폭발 예방이라는 주제는 광산업에서 시작되었습니다. 탄광에서 발생하는 메탄 가스와 공기의 혼합물은 일정한 비율에 달할 경우 폭발의 위험이 있으며 금세기의 후반기에 이르기까지 제어된 폭발 작업을 사용하여 처리되었습니다. 지금은 어떨까요?
다수의 기술적 진보와 보호 규정에 따라 탄갱 안의 가스를 폭발시켜서 없애는 것은 더 이상 필요치 않습니다. 그러나 이 모든 것에도 불구하고 폭발 예방이라는 주제는 여전히 중요합니다. 폭발 예방은 이제 광산업 뿐 아니라 폭발성 소재가 존재하는 다른 업계예도 중요한 이슈가 되고 있습니다. 흔한 예로 원유 생산 또는 천연 가스를 생산하는 화학 업계나 식품 업계 등이 있습니다.
산소와 결합하면 이 물질들은 "위험한" 폭발성 환경을 만듭니다. 표면이 뜨거워지거나 전기 연소 불꽃이 일 경우 치명적인 상황이 초래될 수 있으며 어떠한 경우에도 이러한 일이 발생하는 것은 반드시 막아야 합니다. 치명적인 상황이 발생할 경우 환경과 생산 시스템에 대한 영향은 물론 많은 직접적인 인명피해가 일어날 수 있기 때문입니다. 이러한 상황을 예방하고자 회원국들의 시행령과 그에 따른 입법은 이제 유럽 전역에서 ATEX 시행령(폭발가능환경)이라는 이름으로 체계적으로 수립되었습니다. 여기에는 공장 운용자들에게 적용되는 1999/92/EC 및 장비 제조업체에게 적용되는 2014/34/EU (이전 94/9/EC)가 포함됩니다. 미국 시장에서 유럽의 ATEX와 상응하는 것 중 가장 중요한 규정은 NEC, CEC 및 EAC Ex의 "위험 분류 장소"(HazLoc)입니다. 기타 중요 규정으로는 러시아, 카자흐스탄 및 벨라루스의 EAC 적합성 프로세스(유라시안 적합성)가 있습니다. 기존의 GOST 수입 절차를 대신하며 ATEX와 CE와 매우 유사합니다.
1차, 2차 및 3차 폭발 보호 사이에 차별점이 만들어집니다. 1차 폭발 보호는 폭발성 환경의 생성을 차단 또는 제한하는 것을 목표로 합니다. 2차 폭발 보호 조치는 폭발성 환경에서의 인화(예: 잠재적인 발화원 차단)를 예방하는 것을 목표로 합니다. 3차 폭발 보호 조치는 폭발의 영향을 거의 무해한 수준으로 제한하는 것을 목표로 합니다. 각 공장 운용자가 반드시 실시해야 하는 위험 진단의 일환으로 운용자는 폭발의 위험을 원천봉쇄하기 위해 잠재적인 폭발성 물질을 교체하는 것이 가능한지를 판단 - 1차 폭발 보호의 일환으로-해야 합니다. 이것이 가능하지 않으면 위험에 따라 공장을 분류하고 적절한 접근 권한을 표시해야 합니다. 구역 모델은 전세계적으로 가장 많이 사용되는 방법으로, 1999/92/EC에 명시되어 있습니다. 미국과 캐나다에서는 종종 "Divisions"으로 분류합니다.
탱크 내부의 환경은 항상 폭발의 위험이 있으며 이에 따라 Zone 0으로 분류됩니다. 제어 밸브 또는 배기구는 Zone1로 분류됩니다. 탱크 내부의 폭발성 환경은 통상적인 운용 중 발생할 수 있습니다. 폭발성 환경은 Zone 2에서는 보통 발생하지 않으며 발생한다고 해도 얼마 후 사라집니다.
