산업용 가스 라인의 기초 – 용기, 배관, 레귤레이터, 퍼지라인 정리

1. 산업용 가스 라인이란?

산업용 가스 라인은 고압 또는 특수 가스를 안전하고 정밀하게 이송·공급하기 위한 설비 시스템입니다.
반도체 공정, 바이오 플랜트, 실험실, 정밀화학 산업 등에서는 고순도, 고정밀, 고안전성을 동시에 요구하기 때문에 구성 요소와 설계 방식이 일반 배관 시스템과는 다릅니다.

가스 라인은 크게 4가지 핵심 구성요소로 구성됩니다:
가스 용기, 배관, 레귤레이터(감압기), 퍼지라인

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2. 가스 라인의 핵심 구성요소

가스라인 예시도

1) 고압용기 (Gas Cylinder)

• 압축가스(CO₂, N₂, O₂, Ar, H₂ 등)를 저장하는 용기
• 대부분 고압(150~200bar 이상) 상태
• 스테인리스, 합금강 재질 사용
• 일반적으로 실내보다는 가스 캐비닛 또는 실외에 보관

2) 배관 (Tubing, Piping)

• SUS 316L, 표면 처리된 EP 튜빙, PVDF/PTFE 배관 등 사용
• 내식성, 내압성, 무입자 설계가 필수
• 배관 내부 용접 시 Orbital 용접 적용

3) 레귤레이터 (Regulator)

• 고압을 공정에서 필요한 저압으로 정밀하게 감압
• 1차, 2차 감압기 구성 (단계적 압력 조절)
• 반도체 공정에서는 0.01 bar 단위의 정밀 제어 필요
• SUS 316L, Diaphragm 타입 주로 사용

4) 퍼지라인 (Purge Line)

• 라인 내부 세정/가스 교체용 보조 라인
• N₂, CDA 등 불활성 가스를 사용하여 가연성/독성 가스 잔류 제거
• 공정 전·후에 반드시 퍼지 동작 수행

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3. 산업별 적용 방식 비교

산업	가스  사용 목적	주요 구성	특징
반도체	식각, 증착, 박막 공정용 특수가스 공급	고압용기 + EP 배관 + 다이어프램 밸브 + 레귤레이터 + 퍼지라인	고순도(>99.9999%), 자동제어, 무입자
실험실	분석 장비(CGC, FTIR 등), 반응실험	중소형 가스실 + 튜빙 배관 + 수동 밸브	수동제어 중심, 소규모 배관
바이오	배양기/발효기 공기·산소·질소 공급	SUS 배관 + 유량계 + 감압기 + 필터	공정 안전성, 무균성, 정량 제어 중심

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4. 안전 기준 및 유지관리 포인트

• 정전기 방지: 가연성 가스 라인에는 접지 필수
• 역류방지밸브(NRV) 설치 필수
• 용기 전환 자동화: 용기 교체 시 가스 끊김 방지
• 차압계/압력계 정기 점검
• 퍼지라인 누출 체크 및 알람 시스템 적용
• 고압 가스 사용 시 고압가스 안전관리법에 따른 취급 인가 필요

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5. 산업용 가스 라인 설계 시 고려사항

• 가스 종류에 따라 배관 재질, 압력 등급, 밸브 타입 모두 달라짐
• 퍼지라인 설계는 필수 – 공정 안전과 가스 낭비 방지를 위해 꼭 필요
• 레귤레이터의 정밀도는 공정 품질에 직접적인 영향
• 반도체/바이오/실험실 등 각 산업의 요구 조건을 먼저 파악하고 그에 맞는 사양 구성이 핵심입니다