질소(N2)의 정의와 측정: 산업현장에서의 안전 관리 필수 가이드

안녕하세요:)

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알에스코리아 Arthur입니다!

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지난 번 가연성의 정의와 측정 시리즈에 이어 오늘은 질소(N2)의 정의와 측정 주제로 포스팅을 작성하려고 합니다.

산업 현장에서 '가스안전'이라는 주제에 대해서 한번쯤은 다들 들어보셨을 것이라고 생각해요 굳이 산업현장이 아니더라도 집에서 뉴스를 보다가도 ㅇㅇ가스 누출사고, ㅁㅁ가스폭발화재 등 가스와 관련된 안전문제에 대해서 접해보셨을텐데요. 그중에서도 오늘 말씀드릴 질소(N2)는 정말 많이 사용되지만 동시에 위험한 상황을 초래할 수 있는 화학물질 중 하나입니다.

질소는 우리가 숨 쉬는 공기에서 가장 많이 존재하는 기체이지만, 산업현장에서 제대로 이해하고 관리하지 않으면 위험 요소로 작용할 수도 있습니다.

오늘 포스팅에서는 질소의 정의와 특성, 활용 사례 및 사고 예방, 그리고 추천 가스측정기까지 살펴보겠습니다. 특히 질소는 산업안전보건법과 중대재해처벌법과도 밀접하게 관련된 만큼, 안전 관리에서 꼭 알아야 할 핵심 정보를 정리했으니 끝까지 읽어주세요!

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1.질소의 정의와 특성

질소란?

질소는 화학 기호 N2로 표시되는 무색, 무취, 무미의 불활성 기체입니다. 공기 중 약 78%를 차지하며, 자연에서 가장 풍부하게 존재하는 가스 중 하나입니다. 질소는 화학적 반응성이 낮아 단독으로는 안정하지만, 특정 환경에서는 위험 요소가 될 수 있습니다.

특히, 산소 결핍 공간에서 고농도의 질소는 질식 사고를 유발할 수 있습니다. 질소는 산업 공정에서 매우 흔하게 사용되기 때문에, 사고 가능성도 그만큼 높아질 수밖에 없다는 점 유의해주세요.

 

 

‘산업안전보건법’과 ‘중대재해처벌법’ 같은 법규는 이런 사고를 방지하기 위해 만들어졌어요. 하지만 법을 준수하는 것만으로는 예방이 충분하지 않을 때도 많습니다. 그래서 우리는 질소의 특성을 제대로 이해하고, 이를 측정하고 관리하는 도구들을 활용해야 합니다. 결국, 질소의 제대로 된 관리 없이는 안전한 작업 환경도 기대할 수 없겠죠?

 

​https://kreach.me.go.kr/repwrt/index.do

화학물질정보처리시스템

 

 

질소(N2)에 대한 구체적인 정보는 Kreach-화학물질정보처리시스템에서 확인할 수 있습니다.

물질의 상세정보와 법적 규제사항도 함께 확인이 가능합니다.

-CAS 번호 : 7727-37-9

-영문명 : Nitrogen

-기존화학물질: KE-25994

특성

1.불활성 기체: 다른 물질과 반응하지 않아 안정적.(금속 방청, 화학 공정 등에 이상적.)

2.비독성: 흡입 시 해롭지 않지만 산소 부족을 유발할 수 있음.

3.저온성: 액체 질소는 매우 낮은 온도에서 존재하며 냉각제로 사용.

4.무색무취 : 감지가 어렵고, 오랜 노출 시 위험성이 커집니다.

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용도

1. 산업용 가스: 화학 공정, 용접, 금속 가공.
2. 냉각제: 반도체, 의학 및 식품 저장.
3. 충전 가스: 타이어, 항공기 연료 탱크.
4. 실험실 및 연구용: 불활성 환경 조성.

질소는 다양한 산업과 연구 환경에서 없어서는 안 될 중요한 역할을 하고 있습니다.

