압력계의 등급(Class)

압력계의 등급(Class)은 해당 계측기가 가질 수 있는 최대 허용 오차를 전체 측정 범위(Full Scale)에 대한 비율로 나타낸 정밀도 등급을 의미한다. 안전밸브 팝핑 시험(Popping Test)에서 0.5급 압력계를 사용한다는 것은 측정 데이터의 신뢰성을 확보하기 위한 법적, 기술적 요구 사항이다.

 

 

 

압력계의 등급(Class)

정밀도 등급 (Accuracy Class)의 정의

정밀도 등급 (Accuracy Class)이란 계측기가 측정할 수 있는 최대 허용 오차의 범위를 수치로 규정한 것이다. 이는 해당 기기가 나타내는 측정값의 신뢰 수준을 나타내는 지표이며, 일반적으로 전체 측정 범위(Full Scale)에 대한 백분율(%)로 표기한다.

• 등급(Class)의 정의: 전체 측정 범위(Full Scale)에 대한 최대 허용 오차의 백분율
• 의미: 0.5급은 압력계가 표시할 수 있는 최대 오차가 전체 측정 범위(Full Scale)의 ±0.5% 이내임을 보증한다.
• 허용 오차 산출 수식: Eₘₐₓ = (C / 100) * FS (여기서 Eₘₐₓ는 최대 허용 절대 오차, C는 정밀도 등급(Class), FS는 압력계의 전체 측정 범위(Full Scale)이다.)

 

 

압력계 정밀도 등급별 분류 (Classification by Accuracy)

압력계의 정밀도 등급인 급(Class)은 해당 압력계가 허용하는 최대 오차의 크기에 따라 구분한다.

국내에서는 국가교정기관(KOLAS) 및 관련 표준(KS)에 따라 다음과 같이 체계적으로 분류한다.

일반적으로 숫자가 낮을수록 정밀도가 높으며, 용도에 따라 다음과 같이 구분하여 사용한다.

등급 (Class)	명칭 (Description)	주요 용도 (Applications)
0.1급 / 0.2급	초정밀급 (Master Gauge)	교정기관 표준기, 정밀 실험실용
0.5급	정밀급 (Precision Gauge)	안전밸브 팝핑 시험, 중요 공정 점검용
1.0급	상용 정밀급 (Industrial)	일반 공정 제어, 유틸리티 감시용
1.6급 / 2.0급	일반급 (General)	단순 압력 확인, 저위험 설비용
3.0급 이하	저정밀급 (Indicating)	단순 표시용 (소화기 압력계 등)

 

 

 

PSM 보고서 작성을 위한 등급 선택 가이드

안전밸브 성능검정이나 중요 계측기 테스트 보고서 작성 시, 등급 선택은 다음 원칙을 따른다.

1. 1/4 원칙 (Rule of Four)

• 검사 대상(예: 안전밸브)의 허용 오차보다 검사 장비(압력계)의 정밀도가 최소 4배 이상 높아야 한다.
• 예시: 안전밸브 허용 오차가 ±3%라면, 압력계는 최소 0.75급 이상을 사용해야 하므로 관용적으로 0.5급을 선택한다.

2. 측정 범위 (Full Scale)의 선정

• 동일한 0.5급이라도 측정 범위가 너무 크면 절대 오차값이 커진다.
• 비교: 100 MPa 범위의 0.5급: 오차 ±0.5 MPa, 10 MPa 범위의 0.5급: 오차 ±0.05 MPa
• 권장: 시험 압력이 압력계 최대 눈금의 1/3 ~ 2/3 구간에 오도록 장비를 선정한다.

 

 

 

0.5급 압력계의 실질적 적용 예시

예를 들어, 전체 측정 범위(FS)가 10 MPa인 0.5급 압력계를 사용하여 시험을 진행할 경우의 허용 오차는 다음과 같다.

• 최대 허용 절대 오차 계산: Eₘₐₓ = (0.5 / 100) * 10 = 0.05 MPa
• 해설: 이 압력계로 측정된 값은 실제 압력과 최대 ±0.05 MPa의 차이만 발생함을 보증한다. 만약 1.0급 압력계를 사용했다면 오차는 ±0.1 MPa로 커지며, 이는 안전밸브 합격 판정에 영향을 줄 수 있다.

 

 

PSM 보고서에서 0.5급 이상을 요구하는 이유

안전밸브의 설정 압력(Pₛ) 허용 오차는 통상 ±3% 이내이다. 검사 장비의 오차가 이보다 크거나 비슷하다면, 밸브가 정상임에도 장비 오차 때문에 불합격 판정이 날 수 있는 측정 불확도 문제가 발생한다.

• 신뢰성 확보: 검사 장비의 정밀도(0.5%)가 피검사체(안전밸브)의 허용 기준(3%)보다 최소 4~6배 이상 정밀해야 정확한 판정이 가능하다.
• 법적 소급성: KOSHA GUIDE 및 공인 검사 기관에서는 데이터의 객관성을 위해 정밀도 등급과 함께 국가표준에 소급되는 교정 성적서를 보유한 장비만을 사용하도록 규정한다.

 

 

압력계 선택 시 주의 사항 (Selection Guide)

보고서 작성 시 사용한 압력계의 사양을 기록할 때 다음 사항을 확인한다.

• 측정 범위의 적절성: 일반적으로 시험 압력은 압력계 전체 측정 범위(FS)의 1/3 ~ 2/3 구간에 위치해야 정밀도가 가장 높다.
• 지시 오차율 (Reading Error Rate) 확인: Eᵣ = |(Vᵣ - Vₛ) / Vₛ| * 100(여기서 Vₛ은 교정 시 참값, Vᵣ은 압력계 지시값이다. 이 오차율이 등급(0.5%) 이내로 유지되고 있음을 교정 성적서로 증명한다.)

 

 

결론 (Conclusion)

"0.5급 이상의 정밀도"란 전체 측정 범위의 0.5% 이내의 오차를 가진 정밀 압력계를 사용하라는 의미이다. 이는 안전밸브의 팝핑 압력이 설계치 대비 ±3% 내에 있는지 판정할 때, 검사 장비로 인한 오류를 최소화하여 성능검정 보고서의 공신력을 높이기 위한 필수 조건이다.