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2018.04.19 18:13

방폭의 일반

서호

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<차례>

1. 防爆의 一般····························································································································································· 1

① 폭발이란? ······················································································································································ 1

② 연소의 3요소·················································································································································· 1

③ 방폭이란?························································································································································ 1

④ 방폭의 방법····················································································································································· 2

2. 방폭기기의 표기····················································································································································· 2

1) IEC········································································································································································· 2

① 방폭구조의 종류············································································································································· 3

② 기기의 분류····················································································································································· 3

③ 폭발성 가스의 분류······································································································································· 4

④ 최고표면온도와 온도등급····························································································································· 5

⑤ IP등급 ······························································································································································ 6

2) NEC······································································································································································· 7

① 위험물질의 분류 (CLASS)··························································································································· 7

② 위험장소의 분류 (DIVISION)······················································································································ 7

③ 위험물질의 종류 (GROUP) ······················································································································ 8

3. 위험장소별 방폭구조 적용··································································································································· 8

① 위험장소 구분················································································································································· 9

② 본질안전방폭구조의 종류····························································································································· 9

③ 분진의 종류····················································································································································· 9

1. 防爆의 一般

① 폭발이란?

: 기체의 체적이 급격히 팽창하여 압력이 급상승하는 연소의 일종.

② 연소의 3요소

◎ 가연성물질 - 타는 물질, 가스, 분진 등

◎ 산소 - 공기중에 포함

◎ 점화원 - 열, 전기적 에너지, 기계적 에너지,

(가연성물질과 산소가 혼합되어 있는 상태 : 폭발성 위험분위기)

③ 방폭이란?

: 점화원이 발생하지 않도록 하는 것,

점화원이 위험분위기와 만나지 않도록 하는 것.

④ 방폭의 방법

점화원의 격리

- 점화원 부분을 가연성물질과 접촉하지 못하게 함. (유입, 압력)

- 내부에서 발생한 폭발이 외부로 전달되지 않도록 함. (내압)

설비의 안전도 증강

- 고장시 점화원이 되는 설비에 적용

- 고장이 발생할 확률을 0으로 낮춤. (안전증)

본질적 억제

- 최소착화에너지 (본질안전)

2. 방폭기기의 표기

1) IEC : Ex d IIB T4 IP44

(현재 국내 및 일본, 유럽지역에서 사용)

<방폭표기의 의미>

Ex	d	II	B	T4	IP44
방폭기기	방폭구조	기기분류	가스등급	온도등급	보호등급

방폭기기	내압 방폭구조	산업용	가스등급 B	최고표면온도100℃ 초과 135℃ 이하	∅1mm의 고체 와 튀기는 물 에 대해 보호

① 방폭구조의 종류

방폭구조	정 의	기 호
내압 방폭구조	용기내 폭발시 용기가 폭발압력을 견디며, 접합면, 개구부 통해 외부에 인화될 우려 없는 구조	Ex d
압력 방폭구조	용기내에 보호가스를 압입시켜 폭발성 가스나 증기가 용기내부에 유입되지 않도록 된 구조	Ex p
안전증 방폭구조	정상운전중에 점화원 발생방지위해 기계적, 전기적 구조상 혹은 온도상승에 대해 안전도를 증가한 구조	Ex e
유입 방폭구조	전기불꽃 아크, 고온 발생부분을 기름으로 채워 폭발성 가스 또는 증기에 인화되지 않도록 한 구조	Ex o
본질안전 방폭구조	정상시 및 사고시(단선, 단락, 지락)에 폭발 점화원 (전기불꽃,아크, 고온)의 발생이 방지된 구조	Ex ia Ex ib
비점화 방폭구조	정상동작시 주변의 폭발성 가스 또는 증기에 점화시 키지 않고 점화가능한 고장이 발생되지 않는 구조	Ex n
몰드 방폭구조	전기불꽃, 고온발생부분을 콤파운드로 밀폐한 구조	Ex m
충전 방폭구조	전기불꽃 등 발생부분을 용기내에 고정시키고 주위를 충전물질로 충전하여 가스의 유입, 인화를 방지한 구조	Ex q
특수 방폭구조	기타의 방법으로 폭발성 가스 또는 증기에 인화를 방지시킨 구조	Ex s
특수방진방폭구조	틈새, 접합면 등으로 분진이 용기내부에 침입하지 않도록 한 구조	Ex SDP
보통방진방폭구조	틈새, 접합면 등으로 분진이 용기내부에 침입하기 어렵게 한 구조	Ex DP
방진특수방폭구조	기타의 방법으로 방진방폭성능이 확인된 구조	Ex XDP