구역 모델은 존재하는 위험에 따라 가스 환경은 Zone 0, 1 및 2로, 분진 환경은 20, 21 및 22로 분류하고 있습니다. 위험 분석의 일환으로 공장 운용자는 공장의 다양한 구역에서 폭발의 위험이 있는 상황이 얼마나 자주 발생하고 또 얼마나 지속되는지 평가해야 합니다. 또한 운용자는 자신이 담당하는 공장의 구역을 다음과 같이 분류해야 합니다. Zone 0 및 Zone 20은 가장 위험한 구역입니다(그림: 구역 설명표). 예: 액상의 원유로 가득하고 압력 스위치가 있는 탱크를 위한 구역 분류는 그림에 나와 있는 것처럼 실시할 수 있습니다.
유럽 내에서 Zone 0 및 1 또는 20과 21의 폭발의 위험이 있는 환경에서 사용하는 모든 장치는 반드시 인정받는 기관에 의한 인증을 받아야 하고 유형 검사 인증에 나와 있는 인증 마크를 획득해야 합니다. 이 식별 마크는 폭발의 위험이 있는 구역에서의 사용을 위한 필요 정보를 포함하고 있어야 합니다. 또한 장비의 그룹과 카테고리에 대한 정보를 제공합니다. 장비 그룹과 관련하여 운용 리소스는 카테고리 M1과 M2에서 폭발성 가스 발생 가능성이 있는 광산에서의 사용을 위한 장치와 카테고리 1,2 및 3의 기타 모든 애플리케이션(II)에서 사용되는 장비 이렇게 두 가지 그룹으로 나뉘며 첨부문서 G는 가스에 대한 내용, 첨부문서 D는 분진에 대한 내용을 다루고 있습니다. 카테고리는 장비를 사용할 수 있는 구역을 가리킵니다. 또한 식별 마크는 장비가 표준에 따라 테스트되었을 경우 보호 유형, 가스 또는 분진 그룹 및 온도 등급에 대한 정보를 포함합니다. 몇 가지 옵션은 폭발을 예방하기 위해 일반적으로 존재합니다. 이 옵션들은 지난 수십년간 신중하게 수립된 것이며 각각의 표준에서 고려됩니다. 전기 장비에 적용되는 여러 가지 보호 유형이 정의되어 있습니다. 단, 모든 구역에 적용되지 않는 유형의 보호도 있습니다. 예를 들어 Ex n 유형의 보호는 Zone 2에서만 사용할 수 있으며 Ex i 유형의 보호(본질적 안전)는 Zone 0에서의 장비를 위해 승인되었습니다. 예시를 위해 본질 안전을 선택했습니다. 본질 안전은 가장 선호되고 광범위하게 사용되는 보호 유형입니다.
보호 유형은 에너지 제한 원칙에 바탕을 두고 있습니다. 측정 및 제어 중 폭발의 위험이 있는 구역에서의 전기 회로의 전류, 전압 및 전력값은 스파크를 발생하지 않거나 너무 뜨거워지지 않을 정도로 충분히 낮아야 합니다. 따라서 본질 안전 전기 회로는 본질 안전 장비와 관련 장비로 구성되어 있습니다. 후자는 폭발 구역 밖에 설치됩니다. 예로 든 오일 탱크의 경우 이것이 의미하는 것은 다음과 같습니다. 본질 안전 장비, 즉 압력 스위치를 위한 센서는 Zone 1 내에 설치하기 적절한 것이어야 하며 센서에 연결하는 다음의 장비와 관련 장비는 센서가 뜨거워질 정도의 에너지를 내지 않아야 합니다. 허용되는 발열 수준은 폭발 위험이 있는 환경의 구성 성분에 따라 다릅니다. 즉, 사용한 가스의 인화 온도가 얼마나 높고 낮은지에 달려 있습니다. 또한 에너지 제한 원칙상 인화로 인한 불꽃이 생기지 않고 혹시 불꽃이 생기더라도 가스의 연소 에너지 미만이어야 합니다.
