안전화 등급

왜 배우는가: 안전화는 작업장에서 낙하물·압박·관통·미끄럼 위험으로부터 발을 보호하는 대표 보호구이며, 사용장소와 작업 위험에 맞는 등급을 고르는 문제가 시험에서 반복적으로 출제된다. 등급별 낙하높이와 압축하중의 차이를 알아야 현장 선정 기준을 설명할 수 있다.

출제 이력: 제117회 3교시 1번, 제111회 1교시 8번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

안전화는 낙하·충격·압박 등 작업 위험으로부터 발끝과 발을 보호하기 위해 선심을 부착한 신발로, 작업 강도에 따라 중작업용·보통작업용·경작업용으로 구분한다.

핵심 키워드: 안전화, 선심, 중작업용 안전화, 보통작업용 안전화, 경작업용 안전화, 내답판, 안창, 충격·압축 시험

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 안전화는 무거운 물건이 발등이나 발끝에 떨어지거나 발을 짓누를 때 발을 지키는 신발이다. 일반 운동화와 구별되는 핵심은 발끝 안쪽에 들어간 선심이다. 선심은 일정한 충격과 압축하중에서도 발끝 공간을 유지하도록 만든 부품이다.

정식 정의는 「보호구 안전인증 고시」 제5조에 따른다. 이 고시는 안전화를 낙하높이와 압축하중 시험 결과로 등급을 나눈다. 등급은 작업 강도에 따른 보호 수준을 뜻한다.

중작업용 안전화는 1,000mm 낙하높이 시험과 (15.0 ±0.1)kN 압축하중 시험을 통과한 신발이다. 중량물 취급, 철강·주조·금속 가공처럼 충격이 큰 현장에 쓴다.

보통작업용 안전화는 500mm 낙하높이와 (10.0 ±0.1)kN 압축하중 기준이다. 일반 기계 조립, 창고 작업처럼 중간 수준의 낙하물 위험이 있는 곳에 쓴다.

경작업용 안전화는 250mm 낙하높이와 (4.4 ±0.1)kN 압축하중 기준이다. 경량 부품 취급이나 실내 가벼운 작업에 쓴다.

등급은 값이 클수록 높은 충격과 하중을 견딘다는 뜻이다. 등급 선택은 낙하물의 무게와 높이, 발이 받는 압박의 크기로 정한다.

고시는 등급과 함께 재질과 부품도 정의한다. 가죽은 은면 가죽, 수정된 가죽, 상가죽, 인조가죽 등으로 나눈다. 고무는 가황 처리된 탄성체, 기타재질은 폴리우레탄·폴리염화비닐 같은 중합재료를 뜻한다.

관통 방지를 위해 창에 넣는 내답판도 중요한 부품이다. 못이나 날카로운 물체가 밑창을 뚫고 올라오는 것을 막는다.

안창은 발이 닿는 내부 바닥이며, 떼어낼 수 없는 창이라고 고시에 정의되어 있다. 안감은 발에 닿는 몸통 안쪽의 내피층이다.

3. 등장 배경과 필요성

산업현장에서 발 부상은 낙하물, 중량물 접촉, 날카로운 물체 관통, 미끄럼 등으로 반복된다. 안전인증 이전에는 신발마다 보호 성능의 차이가 커서 사업주가 기준 없이 선택하기 어려웠다.

그래서 고용노동부는 보호구 안전인증 제도를 두고, 안전화도 성능기준과 시험방법을 정했다. 고시 제6조는 안전화의 성능기준을 별표 2부터 별표 2의8까지, 시험방법을 별표 2의9부터 별표 2의16까지로 규정한다. 이 제도로 등급별 보호 수준을 같은 기준으로 비교할 수 있게 되었다.

등급 구분은 작업 위험의 크기에 맞춰 보호구를 선택하게 하려는 목적이다. 과잉 등급은 비용과 착용 부담을 키우고, 낮은 등급은 사고 시 발을 보호하지 못한다. 그래서 사용장소와 위험요인을 함께 보고 등급을 정해야 한다.

중작업용 1,000mm·15.0kN 같은 기준 수치는 고시에 원문으로 있으므로 답안에 그대로 쓴다. 등급 명칭과 낙하높이·압축하중의 짝을 함께 기억하는 것이 채점에서 중요하다.

4. 구성요소·원리·절차

안전화는 몸통(갑피), 안창, 창(밑창), 선심(safety toecap), 내답판(penetration-resistance insert)으로 구성된다. 각 부품은 충격, 압축, 관통, 미끄럼 같은 위험에 대응하는 기능을 나눠 맡는다. 선심은 낙하 충격과 압축 하중에서 발끝을 보호하는 부품이고, 내답판은 창으로 못 같은 날카로운 물체가 관통하는 것을 막는다. 안창은 발에 접촉하는 내부 바닥이고, 깔창은 안창을 덮는 부품이다. 소돌기(cleat)는 창 바깥 면에 돌출된 부분으로 미끄럼을 줄인다.

구성요소별 기능은 다음과 같다.

표의 구성요소 가운데 등급을 결정하는 것은 선심이다. 등급은 선심이 견뎌야 하는 시험 조건으로 정해진다. 두 시험 조건은 낙하 충격과 압축 하중이다. 등급은 낙하높이와 압축하중의 시험 조건으로 구분된다

원리는 충격 에너지로 설명한다. 물체가 높이 h에서 떨어질 때 충격 에너지는 E = m g h 로 나타낸다. 여기서 E는 충격 에너지(J), m은 낙하물 질량(kg), g는 중력가속도(9.8m/s²), h는 낙하높이(m)다. 질량이 같으면 에너지는 높이에 비례하므로 낙하높이가 두 배가 되면 충격 에너지도 두 배가 된다. 따라서 중작업용 등급은 낙하높이가 가장 큰 시험에 견뎌야 한다. 압축 하중은 발등에 얹히는 중량물이나 적재물이 누르는 힘을 모사하며, 단위는 킬로뉴턴(kN)이다.

등급 선정 절차는 다음과 같다.

• 작업장의 낙하물과 압축 위험을 파악한다.
• 위험 수준에 따라 중작업용, 보통작업용, 경작업용 중 하나를 고른다.
• 선택한 등급이 안전인증 대상 표시를 받은 제품인지 확인한다.
• 사용 중 선심 손상, 창 마모, 갑피 찢김을 점검하고 기준에 미달하면 교체한다.

5. 관련 법령·기준·표준

안전화의 근거는 보호구 안전인증 고시 제3장이다. 이 고시는 「산업안전보건법」 제83조와 같은 법 시행령 제74조에 따른 안전인증기준을 정한다. 제5조는 등급별 정의를, 제6조는 성능기준과 시험방법을 정한다. 성능기준은 별표 2부터 별표 2의8까지, 시험방법은 별표 2의9부터 별표 2의16까지에 있다.

등급별 기준 수치는 다음 표와 같다.

세 등급 모두 충격과 압축 시험 후 발끝을 보호해야 한다는 조건이 같다. 차이는 시험 조건의 크기뿐이다. 중작업용은 낙하높이와 압축 하중이 모두 가장 크다. 사용장소는 등급 기준을 따라 정하는 것이 원칙이다. 일반적으로 중량물을 다루는 작업장에는 중작업용, 일반 공장 작업에는 보통작업용, 가벼운 작업 환경에는 경작업용이 쓰인다.