② 기기의 분류

I : 탄광용

II : 공장 및 산업용

③ 폭발성 가스의 분류

폭발성 가스의 분류	A	B	C
최대안전틈새범위 (내압)	0.9mm 이상	0.5mm 초과 0.9mm 미만	0.5mm 이하
최소점화전류비 (본질안전)	0.8 초과	0.45 이상 0.8 이하	0.45 미만
적용기기 (내압, 본질안전, 비점화)	IIA	IIB	IIC
대표적 가스	암모니아, 일산화탄소, 벤젠, 아세톤, 에탄올, 메탄올, 프로판	부타디엔, 에틸렌, diethyl ether, 에틸렌옥사이드, 도시가스	아세틸렌, 수소, 유화탄소

☆ 예전의 국내분류

- 폭발성 가스를 발화도 및 폭발등급에 따라 세분

☆ 예전의 국내에서의 폭발등급 분류

폭발등급	1	2	3
기준	0.6mm 초과	0.4mm초과 0.6mm이하	0.4mm이하

④ 최고표면온도와 온도등급

최고표면온도의 범위 (℃)	온도등급
300 초과 450 이하	T1
200 초과 300 이하	T2
135 초과 200 이하	T3
100 초과 135 이하	T4
85 초과 100 이하	T5
85 이하	T6

☆ 예전의 국내에서의 발화도 분류

발화점의 범위 (℃)	발화도
450이상	G1
300이상 450미만	G2
200이상 300미만	G3
135이상 200미만	G4
100이상 135미만	G5

⑤ IP등급

	첫째숫자 (분진)	둘째숫자 (물)	기타기호 (숫자보다엄격)
0	무방호	무방호	A	손침입 방호
1	∅ 50mm의 고체 (손) 침입 방호	수직으로 떨어지는 물방울	B	손가락침입 방호
2	∅ 12.5mm의 고체 (혹은 손가락) 침입방호	수직에서 최대 15°로 떨어지는 물방울	C	장비침입 방호
3	∅ 2.5mm의 고체 (기구) 침입 방호	수직에서 최대 60°로 떨어지는 물방울 (비)	D	전선침입 방호
4	∅ 1mm의 고체 (전선) 침입 방호	(전방향으로) 튀기는 물
5	동작에 이상없는 분진침입 방호	(전방향으로) 물분출	H	고전압기구
6	분진침투 없음	(전방향으로) 강력한 물분출	M	동작중 물침입에 이상없음
7	-	잠시동안 침수 (사용자요구)	S	비동작중 물침입에 이상없음
8	-	연속적인 잠수 (사용자요구)	W	추가된 날씨조건 하에서 사용가능

2) NEC : Class I, Division 2, Groups B,C,D

(현재 미주지역에서 사용)

<방폭표기의 의미>

Class I	Division 2	Group B, C, D
위험물질의 분류	위험지역	위험물질의 종류

① 위험물질의 분류 (CLASS)

분류	물질의 종류	대표적 적용지역
I	가스, 증기	공장, 석유화학공장, 건조지역(dry cleaning), 도색공장, 분무지역(spray area), 석유분배지역(petroleum dispensing), 가스취급시설, 항공기격납고
II	가연성 분진	곡물창고, 녹말 취급장소(starch handling), 불꽃 취급장소 (fireworks handling), 밀가루나 사료 제조공장, 분쇄기계, 석탄제조지역(coal preparation),
III	점화되기 쉬운 섬유, 털부스러기(flying)	목재작업지역(wood-working area), 직물제조공장, 조면기(cotton-gin), 목화씨 공장(cotton-seed mill), 아마섬유생산지역(flax production)

② 위험장소의 분류 (DIVISION)

Division	1	2
장 소	정상상태시 위험발생장소	이상상태시 위험발생장소

③ 위험물질의 종류 (GROUP)

