속도로 누출 존재 여부와 상대적 크기를 추정한다.
일반적으로 기포가 연속적으로 생성되거나 10초 이내 직경 5 mm 이상의 기포가 형성되면 누출 가능성이 높다고 본다.
3. 적용 범위와 제한 사항
- 적용 대상은 양압 상태의 가스상 VOC가 흐르는 부위이다.
- 액상 용제가 스며나오는 미세 누출에는 기포 형성이 불안정할 수 있다.
- 표면 온도가 높거나 강한 바람이 불면 거품 지속 시간이 짧아져 민감도가 떨어진다.
- 거칠거나 다공성 표면은 거품 유지가 어려워 보조 테이프 또는 젤 타입 용액을 사용해야 한다.
- 전기설비 개방부위에는 물성 용액 도포를 금지해야 한다.
4. 준비물과 용액 조성
현장 재현성을 위해 용액 레시피를 고정하고 항상 동일한 도포 도구를 사용한다.
| 구성 | 권장 비율(중량%) | 역할 | 비고 |
|---|
| 정제수 | 90 | 용매 | 경도 낮은 물 사용이 거품 안정에 유리하다. |
| 중성 계면활성제(주방세제급) | 5 | 기포 형성 | 염기성·산성 세제는 금속 부식 우려가 있다. |
| 글리세린 | 5 | 기포 안정화 | 증발 지연과 필름 탄성 향상에 유리하다. |
알루미늄 및 아연 도금 표면에는 염분 함유 세제를 피하고 시험 후 즉시 닦아내고 건조해야 한다.
점도가 높은 젤 타입이 필요하면 글리세린을 8~10% 범위에서 증량하고 스퀴즈 병 또는 붓을 사용한다.
5. 장비와 도포 도구
- 스퀴즈 병 또는 거품 브러시를 사용하여 필요한 최소량만 도포한다.
- 휴대용 손전등으로 반사 각을 만들어 미세 기포를 관찰한다.
- 시간 계측을 위해 방수 타이머 또는 시계를 준비한다.
- 고소 작업 시 허리형 툴백에 소형 용액병을 수납하여 낙하를 방지한다.
6. 표준 작업 절차(SOP)
- 작업허가 확인과 위험성평가를 수행한다.
- 대상 라인 또는 설비의 정상 운전 압력 범위를 확인한다.
- 주요 의심 부위를 선정한다.
- 표면 오염을 깨끗이 닦아내고 건조한다.
- 용액을 얇고 균일하게 도포한다.
- 10~60초 동안 관찰한다.
- 기포 발생 양상을 기록하고 사진 또는 동영상을 확보한다.
- 누출로 판정하면 1차 조치를 시행한다.
- 조치 후 재시험을 실시하고 정상화 여부를 기록한다.
7. 판정 기준과 등급화
현장 적용을 위해 단순한 등급 체계를 사용한다.
| 등급 | 관찰 결과 | 권장 조치 | 허용 여부 |
|---|
| A | 30초 관찰 시 기포 없음이다. | 정상 기록 후 다음 지점으로 이동한다. | 허용이다. |
| B | 점 형태 기포가 천천히 성장하거나 30초 내 5 mm 미만 1회 형성이다. | 정비 계획에 반영하고 24시간 내 재확인한다. | 조건부 허용이다. |
| C | 연속 기포 또는 10초 내 5 mm 이상 기포 반복 형성이다. | 즉시 격리·감압 후 씰 교체 또는 체결 보강을 수행한다. | 비허용이다. |
8. 정량적 추정 방법(선택)
거품 직경과 형성 시간을 이용해 대략적 누출량을 추정할 수 있다.
- 기포 부피 V는 〈V ≈ π·d³/6〉로 근사한다.
- 분당 유량 Q는 〈Q ≈ V/형성시간〉으로 계산한다.
- 질량 유량 m은 〈m ≈ (Q/24.45)×분자량〉(25 ℃ 기준)으로 근사한다.
예시로 직경 10 mm 기포가 5초마다 형성되면 Q는 약 6 mL/min이고 toluene 기준 m은 약 23 mg/min 수준이다.
이 추정은 현장 판단 보조용이며 법적 보고나 대기배출 산정에는 정식 계측을 사용해야 한다.
9. 자주 새는 지점 체크리스트
| 부위 | 점검 포인트 | 관찰 팁 |
|---|
| 밸브 스템 패킹 | 상하 운동 시 기포 변화 확인이다. | 핸들 회전 중 기포 증가 여부를 본다. |
| 플랜지 가스켓 | 볼트 헤드 주변과 이음부 전체이다. | 둘레를 따라 연속 도포한다. |
| 펌프 메카니컬 씰 | 씰 하우징 배수구와 환기구이다. | 운전 중 미세 진동에 주의한다. |
| 스프레이건 연결부 | 호스 피팅과 퀵커넥터이다. | 트리거 온·오프 전환 시 비교한다. |
| 탱크 호흡구 | 역류 방지 캡과 체결부이다. | 충전 직후 증기 압력 시 관찰한다. |
10. 다른 방법과의 병행 전략
| 방법 | 장점 | 한계 | 권장 용도 |
|---|
| 비누거품법 | 저렴하고 위치 특정이 쉽다. | 공정 가동 조건에 민감하다. | 일상점검과 정비 검증이다. |
| PID/FID 휴대계측 | 민감도가 높다. | 배경 간섭과 교정 필요가 있다. | 정량 스크리닝이다. |
| 열화상 카메라 | 원거리 탐지 가능하다. | VOC 종류와 온도 조건 제한이 있다. | 고소부위 예비 탐색이다. |
| 연기펜·가성연 | 기류 시각화가 쉽다. | 화재 위험 구역에 제한적이다. | 밀폐 공간 누기 확인이다. |
11. 품질보증·품질관리(QA/QC)
- 용액 제조 일자, 배치 번호, 제조자 서명을 라벨링한다.