"본질 안전" 보호 유형을 위해 반드시 고려해야 할 또다른 주요 분야는 기술 안전 데이터입니다. 기술 안전 데이터는 본질 안전 운용 리소스 및 관련 장비를 위한 것입니다. Ui, Ii, Pi, Ci 및 Li에 대한 정보는 본질 안전 전기 회로의 기능이 무효화될 위험 없이 장비가 입력부에서 견딜 수 있는 최대값을 공개합니다. Uo, Io, Po , Co 및 Lo 정보는 장비의 최대출력값을 가리킵니다. 영향을 줄 만한 인화 불꽃이 발생하지 않고 본질 안전 장비의 표면이, 승인된 사용에서 허용되는 수준 이상으로 뜨거워지지 않을 것을 보장하기 위해 비교를 사용됩니다. 값은 반드시 서로 비교해야 합니다. "본질 안전 및 인증" 그림에 나온 조건은 이 경우에 적용 가능합니다. 이 비교는 "본질 안전 인증"으로 불립니다. 다른 모든 문서들처럼 이 비교 역시 폭발 보호 문서에 포함되어야 합니다(아래의 그림 참조)
본질 안전 및 인증
많은 장치, 특히 소위 관련 전기 장비는 보통 폭발 구역 밖에 설치되어야 하며 Zone 2에서의 설치를 위한 추가 승인을 보유하고 있습니다. 이 경우 표시는 다음과 같습니다:
본질 안전 표시의 예는 "본질 안전 인증"에서 허용할 경우 장치가 폭발 구역 내에서 본질 안전 센서 또는 액추에이터와 연결될 수 있음을 의미합니다:
Ex II (1) G [Ex ia Ga] IIC
2016년 4월 20일, 새로운 ATEX 시행령 2014/34/EU가 발효되었습니다. 시행령은 애플리케이션 구역, 컨셉, 시장 제공, 시험 기관의 자격, 마켓 모니터링에 관한 새로운 요구사항을 포함하고 있습니다. 장비 마킹 및 사용자 정보와 관련된 제조사의 책임 범위는 더 확장되었습니다. 새로운 ATEX 시행령은 새 폭발 예방 제품 규정과 함께 2016년 1월 6일자로 시행되는 독일법과 함께 이행되었습니다. “일반적인 규칙상 새로운 ATEX 시행령 2014/34/EU는 No. 768/2008/EC 결정의 공식적인 요구사항을 반영한 시행령으로 기존의 ATEX 시행령 94/9/EC에 대해 크게 달라진 것은 없다” 라고 Berufsgenossenschaft Rohstoffe and chemische Industrie (BG RCI) [원자재 및 화학업계의 상호배상연합]는 밝히고 있습니다. 좋은 소식은 2016년 4월 19일 전 인증을 받은 모든 장치는 새로운 검사를 받지 않아도 된다는 점입니다. 2014/34/EU 시행령은 신제품에만 적용됩니다.
또한 공장 운용자들은 특정한 상황 하에서는 "제조사"가 될 수 있고 따라서 새로운 ATEX 시행령 2014/34/EU의 적용을 받을 수 있다는 점입니다. 이는 과거에는 설비로만 여겨졌던 사내 생산에 대한 것입니다. 기존 시행령에서 모호했던 부분은 새로운 시행령에서 보다 명백하게 규정되었습니다. PTB에 따르면 예를 들어 이동식이라 이론적으로 매도할 수 있는 모든 것은 사내 생산으로 간주합니다. 이에 따라 위험도 평가 및 폭발 예방 문서 외에도 EC 적합성 준수 선언 및 EC 유형 검사 인증서가 필요합니다. 새로운 폭발 예방 규정은 §5 “제조사의 일반 책임"에 이렇게 명시되어 있습니다: "제조사가 제품을 홍보하거나 어떠한 목적을 가지고 제품을 먼저 사용하는 경우 제조사는 제품이 2014/34/EU 시행령의 첨부문서 II에 나온 주요 건강 및 안전 규정에 따라 설계 및 생산되었음을 확인해야 한다." 이는 시운전에 앞서 필요한 모든 문서를 반드시 작성완료해야 함을 의미합니다. 새로운 ATEX 시행령은 "인정 받는" 기관의 검사 옵션과 장비에 대해 보다 높은 요구사항을 명시하고 있고 이는 반드시 브뤼셀에서 인증을 받아야합니다. 또한 시장 모니터링에 대해서도 보다 엄격한 요건을 두고 있습니다. 이에 따라 시장 감독 기관의 역할이 강화되며, 딜러를 포함하는 각각의 경제 주체는 제품을 누구에게 구입하고 판매했는지에 대한 정보를 시장 감독 기관에게 제공해야 합니다.