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질소 사용의 장점과 단점

장점

질소는 산업 전반에서 없어선 안 되는 만능 기체로 활용됩니다. 예를 들어, 질소는 식품 포장에서 공기를 대체하여 제품의 신선도를 유지하고, 금속 용접 시 녹 방지, 반도체 공정에서 불순물 제거까지 다양한 장점이 있죠. 특히 그 안정성 덕분에 다른 화학물질보다 작업 환경을 덜 오염시킨다는 큰 장점이 있어요.

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단점

질소는 본래 무색, 무취라 감지가 어렵고, 누출 시 주변 산소 농도를 급격히 낮춰 질식사고를 유발할 가능성이 높습니다. 이 때문에 아이러니하게도 사용 환경 자체가 가스 누출 관리를 철저히 해야 하는 복잡한 구조를 만들어내기도 해요. 또, 과도한 농도의 질소는 인간의 건강에 치명적일 수 있기 때문에 비교적 안전한 가스라고 하더라도 위험성을 절대 간과해서는 안됩니다.

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이점을 제대로 알면 효율적으로 사용할 수 있고, 잠재적 단점도 효과적으로 관리할 수 있어요.

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2. 질소의 위험성과 사고 사례

-위험성

질소 자체는 독성이 없지만, 농도가 높을 경우 산소 결핍을 초래할 수 있습니다.

• 질식 위험: 산소 농도가 19.5% 미만으로 떨어질 경우, 작업자가 생리적 이상을 느끼며, 16% 미만에서는 의식불명에 이를 수 있습니다.
• 감지 어려움: 색과 냄새가 없어 누출을 즉시 알기 어렵습니다.
• 저온 화상: 액체 질소와의 접촉 시 동상 또는 화상을 입을 수 있습니다.

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-사고 사례

1. 질식 사고: 밀폐 공간에서 질소 농도가 높아져 작업자가 의식을 잃은 사례.
2. 저온 화상 사고: 연구실에서 액체 질소 취급 중 보호장비 없이 작업하다가 발생한 사고.

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3. 질소의 측정방법

측정 시기

• 작업 전 : 작업 시작 전에 가스 농도를 측정해 작업 가능 여부 확인.
• 작업 중: 유해가스 농도가 변하지 않도록 지속 모니터링.

-장시간 작업하는 경우 일정시간 간격으로 체크 (2시간 간격)

-작업 중 전체 근로자가 작업 장소를 떠났다가 복귀 후 작업을 재개하기 전

-근로자의 신체나 환기장치 등에 문제가 생겼을

- 작업 후: 안전하게 종료되었는지 확인 차원에서 마지막 측정 진행.

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측정 방법

• 수직 및 수평 방향 측정: 면적 및 깊이를 고려하여 밀폐공간의 각 지점을 골고루 측정(3개소 이상 권장).
• 깊은 공간 측정: 고무호스나 PLC 장치를 활용해 깊은 지점까지 확인.

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추천 측정 도구

1. 휴대용 가스측정기: 가스타이거거, EDW500등 휴대용 가스측정기로 작업자 이동 중 실시간으로 질소 농도 확인 가능.
2. 설치형 가스감지기: FIX800과 같은 설치형 측정 장비로 상시 모니터링 가능.

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측정 방식

대기를 이루는 기체

대기는 산소 20.9%, 질소78.8%, 0.3%의 나머지 기체들로 이루어져 있습니다.

질소는 지구의 78%를 차지하는 기체이며, 화학 반응을 일으키기 매우 어려운 안정적인 분자구조를 갖고 있다는 특징이 있습니다. 질소의 이러한 특성으로 인해 N2를 단일만을 측정하는 장비는 없습니다.

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그렇다면, 질소(n2)값은 어떻게 해야 알 수 있을까요?

그건 바로 산소 센서로 측정한 산소농도값을 질소의 농도로 역산하여 추측하는 방식입니다.

우리는 이를 '계산식' 이라고 일컫기도 합니다.

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공기, 즉 우리가 살고있는 일반적인 대기를 이루고 있는 기체는 산소20.9% 질소78.8% 기타0.3%[이산화탄소, 아르곤 등]으로 이루어져 있습니다.

