손에 든 H14 출고 검사 보고서에는 효율 99.995 %라고 적혀 있습니다. 그러나 이것은 필터 한 장의 평균값입니다. 어느 5 mm² 지점에 핀홀이 있다면 그곳의 국부 투과율은 전체의 5배에서 250배일 수도 있고, 보고서에는 전혀 드러나지 않습니다.
전체 효율만으로는 왜 모자란가
HEPA와 ULPA 필터는 수천 겹의 유리섬유가 교차해 만들어집니다. 제조 과정의 아주 작은 결함 하나 —— 접착제 끊김, 섬유 어긋남, 실링 개스킷에 낀 이물 —— 이 모두 국부 핀홀을 만들 수 있습니다.
전체 효율 시험(Overall Efficiency Test)은 필터 한 장의 평균 투과율을 재는 것입니다. 핀홀이 국부 투과를 10–100배로 밀어 올려도 필터 전체로 펴 놓으면 평균값이 99.995 %에서 99.99 %로 내려가는 정도에 그칠 수 있습니다. 보고서상으로는 여전히 합격입니다.
문제는 공기가 저항이 가장 작은 길로 간다는 것입니다. 핀홀이 있는 5 mm² 지점을 통과하는 입자량이 다른 부위를 모두 합친 것보다 많을 수도 있습니다. 공장이 합격 보고서를 받고 설치했는데 청정도가 기준에 못 미치는 상황의 배후에는 대개 국부 누설을 잡아내지 못한 것이 있습니다.
해법: PAO 스캔 시험
PAO(Poly-Alpha Olefin)는 인공으로 만든 유적 에어로졸로, 입경 중앙값을 0.3 μm(마침 HEPA의 MPPS 부근)로 제어합니다. 이것으로 필터에 부하를 걸고 프로브로 하류면 전체를 훑어 국부 투과가 이상한 지점을 찾아냅니다.
EN 1822-4 / ISO 29463 / IEST-RP-CC034 모두 H14 이상 등급은 대별로 스캔 시험을 해야 한다고 정합니다.
왜 실제 분진이 아니라 PAO를 쓰나
- ▸입경이 고르고 안정적입니다(실제 분진은 너무 잡다해 정확히 읽히지 않습니다)
- ▸굴절률이 광학 검출에 알맞습니다
- ▸필터를 막지 않습니다(시험 후에도 계속 쓸 수 있습니다)
- ▸친환경이고 무독합니다(DOP는 발암성 때문에 퇴출되었습니다)
세 단계 시험 절차
차트 1: PAO 스캔 시험 세 단계
상류에서 에어로졸 발생 → 기준 농도 측정 → 하류에서 필터 전면 스캔
상류: PAO 에어로졸 발생
라스킨 노즐이나 가열식 발생기, 입경 중앙값 0.3 μm, 농도 10–100 μg/L
기준 측정: 상류 농도
광학 입자 계수기나 광도계로 상류 농도(C₁)를 잼
하류: 점마다 스캔
프로브가 S자 경로로 필터 하류면 전체를 훑으며 (C₂)를 동시에 기록
EN 1822-4 / IEST-RP-CC034는 H14 이상 필터에 대별 스캔 시험을 하도록 정합니다. 스캔 속도는 ≤ 50 mm/s를 권하고 프로브는 필터 표면에서 20–30 mm 띄웁니다.
상류에서 에어로졸 발생
라스킨 노즐이나 가열식 발생기로 PAO 액을 안개로 만듭니다. 농도는 10–100 μg/L로 제어하고 필터 상류 전면에 고른 도전 농도를 유지합니다.
기준 농도 C₁ 측정
광학 입자 계수기(OPC)나 광도계로 상류 농도를 읽어 100 % 기준으로 삼습니다.
하류를 점마다 훑기
프로브를 필터 하류면에서 20–30 mm 떨어뜨리고 S자 경로로 필터 전체를 훑되 훑는 속도는 ≤ 50 mm/s로 합니다. 동시에 하류 농도 C₂를 기록합니다.
