캠핑장 삼겹살, 겨울철 거실 전골, 명절 부침개까지 휴대용 가스버너는 쓰임새가 많아요. 그만큼 부탄캔 사고 소식도 해마다 들려와요. 그런데 최근에 산 부탄캔 윗부분을 자세히 보면 뚜껑 둘레의 오목한 부분에 바늘로 찍은 듯한 작은 점들이 있거나, 제품 포장에 '파열방지' 표시가 붙어 있을 거예요. 캔 속 압력이 지나치게 오르면 캔이 통째로 터지기 전에 가스를 먼저 내보내는 장치예요. 국내에서는 2023년 1월부터 이런 장치가 의무가 됐어요. 이 장치가 어떤 원리로 작동하는지, 그리고 장치가 있어도 꼭 지켜야 할 사용법은 무엇인지 함께 볼게요.
부탄캔 속은 액체와 기체가 함께 들어 있어요
부탄캔을 흔들면 찰랑거리는 소리가 나요. 부탄은 상온에서 기체지만 압력을 조금만 가하면 쉽게 액체가 되기 때문에, 캔 안에는 액화된 부탄이 대부분이고 그 위 빈 공간을 부탄 증기가 채우고 있어요. 이렇게 액체와 기체가 함께 있을 때 캔 속 압력은 가스의 양이 아니라 온도로 정해져요. 그 온도에서의 증기압만큼 압력이 유지되는 거예요. 캔에 가스가 절반 남았든 거의 가득 차 있든, 같은 온도라면 속 압력은 비슷해요.
문제는 증기압이 온도에 따라 가파르게 오른다는 점이에요. 부탄 물성 자료에 실린 노르말부탄의 증기압을 보면 약 −0.5℃에서 1기압, 18.8℃에서 약 2기압, 50℃에서 약 5기압이에요. 여기서 기압은 진공을 0으로 잡은 절대압력이에요. 0℃ 근처에서 50℃로 온도가 오르는 동안 압력은 다섯 배가 되는 셈이에요. 기체를 그냥 가둔 풍선이라면 온도가 이만큼 올라도 압력이 20%가 채 안 되게 늘 뿐이지만, 액화가스는 뜨거워질수록 액체가 계속 증발하며 압력을 끌어올려요. 시판 부탄캔에는 이소부탄이나 프로판이 섞인 제품도 있는데, 이 성분들은 노르말부탄보다 증기압이 더 높아요.
| 온도 | 노르말부탄 증기압(절대압력) | 의미 |
|---|---|---|
| 약 −0.5℃ | 1기압(760mmHg) | 이보다 추우면 액체가 잘 증발하지 않아 불꽃이 약해짐 |
| 18.8℃ | 약 2기압(1,520mmHg) | 보통 실내 온도의 캔 속 압력 |
| 50.0℃ | 약 5기압(3,800mmHg) | 한여름 차 안이나 과열된 버너 근처에서 도달 가능한 온도 |
기압 단위가 헷갈리면 아래 압력 변환기에서 mmHg, 기압, kPa, bar를 서로 바꿔 볼 수 있어요. 절대압력에서 대기압 1기압을 빼면 캔 벽이 실제로 버티는 압력 차이가 나와요.
직접 계산해 보면 감이 와요. 1기압은 101.325kPa이니 50℃의 약 5기압은 절대압력으로 약 507kPa이에요. 여기서 바깥 대기압 약 101kPa을 빼면 캔 벽이 안쪽에서 받는 압력 차이는 약 405kPa, 즉 4bar 남짓이에요. 18.8℃의 2기압일 때 이 차이는 약 101kPa이니, 같은 캔이 기온 차이 30℃ 남짓 만에 네 배의 압력 차이를 견뎌야 하는 셈이에요. 자동차 타이어 적정 공기압이 보통 200~250kPa 안팎의 게이지 압력이라는 점과 비교하면, 한여름 뙤약볕 아래 부탄캔 속 압력이 얼마나 큰지 짐작할 수 있어요. 버너 위에서 열이 계속 쌓이면 온도는 이보다 더 올라갈 수 있어요.
캔은 어떻게 터지나요
부탄캔은 얇은 금속판을 말아 이음매를 만들고 위아래 뚜껑을 말아 붙여 만들어요. 속 압력이 캔이 버틸 수 있는 한계를 넘으면 가장 약한 부분인 접합부가 벌어지거나 캔이 부풀어 찢어져요. 그 순간 한꺼번에 쏟아져 나온 액화가스가 순식간에 기화하며 주변에 불씨가 있으면 불덩이가 돼요. 겉으로는 '가스가 폭발했다'고 보이지만, 시작은 열 때문에 올라간 압력이 캔을 찢는 물리적 파열이에요. 그래서 핵심은 캔이 터지기 전에 압력을 먼저 빼 주는 것이에요. 참고로 부탄의 분자량은 약 58로 공기의 평균 분자량 약 29의 두 배쯤이라, 새어 나온 부탄 증기는 공기보다 무거워 바닥이나 낮은 곳에 고이기 쉬워요. 누출이 의심될 때 창문을 열고 바닥 쪽 공기까지 내보내야 하는 이유예요.