- 매주 거품 유지 시험을 통해 배치 간 편차를 확인한다.
- 점검자는 사진·영상과 함께 지점 ID를 기록한다.
- 정비 후 동일 조건에서 재시험하여 전후 비교를 남긴다.
12. 안전·보건·환경 주의사항
- 용제 증기가 존재하는 구역에서는 정전기 방지 PPE와 접지 상태를 확인한다.
- 점검 전 방폭 구역의 전기기기 사용 제한을 검토한다.
- 고농도 증기 구역에서는 송기 마스크 또는 정화식 호흡보호구를 선택한다.
- 시험 용액이 코팅 품질에 영향을 줄 수 있으므로 제품면에는 도포하지 않는다.
- 시험 후 잔여 용액을 닦아내고 폐수는 지정 용기에 모아 처리한다.
13. 교육과 역량
- 신규 작업자는 2시간 이론과 2시간 현장 실습을 이수한다.
- 연 1회 재교육으로 오판 사례와 모범 사례를 공유한다.
- 사진 판독 테스트로 등급 판정 일치도를 점검한다.
14. 점검 주기와 운영 전략
- 상시 운전 라인은 주 1회 순회 점검을 권장한다.
- 정비 후 시운전 단계에서 전 지점 100% 검사한다.
- 계측 기반 LDAR를 분기별로 시행하고 비누거품법을 일상 보완으로 운용한다.
15. 현장 팁
- 수평면보다 수직면에서 기포 판독이 쉽다.
- 은은한 측면광을 사용하면 미세 기포가 잘 보인다.
- 도포 두께는 얇을수록 민감도가 높다.
- 저온 환경에서는 글리세린 함량을 높여 거품 지속성을 확보한다.
16. 기록 양식 예시
| 점검일시 | 라인/설비ID | 지점 | 압력/온도 | 관찰시간 | 결과등급 | 조치 | 재시험결과 | 점검자 |
|---|
| 2025-09-20 10:00 | TH-01 | 밸브 V-12 스템 | 2.0 bar / 28 ℃ | 30 s | B | 패킹 재조임 | A | 홍길동 |
| 2025-09-20 10:30 | SL-02 | 펌프 P-03 씰 | 1.5 bar / 30 ℃ | 20 s | C | 씰 교체 | A | 김가공 |
17. 자재·PPE 선택 요령
| 작업 | PPE | 비고 |
|---|
| 일반 점검 | 안전안경, 니트릴 장갑, 긴소매 작업복 | 피부 접촉과 비산 방지를 위한 기본 구성이다. |
| 고소 작업 | 하네스, 추락방지 랜야드 | 용액 낙하 방지 조치를 병행한다. |
| 고농도 구역 | 유기화합물용 필터 호흡보호구 | 농도와 산소결핍 여부에 따라 등급을 결정한다. |
18. 공정별 적용 포인트
- 스프레이 코팅 부스에서는 순환 배관 퀵커넥터와 레귤레이터를 우선 점검한다.
- 슬롯 다이 코팅에서는 공급 매니폴드 플랜지 전수 확인이 효과적이다.
- 롤코터에서는 교반기 샤프트 씰과 탱크 상부 연결부가 우선순위이다.
19. 사례 기반 체크리스트
아래 항목을 루틴으로 적용하면 누락을 줄일 수 있다.
- 누출 의심 냄새가 느껴지는 구역은 비누거품법을 우선 적용한다.
- 볼트 재체결 후에는 반드시 재시험을 수행한다.
- 배관 지지대 근처 크랙과 핀홀을 확대경으로 확인한다.
- 야간과 주간 각각 한 번씩 관찰하여 온도 영향 차이를 기록한다.
20. 자주 묻는 질문(FAQ)
FAQ
저압 상태에서도 유효한가
차압이 작아도 거품이 서서히 성장하면 누출 판단이 가능하다.
액상 용제가 샌다면 어떻게 하나
비누거품법 대신 흡수지 관찰과 질량 손실법을 적용하는 것이 좋다.
겨울철 민감도를 높이는 법은 무엇인가
글리세린 비율을 높이고 도포 두께를 얇게 유지하면 된다.
용액이 설비를 부식시키지 않는가
중성 계면활성제를 사용하고 시험 후 잔여액을 닦아내면 부식 위험을 낮출 수 있다.
비누거품법만으로 법적 관리가 가능한가
일상점검에는 적합하지만 법적 보고에는 정식 계측이 필요하다.
사진 기록이 어려울 때 대안은 무엇인가
지점 ID 태그와 스케치 맵을 병행하여 위치를 명확히 남기면 된다.
거품이 무작위로 터지면 어떻게 해석하는가
풍속과 표면 상태 영향을 먼저 배제하고 필요 시 재시험한다.