Class	Group	해 당 물 질
I	A	아세틸렌 (acetylene)
	B	수소
	C	에틸렌
	D	hexane, propane, benzene, gasoline
II	E	금속분진 (aluminum, magnesium 등과 이들의 혼합물)
	F	carbon black, 석탄(coal) dust, 코크스(coke) dust
	G	밀가루(flour), 녹말(starch), 곡물(grain) dust

○ NEC와 IEC의 간단한 구분

- Group A : 아세틸렌

Group B : 아세틸렌을 제외한 IIC 해당 가스

Group C : IIB 해당 가스

Group D : IIA 해당 가스

- 단, 분류법이 IEC와 틀리기 때문에 몇몇 가스는 속해있는 그룹이 다름.

3. 위험장소별 방폭구조 적용

장 소	본질안전		내압	압력	안전증	유입
장 소	ia	ib	내압	압력	안전증	유입
0종 장소	○	-	-	-	-	-
1종 장소	○	○	○	○	△	○
2종 장소	○	○	○	○	○	○
폭연성분진 위험장소	특수방진구조
가연성분진 위험장소	특수방진구조, 보통방진구조

* 안전증방폭구조 : 국내에서는 2종장소에만 적용

(IEC에서는 1종장소에도 적용)

① 위험장소 구분

- 0종장소 : 위험분위기가 정상상태에서 계속해서 발생하거나 또는 발행할 우려가 있는 장소

예) 인화성 액체의 저장용기내 상부공간, 가연성가스용기내부, 가연성액체가 모여있는 Pit Trench 등

- 1종장소 : 위험분위기가 정상상태에서 발생할 우려가 있는 장소

예) 0종장소 주변, 급유구 주변, 운전상 열게되는 연결부주변,

- 2종장소 : 위험분위기가 이상상태(통상적인 유지보수, 고장, 오동작 등)에서 단기간 존재할 수 있는 장소.

예) 1종장소 주변, 설비의 연결부 주변, Pump의 Sealing 주변

☆ 위험장소의 각 기준별 비교

위험분위기	정상상태에서 지속적 위험분위기	정상상태에서 일시적 위험분위기	이상상태에서 위험분위기
국내, 일본	0종장소	1종장소	2종장소
IEC, 유럽	Zone 0	Zone 1	Zone 2
미국	Division 1		Division 2

② 본질안전방폭구조의 종류

- ia : 임의의 2개 고장가정시 점화에대한 안전율을 1.0으로 잡은 것

(안전부품을 3개 사용)

- ib : 정상상태 및 1개의 고장가정시에 안전율을 1.5로 잡은 것.

(안전부품을 2개 사용)

③ 분진의 종류

- 가연성 분진 : 공기중 산소와 발열반응을 일으키고 폭발하는 분진

- 폭연성 분진 : 공기중 산소가 적은 분위기 또는 이산화탄소중에서도 착화하고, 부유상태에서는 심한 폭발을 발생하는 금속분진

<발화도의 구분에따른 온도상승한도와 분진의 종류>

발화도	온도상승한도 (℃)		폭연성분진	가연성분진
발화도	과부하 우려없을때	과부하 우려있을때	폭연성분진	도전성	비전도성
11	175	150	마그네슘, 알루미늄, 알루미늄브론즈	아연, 코크스, 카본블랙	소맥,고무, 염료,페놀수지, 폴리에틸렌
12	120	105	알루미늄(수지)	철, 석탄	코코아, 리그닌, 쌀겨
13	80	70			유황

4. Engineering Plastic

① Engineering Plastic이란?

- 기존의 방폭기기는 금속제품이 대부분.

- 산업의 발달로 기존 금속을 대신할 수 있는 소재의 개발.

- 장점 : 경량화 (기존금속중량대비 약 70～80%)

내부식성 (내약품성, 내화학성)

가공성 (성형법 : 압축, 압출, 사출.....)

원가절감

② Engineering Plastic 적용제품의 개발

- 방폭제품의 세계적 추세가 금속제품에서 신소재(Engineering Plastic)를 이용하는쪽으로 바뀜.

- 시장 확보

- 기술력 축적

③ 장점

- 경량소형화

- 절연성 우수

- 기능성 우수 (방수성, 기밀성, 내부식성 등)

- 유지보수간편

출처:남북전기교육교재

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