질소와 산소농도의 대략적인 비율이 4:1정도 인 점을 고려하여, 산소농도가 낮아질경우 질소농도가 올라가는걸 계산하여 디스플레이에 표기할 수 있습니다.

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하지만, 역산하여 추측하는 방식인 계산값에는 허점이 존재합니다.

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예를들어 작은 밀폐공간에 CO2(이산화탄소) 100%를 주입했다고 가정해봅시다.

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대기를 이루는 기체는 100%를 초과할 수 없습니다.

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CO2[100%]주입상태에서 실질적으로 밀폐공간 내부의 농도의 비율은

이산화탄소 : 100% 산소, 질소 : 0% 일테지만,

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표기되는 가스 농도는

이산화탄소 : 100%

산소 : 0%

질소 100% 로 표기가 됩니다.

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그 이유는, 앞서 말했듯 질소는 산소 센서로 측정한 값을 역산하여 추측하는 방식인 "계산값"이기 때문입니다.

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다른 예시로

산소농도가 30%일 때, 질소농도 70%

산소 10%, 질소 90% / 산소25% 질소75% / 산소5% 질소95% 등

100% - 산소농도 = 질소농도 라고 생각하시면 됩니다.

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상기 예시처럼 이러한 허점이 존재하긴 하지만,

질소 자체는 안정적인 분자구조로 화학 반응을 일으키기 매우 어려운 불활성 가스이기 때문에 질소에 직접 반응하는 전기화학식 센서뿐만 아니라 다른 방식의 측정 센서도 아직은 찾을 수 없습니다.

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하여 질소 보관 탱크나 질소로 인한 질식 사고가 발생할 우려가 있는 곳에 위와 같은 계산값으로 사용하는 것이 현재로선 최선의 방법이라고 할 수 있습니다.

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4.질소 측정을 위한 추천 장비

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EDW500

https://www.rs-korea.com/shop/goods_view.php?gno=835&goods_name=edw500&x=0&y=0

WANDI 휴대용 IOT 무선 가스 측정기 EDW500 / O2 CO H2S EX CO2 5가스 장착

 

측정기를 설치하기 어렵거나 단기간 작업이 예정된 환경에서는 휴대용가스측정기 EDW500이 적합합니다.

• 동시 측정 가능: 40여종의 센서라인업을 보유하고 있으며 최대 5가지 가스를 동시에 측정하여 다변화된 작업 환경에서도 효율적인 가스 농도 관리를 제공합니다.
• GPS 트래킹: 실시간 GPS트래킹 기능으로 작업자의 위치를 실시간으로 확인하여 비상 상황에서도 신속하게 대처할 수 있고 동선관리를 통하여 업무 효율성을 향상시킵니다.
• 실시간 모니터링: 클라우드 서비스와 연결하여 가스 농도를 실시간으로 추적하고 관리할 수 있습니다.

PC, 모바일, 태블릿 등 다양한 환경에서 모니터링이 가능합니다.

• 뛰어난 기기 성능: 컴팩트한 크기와 가벼운 무게로 휴대가 용이하며 IP67등급의 방수/방진 설계로 외부 환경에서도 안정적으로 작동하며 장시간 작업에도 충분한 배터리 용량(완충 시 10시간 내외 작동)을 보유하고있습니다.
• 경제적 이점: 무료 클라우드 서비스와 무료 통신(LTE 유심 제공)으로 추가 비용 부담 없이 IOT기능을 이용하여 실시간 모니터링 및 데이터 관리가 가능합니다.

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FIX800

https://www.rs-korea.com/shop/goods_view.php?gno=326&goods_name=fix800&x=0&y=0

설치형 복합가스 측정기 WANDI FIX800

 

장기간 또는 상시적으로 가스를 모니터링해야 하는 환경에서는 설치형 가스 측정기 FIX800이 적합합니다.