CRV: 윗부분 오목한 테두리의 작은 배출구
국내에서 먼저 널리 쓰인 방식은 CRV(Countersink Release Vent)예요. 2009년 국내 제조사 대륙제관이 개발한 기술로, 에너지신문 보도에 따르면 캔 윗부분 뚜껑의 카운터싱크, 즉 오목하게 파인 테두리 부위에 점 모양의 배출구 12개를 만들어 둔 구조예요. 평소에는 이 배출구가 닫혀 있어 가스가 새지 않아요. 외부 열로 속 압력이 일정 수준 이상 오르면 윗부분 돔이 부풀어 변형되고, 그 변형 때문에 배출구 틈이 벌어지면서 가스가 조금씩 빠져나가요. 캔이 통째로 찢어지기 전에 압력을 낮추는 원리예요.
이름 때문에 헷갈리기 쉬운데, CRV의 C는 '카운터(counter)'가 아니라 오목하게 파인 자리를 뜻하는 '카운터싱크(countersink)'이고, 배출구가 있는 곳도 캔 바닥이 아니라 윗부분이에요. 캔 가장자리 림을 이용하는 방식은 따로 있는데, 바로 아래에서 볼 RVR이에요.
RVR과 그 밖의 방식
투데이에너지 보도에 따르면 한국가스안전공사는 대표적인 파열방지 기술로 CRV와 RVR(Rim Vent Release)을 소개해요. RVR은 속 압력이 오르면 캔의 림, 즉 가장자리 말린 부분에 만들어 둔 틈으로 가스를 내보내는 방식이에요. 산업인뉴스의 의무화 보도에서는 이 밖에 스프링식, 유로차단식, 두 가지 이상을 합친 복합형도 파열방지 방식으로 언급돼요. 방식은 달라도 목표는 같아요. 압력이 위험한 수준에 이르면 캔이 파열되기 전에 가스를 먼저 빼는 것이에요.
2023년 1월부터 모든 부탄캔에 의무화
같은 산업인뉴스 보도에 따르면 정부는 고압가스 안전관리법 시행규칙을 개정해, 1년 6개월의 유예 기간을 거쳐 2023년 1월부터 제조사가 휴대용 부탄캔에 압력방출 안전장치를 달도록 했어요. 그 효과는 숫자로도 나타났어요. 투데이에너지 보도에 인용된 한국가스안전공사 자료를 보면, 파열방지 장치를 단 부탄캔이 보급된 뒤 부탄캔 파열 사고로 인한 인명피해는 2022년 15명에서 2024년 2명으로 약 87% 줄었어요.
다만 장치가 있다고 해서 부탄캔이 위험하지 않게 된 건 아니에요. 파열방지 장치는 캔이 찢어지는 대신 가스를 내보내는 장치라서, 작동하는 순간 주변에는 가연성 가스가 뿜어져 나와요. 불붙은 버너 바로 옆이라면 새어 나온 가스에 불이 옮겨붙을 수 있어요. 장치는 최악의 파열을 막는 마지막 방어선이고, 사고를 막는 건 여전히 사용하는 방법이에요.
집에 있는 캔이 파열방지 캔인지 확인하려면
의무화는 2023년 1월 이후 제조되는 제품에 적용돼요. 그러니 창고나 캠핑 박스 구석에 오래 묵혀 둔 캔이 있다면 제조 일자를 먼저 확인해 보세요. 캔 바닥이나 옆면에 찍힌 제조 연월이 그보다 이르다면 파열방지 장치가 없는 제품일 수 있어요. 요즘 캔은 포장이나 캔 몸통에 파열방지 기능을 표시하는 경우가 많고, CRV 방식이라면 윗부분 오목한 테두리에 작은 점들이 보여요. 오래된 캔을 굳이 버릴 필요는 없지만, 그런 캔일수록 아래의 사용 수칙을 더 엄격하게 지키는 게 좋아요.
한 번 쓰고 버리는 부탄캔은 다시 채워 쓰도록 설계된 용기가 아니에요. 큰 가스통에서 작은 캔으로 가스를 옮겨 담는 제품이 온라인에서 보이기도 하지만, 얼마나 채웠는지 정확히 알 수 없어 액체가 캔을 너무 많이 채우면 온도가 조금만 올라도 액체가 팽창할 빈 공간이 부족해져요. 파열방지 장치의 작동 조건도 정해진 충전 상태를 전제로 설계된 것이라, 임의로 다시 채운 캔에서는 기대한 대로 작동한다고 볼 수 없어요.
