NFPA 497 규격

NFPA 497 규격은 가연성 가스 또는 증기, 가연성 액체 또는 가연성 액체를 처리하거나 취급하는 위치에서 대기 중으로 방출되어 전기 시스템 또는 장비에 의해 점화될 수 있는 경우에 적용된다.

 

 

 

NFPA 497 규격

 

NFPA 497 규격을 통해 폭발위험장소를 구분하는 방법은 기본적으로 도식적인 접근방법이다.

API RP 505와 마찬가지로 이 방법은 과거의 경험 등에 바탕을 두고 있다. 이 규격의 적용범위는 인화성 가스 또는 증기, 인화성 액체, 또는 가연성 액체를 취급하는 지역과 이런 물질들이 대기 중으로 누출되었을 때 전기설비에 점화될 수 있는 지역이다.

다만, 공정설비, 배관, 탱크 또는 시스템의 대규모 파손(catastrophic failure) 또는 대규모 누출(catastrophic discharge)과 같은 상황, 폭발물(explosives), 불꽃제조(pyrotechnics), 발파제(blasting agents), 자연발화성 물질(pyrophoric materials), 또는 산소과잉분위기(oxygen-enriched atmospheres)와 관련된 독특한 위험이 존재하는 장소는 제외된다.

 NFPA 497에서는 공정 전체 개념으로 폭발위험장소를 고려할 것인지 개별 설비별로 고려할 것인지에 대해 공설비의 조건(내용적, 유량, 압력)을 고려하도록 하고 있다.

 

 

NFPA 497 규격 적용

석유 정제 산업에서 일반적으로 American Petroleum Institute에서 ANSI/API RP 500, Class I, Division 1 및 Division 2로 분류된 석유 시설의 전기 설비 위치 분류 및 ANSI/API RP 505, Class I, Zone 0, Zone 1 및 Zone 2로 분류되는 석유 시설의 전기 설비 위치 분류를 사용하고 있다. 

이 규격에서 소규모 또는 회분식 공정에서는 NFPA 497에서 제시되는 누출원 기반의 도식(point source diagram)을 적용하고, 대규모의 압력이 높은 플랜트에서는 API RP 505 규격을 적용하는 것이 더 적합하다고 규정하고 있다.

 NFPA 497에서는 취급되는 물질의 종류 및 증기비중(공기보다 가벼운지 또는 무거운지 구분), 취급되는 지역(실내 또는 실외)의 조건, 환기의 적절성 유무, 다양한 종류의 공정설비(용기, 탱크, 펌프, 압축기, 배관 등)에 대해 공정조건(압력, 유량, 내용적)을 대·중·소로 구분하여 이들 공정조건의 조합에 따라 도식적으로 폭발위험장소의 장소등급(0, 1, 2종 장소) 및 범위를 보여주고 있다.

 

 

폭발위험장소 구분 절차

 NFPA 497에서 제시된 폭발위험장소를 구분하는 절차를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

즉, 1단계에서는 인화성 가스, 인화성 액체 및 가연성 액체의 취급여부를 확인한다.

2단계에서는 설비의 정보, 화학물질의 물성치, 배치도, 공장 운전이력 및 공정도면과 같은 기본적인 정보를 수집한다.

3단계에서는 제시된 그림 중에서 적절한 구분도면을 선택한다. 이 때 고려해야 할 사항은 제공된 표에 따라 취급설비의 내용적, 압력 및 유량의 대·중·소, 취급물질의 증기압(공기보다 가벼운지 무거운지), 누출원 위치(지면 위에 있는지 지면 아래에 있는지), 공정의 종류(출하/입고지역, 건조공정, 필터 프레스, 압축기실, 수소 저장, 해상 터미널), 설치장소(실내, 실외), 환기상태의 적절성(환기 적절 또는 부적절) 등이다.

그리고 4단계에서는 보편적인 공학적 판단(sound engineering judgment)을 통해 폭발위험장소의 범위를 결정한다. 이 때 고려해야 할 사항은 점화가 가능한 혼합물의 발생빈도, 누출이 발생할 것 같은 설비에 대한 유지관리 및 감독의 실태, 누출물질이 트렌치 또는 덕트 등을 통해 다른 지역으로 전달될 가능성, 특정지역의 환기 또는 풍속, 확산률 상태 등이다.

마지막으로 5단계에서는 취급설비별로 폭발위험장소의 거리, 장소 등급, 화학물질 정보 등이 포함된 폭발위험장소 구분에 대한 문서를 작성하는 것이다.

 

 

적용 사례

 <표 1>은 가연성 물질을 취급하는 설비 및 배관에 대해 용량, 내부압력, 유량에 따라 각각 대·중·소의 크기를 구분하는 기준이다.

이렇게 결정된 대·중·소 기준은 <표 2>에 표시된 다양한 상황에 따라 작성된 그림에 표시된 폭발위험장소의 범위를 적용하도록 되어 있다.

<표 2>에 표시된 다양한 상황은 40종이며, 화학공정의 다양한 설비, 운전조건, 설비규모(대·중·소), 압력(대·중·소), 유량(대·중·소), 설치 위치(옥내, 옥외), 취급물질의 종류, 증기비중의 크기, 환기상태(적절한 환기, 부적절한 환기) 등에 따라 구분되어 있다. 따라서 NFPA 497 규격을 적용해서 폭발위험장소를 구분하는 방법이 다소 쉬운 편이다.

 

<표 1> Relative magnitudes of process equipment and piping that handle combustible materials (from Table 5.7.4 of NFPA 497)

 

<표 2> Matrix of Diagrams Versus Material/Property/Application

 

 

<그림 1>은 도식적인 방법을 통해 폭발위험장소의 종과 범위를 보여주는 한 예이다. 실외의 지면 부근에서 인화성 액체를 취급하는 설비 중 설비의 크기(중·소), 압력(중·소), 유량(중·소)에 대해 2종 장소의 범위가 수평방향으로 3 m, 수직방향으로 0.5 m(457 mm), 누출원 중심에서 반지름 1 m(915 mm)의 범위로 제시되어 있다.

 

 

 

<그림 1> A example showing the extent of a hazardous area classification by NFPA 497 (from FIGURE 5.10.1(a) of NFPA 497).

 

 

 

Reference : 조필래, 폭발위험장소 구분을 위한 KS C IEC 60079-10-1:2015 규격 적용에 관한 연구