• 정밀한 측정 및 안정성: FIX800은 고감도 센서를 장착하여 질소 농도를 포함한 다양한 가스 농도를 정밀하게 측정합니다. 전처리기 설비를 통하여극한의 온도와 습도에서도 안정적으로 작동할 수 있고, 산업 현장과 같은 까다로운 환경에서도 신뢰할 수 있습니다.
• DCMS와의 연동: FIX-AP을 통해 DCMS(데이터 클라우드 모니터링 시스템)와 연동​​하여, 실시간 데이터 모니터링 및 관리가 가능합니다. 클라우드에 데이터를 저장하여 시간과 장소에 구애받지 않고 접근 가능하며, 문제 발생 시 즉각적인 알람을 제공합니다.
• 다양한 센서 옵션: FIX800은 최대 5가지 센서를 장착할 수 있으며, 질소 농도뿐만 아니라 산소(O₂), 이산화탄소(CO₂), 황화수소(H₂S) 등 여러 가스를 동시에 모니터링할 수 있습니다.
• 장기적인 경제성: FIX800은 유지보수 비용이 적고, 알에스코리아의 국내 A/S를 통해 안정적인 유지 관리가 가능합니다.
• 사용 환경의 유연성: 폐수 처리장, 밀폐 공간, 화학 공정 시설 등 다양한 작업 현장에 적합합니다.

설치 후 간단한 설정으로 지속적인 모니터링을 제공하며, 장기적인 작업 환경 안전성을 보장합니다.

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5. 안전한 작업 환경을 위한 팁

1. 밀폐 공간 규정 준수: 산업안전보건법에 따라 가스 경보기와 주기적 환기 시스템을 설치하세요.
2. 정기 점검 및 교정: 가스측정기의 정확성을 유지하기 위해 정기적으로 교정하세요.
3. 보호 장비 착용: 액체 질소 취급 시 반드시 적절한 보호 장비를 착용하세요.
4. 교육 및 훈련: 작업자들에게 질소의 위험성과 안전 관리 방법에 대한 교육을 정기적으로 실시하세요.​

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오늘은 산업현장에서 꼭 알아야 할 '질소'의 정의와 특성, 위험성, 측정 및 안전관리방법 등에 대하여 알아보았습니다. 질소같은 화학물질은 우리가 매일 사용하는 제품을 만들 때 필수적이지만 동시에 잘못 다뤄진다면 큰 사고로 이어질 수 있습니다.

적절한 가스측정기 사용을 통한 작업환경 모니터링은 안전관리의 시작점입니다. 산업안전보건법 등의 법규 준수도 물론 중요하지만 이러한 기초 안전시직과 도구의 활용은 안전에 있어 가장 실질적이고 기본적인 방법이라는 것을 꼭 기억하세요! 안전한 현장이 가장 생산적인 현장입니다!!

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알에스코리아는 작업자의 안전과 효율성을 최우선으로 생각하며, 고객 여러분께 맞춤형 솔루션을 제공합니다.

궁금한 점이 있다면 언제든지 문의 주세요! 😊

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알에스코리아 수리 및 재고실

가스를 측정하는 환경에서 발생가스를 모르거나, 발생되는 가스는 알고있지만 정확한 농도 확인이 불가피할 때는 구매에 앞서 선택에 어려움을 겪습니다.

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전문가와의 충분한 상담을 통해 환경요소, 발생가스, 빈도, 농도 등 모든것을 고려하여 정확한 측정범위의 가스측정기를 구매하는것이 안전을 위한 길입니다.

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저희 알에스코리아는 단순 제품 판매 외에 자체검교정 / 국내수리(A/S) / 제작출고 / 설치공사 등 가스 특화 업체입니다. 다양한 환경에 시연 / 실사 / 납품 / 수리 / 설치공사를 진행한 경험을 바탕으로 가스를 측정하는 환경에 1:1 맞춤 솔루션을 제공합니다.

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이 외에도 가스측정기 및 기타 환경계측기에 대해 문의사항이 있을 시, 아래의 번호로 연락 주시면 전문적이고 친절한 상담을 약속드립니다.

https://www.rs-korea.com/main/index.html

환경 계측기 전문 알에스코리아

 

 

https://www.wandi.co.kr/main/index.html

가스 측정기 전문 완디코리아

 

 

https://www.youtube.com/@%EC%9B%94%EA%B0%84%EA%B3%84%EC%B8%A1%EA%B8%B0

월간계측기

 

 

 

 

 

 

 

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