버너 위 큰 불판이 위험한 이유
부탄캔 사고에서 가장 자주 언급되는 원인은 버너 받침대보다 큰 불판이에요. 한국가스안전공사 명절 안전수칙 보도에서도 받침대보다 큰 조리 기구를 쓰면 복사열로 부탄캔이 폭발할 수 있다고 경고해요. 큰 불판은 불꽃의 열을 아래쪽으로 되돌려 보내고, 버너 몸체 안에 끼워진 캔 덮개를 달궈요. 이 상태로 오래 조리하면 캔 온도가 서서히 올라가고, 앞에서 본 것처럼 캔 속 압력은 온도에 따라 가파르게 올라요. 알루미늄 포일을 감은 석쇠나 넓은 돌판처럼 열이 빠져나가지 못하게 막는 조리 기구도 같은 이유로 위험해요.
버너 두 대를 나란히 붙여 쓰는 것도 피해야 해요. 한쪽 버너의 불꽃과 뜨거운 냄비가 옆 버너의 캔 쪽을 데우게 돼요. 전기레인지나 난로 위에 휴대용 버너를 올려 쓰는 것도 캔을 직접 가열하는 것과 다르지 않아요.
부탄캔 안전 사용 체크리스트
- 불판과 냄비는 버너 받침대(삼발이)보다 크지 않은 것을 써요.
- 버너 두 대를 붙여 놓거나 불 옆에 여분의 부탄캔을 두지 않아요.
- 캔을 끼울 때 홈을 맞춰 정확히 결합하고, 쉿 하는 소리나 가스 냄새가 나면 즉시 분리해요.
- 다 쓴 뒤에는 밸브를 잠그고 캔을 버너에서 분리해 보관해요. 끼운 채 두면 누출과 오조작의 원인이 돼요.
- 쓴 직후의 버너를 여러 대 쌓아 두지 않아요. 남은 열이 캔을 데울 수 있어요.
- 부탄캔 표면의 주의 문구처럼 40℃가 넘을 수 있는 곳, 햇볕 드는 차 안, 난로 근처에 두지 않아요.
- 텐트나 차 안처럼 밀폐된 공간에서는 쓰지 않아요. 불완전연소로 일산화탄소가 쌓일 수 있어요.
- 다 쓴 캔은 지역 배출 방법을 확인해 버려요. 가스가 남은 캔을 그대로 버리면 수거·압축 과정에서 사고가 날 수 있어요.
부탄캔이 부풀어 보이거나 불꽃 모양이 갑자기 커지고 쉿 소리가 난다면 캔을 만지지 말고 버너 밸브만 잠근 뒤 자리를 피하세요. 불이 옮겨붙었다면 물을 붓지 말고 119에 신고하세요. 화상을 입었다면 흐르는 찬물로 식힌 뒤 진료를 받으세요.
겨울에 불꽃이 약해지는 것도 같은 원리예요
추운 겨울 캠핑에서 버너 불꽃이 힘없이 흔들린 적이 있다면, 그것도 증기압 때문이에요. 노르말부탄의 증기압은 약 −0.5℃에서 1기압까지 떨어져요. 바깥 기온이 이보다 낮으면 캔 속 압력이 대기압과 비슷해져 가스가 잘 밀려 나오지 않아요. 게다가 가스가 증발하면서 주변 열을 빼앗아 캔은 더 차가워지죠. 동계용 가스에 증기압이 높은 이소부탄이나 프로판을 섞는 이유가 여기에 있어요. 그렇다고 차가운 캔을 불 가까이 대거나 뜨거운 물에 담가 데우는 건 위험해요. 온도를 조절할 수 없어 압력이 급하게 오를 수 있기 때문이에요. 캔을 품속이나 따뜻한 실내에 두었다가 쓰는 정도가 안전한 방법이에요.
부탄캔 안전, 핵심만 다시
부탄캔 속은 액화가스라서 압력이 온도로 정해지고, 노르말부탄 기준으로 약 19℃에서 2기압, 50℃에서 5기압까지 올라요. 과열로 압력이 한계를 넘으면 캔이 파열되는데, 이를 막으려고 윗부분 카운터싱크의 작은 배출구로 가스를 빼는 CRV와 림의 틈으로 빼는 RVR 같은 파열방지 장치가 개발됐어요. 국내에서는 2023년 1월부터 모든 휴대용 부탄캔에 이런 장치가 의무이고, 보급 뒤 파열 사고 인명피해는 크게 줄었어요. 그래도 장치는 마지막 안전망일 뿐이에요. 받침대보다 큰 불판을 쓰지 않고, 버너를 나란히 붙이지 않고, 쓴 뒤에는 캔을 분리해 서늘한 곳에 두는 습관이 사고를 막는 가장 확실한 방법이에요.