각 점의 국부 투과율을 계산합니다:
P (%) = (C₂ / C₁) × 100
Pass / Fail 판정
차트 2: Pass/Fail 판정 기준(EN 1822 / ISO 29463)
전체 효율 × 국부 투과율 — 둘 다 통과해야 합격입니다
| 등급 | 전체 효율 ≥ | 국부 투과율 ≤ | 전체 투과율 ≤ | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| H13 | 99.95 % | 250 × 전체값 | 0.05 % | 스캔이 강제는 아니지만 하기를 권함 |
| H14 | 99.995 % | 5 × 전체값 | 0.005 % | 대별 스캔이 필수 |
| U15 | 99.9995 % | 5 × 전체값 | 0.0005 % | 대별 스캔이 필수 |
| U16 | 99.99995 % | 5 × 전체값 | 0.00005 % | 대별 스캔이 필수 |
| U17 | 99.999995 % | 5 × 전체값 | 0.000005 % | 단일 점 효율 시험으로 대체 |
유의: 전체 효율이 합격이라고 국부에 누설이 없는 것은 아닙니다. 어느 필터의 평균이 99.995 %로 기준을 넘어도 5 mm² 지점의 국부 투과가 전체값의 5배라면 그 필터는 Fail이며 재작업하거나 폐기해야 합니다.
두 문턱을 모두 넘어야 합니다:
- 1전체 효율 ≥ 사양값(H14 ≥ 99.995 %)
- 2국부 투과율 ≤ 전체값의 5배(H14 이상)
예를 들어 어느 H14의 전체 투과율이 0.003 %로 측정되었다면(전체 효율 99.997 %, 통과) 합격입니다. 그런데 어느 한 점의 국부 투과가 0.02 %로 나왔다면 국부가 전체의 6.67배(5배 문턱 초과)라 Fail입니다. 그 필터는 재작업하거나 폐기해야 합니다.
흔한 세 가지 Fail 유형
Fail 1: 실링 개스킷 핀홀
가장 흔합니다. 개스킷이 굳을 때 기포가 빠지지 않았거나 섬유 이물이 끼어 구멍이 생긴 경우입니다. 특징: 투과 이상 지점이 늘 필터 사방 프레임 가장자리에 있고 중앙 구역은 정상입니다.
Fail 2: 여재 깊은 곳의 어긋남
제조 과정에서 여재가 로봇 팔에 부딪혀 어느 주름 안쪽에 작은 균열이 생긴 경우입니다. 특징: 투과 지점이 필터 중앙에 있고 위치가 무작위로 보이지만 특정 주름에 고정되어 있습니다.
Fail 3: 실링 개스킷이 온전하지 않음
여재와 프레임 사이의 실링 젤이 연속적으로 채워지지 않아 기류가 프레임과 여재 사이 틈으로 곧장 지나가는 경우입니다. 특징: 가장자리 전체가 고투과이며 한 점이 아닙니다.
실무에서의 몇 가지 요점
1. 스캔 시험은 출고의 필수이지 부가 서비스가 아닙니다
비용을 아끼려고 스캔 시험을 빼 달라는 고객이 많습니다. 아끼는 돈은 필터 단가의 5 %도 안 되는데 위험은 필터 한 장을 통째로 달고 나서 기준 미달이 되는 것입니다. 남는 장사가 아닙니다.
2. 대별 스캔 시험 보고서를 요구하십시오
이 배치를 10 % 발췌 검사해 합격했다는 식이 아닙니다. 필터마다 전용 스캔 시험 보고서가 있어야 하며 일련번호, 스캔 경로도, 이상점 목록이 함께 붙어야 합니다.
3. 현장에서 한 번 더 측정하십시오
출고 시험은 필터 단품을 재는 것입니다. FFU나 AHU에 달고 나면 실링 프레임과 케이싱 사이에서 또 샐 수 있습니다. 그래서 고객은 설치 후에 현장 스캔 시험(In-situ Leak Test)을 한 번 더 해서 필터와 설치를 합친 전체에 누설이 없는지 확인해야 합니다.
H14가 출고 합격이라는 것과 H14를 달고 나서 정말 H14 성능이 나온다는 것은 다른 이야기입니다. 그 사이에 스캔 시험 한 단계가 있습니다. 이 단계는 아낄 수 없습니다.
