폭발위험지역의 분류와 표시

위험 지역 (Hazardous Area)은 인화성 가스 및 증기가 화재/폭발을 발생시킬 수 있는 농도로 대기 중에 존재하거나 존재할 우려가 있는 장소를 말한다.

 

 

 

폭발위험지역의 분류와 표시

 

위험지역 등급 개념

위험지역에는 위험한 정도에 따라 위험지역을 등급으로 구분한다.

다음 그림은 인화성액체 탱크지역 구분 예이다.

먼저, 인화성액체를 저장하고 있는 탱크(Zone 0)는 항상 인화성액체가 있어 언제든 폭발이 가능하기 때문에 가장 위험하다.

그 다음이 탱크 Vent 출구 주변(Zone 1)에는 눈에 보이지않는 유증기가 수시로 떠다니기 때문이다.

그 다음이 탱크 주변 (Zone 2)으로 앞의 장소들보다는 덜 위험하지만, 위험지역으로 분류된다.

이렇게 같은 장소라도 누출된 인화성액체가 얼마만큼의 양과 시간으로 존재할 수 있느냐에 따라 위험한 정도가 다르다.

 

<그림 1> Vertical storage tank – typical hazardous area classification

(Source: HSE Books, Storage of flammable liquids in tanks )

 

 

위험지역 등급 분류

위험한 정도를 ATEX 규정에서는 ZONE으로 구분하여 표시한다.

위험등급이 가장 높은 지역이 Zone 0 지역, Zone 1 지역은 Zone 0 지역보다는 상대적으로 덜 위험하지만 여전히 위험한 지역, Zone 2 지역은 그보다는 덜 위험한 지역을 의미한다.

상기 그림 1 참조

IEC 규정(60079-10)도 위험물질(인화성액체)이 얼마동안 존재하는지에 따라 Zone 지역 등급을 나누고 있다.

Zone 0 지역은 폭발위험성 물질이 항상 또는 긴시간동안 존재하는 곳(continuously present, for long periods or frequently), Zone 1 지역은 정상적인 작동상태에서도 존재할 수 있는 곳(likely to occur in normal operation occasionally). Zone 2 지역은 정상상태에서는 존재하지 않지만 짧은 시간동안이나마 발생할 가능성이 있는 곳(not likely to occur in normal operation but, if it does occur, will persist for a short period only)으로 정의하고 있다.

통상 Zone 0 지역은 년간 1,000시간 이상, Zone 1지역은 10~1,000시간, Zone 2 지역은 연간 10시간 미만으로 위험물질이 존재하는 것을 기준으로 분류하기도 한다.

 

 

카테고리(Category)의 표시

Zone으로 분류된 위험지역에 장비를 설치할때는, 해당 지역에 맞게 설계된 장비를 설치해야 한다.

가령 Zone 1지역에는 Zone 0, Zone 1 지역용 장비를 설치되어야 한다. Zone 2 지역용으로 설계된 장비를 더 위험한 상위등급인 Zone 1 지역에 설치 사용해서는 안된다. 따라서 각각의 장비마다 Zone 지역중 어떤 위험지역용 장비인지 단박에 알 수 있도록 표시를 의무화하고 있다. 
이에 ATEX 지침(94/9/EC)에서는 카테고리(Category)라는 개념이 도입하여 각 장비마다 설치 사용할 수 있는 위험지역의 등급을 표시하도록 하였다. 다음 그림 2의 빨간색 표시부분에서 보이듯 카테고리 1,2,3중 한 숫자를 장비마다 표시하여 해당 장비를 설치할 수 있는 지역을 바로 알 수 있게 하였다. Category 1은 Zone 0 지역부터, Category 2는 Zone 1 지역부터, Category 3은 Zone 2 지역에 설치할 수 있다. 한마디로 가장 상위수준인 Category 1에 해당하는 장비는 Zone 0부터 Zone 1지역, Zone 2 지역까지 모두 설치 가능하다.

 

 

<그림 2> 제품상 위험지역 표시 예(Gas) (Source: https://www.gexcon.com)

 

 

EPL(Equipment Protective Level)의 표시

IEC Ex 규정은 IEC 60079-0 / 2007을 통해 EPL(Equipment Protection Level) 개념을 도입하여 장비가 설치될 위험지역의 등급과 위험물질을 표시하도록 하였다. 2008년 이후에 인증받은 장비라면 EPL표시를 확인할 수 있다. (ATEX에서도 2010년 3월 EN 60079-14 standard를 통해 기존 카테고리 외에 추가로 EPL 표시 시스템을 도입하였다)
EPL은 2개의 글자로 구성된다. 첫번째 글자는 폭발분위기(Explosive atmosphere)의 종류인 G, D로 각각 Gas와 Dust를 표시하고, 두번째 글자는 a, b, c로 위험지역 등급을 나타내는데, 최소요구보호등급(Minimum Protection Level Required)이라 하여 아주높음(Very High), 높음(high), 주의(enhanced)로 분류한다. 즉, a는 Zone 0 지역, b는 Zone 1 지역, c는 Zone 2 지역을 의미한다. 상기 그림 2의 파란색 표시에서는 Gb와 Db를 확인할 수 있는데, Gb는 가스등급의 Zone 1 지역, Db는 분진등급의 Zone 21 지역에 사용할 수 있다는 뜻이다.

 

<그림 3> EPL 표시 예(Source: https://www.gexcon.com)

 

 

Zone 지역의 정의

위험지역의 등급과 관련된 3가지 개념, Zone 지역, 카테고리, EPL을 모두 알아보았고, 아래 표는 장비그룹에 더해 카테고리까지를 함께 표시한 표이다.

 

<표 1> Zone 지역 정의 및 요구 조건

지역구분	Zone	위험지역의 세분화 조건	최소요구 보호레벨	카테고리 그룹	EPL	화염물질
I	광산업			M1		메탄먼지
I	광산업			M1, M2
II	Zone 0	폭발위험 물질이 항상 그리고 긴시간동안 존재하는 곳(continuously present, for long periods or frequently)	Very High	1G	Ga	가스, 증기
II	Zone 1	폭발위험 물질이 정상적인 작동상태에서도 존재할 수 있는 곳(likely to occur in normal operation occasionally)	High	1G, 2G	Gb
II	Zone 2	폭발위험 물질이 정상상태에서는 존재하지 않지만 짧은 시간동안이나마 발생할 가능성이 있는 곳(not likely to occur in normal operation but, if it does occur, will persist for a short period only)	Enhanced	1G, 2G, 3G	Gc
III	Zone 20	폭발위험 물질이 항상 그리고 긴시간동안 존재하는 곳(continuously present, for long periods or frequently)	Very High	1D	Da	분진
III	Zone 21	폭발위험 물질이 정상적인 작동상태에서도 존재할 수 있는 곳(likely to occur in normal operation occasionally)	High	1D, 2D	Db
III	Zone 22	폭발위험 물질이 정상상태에서는 존재하지 않지만 짧은 시간동안이나마 발생할 가능성이 있는 곳(not likely to occur in normal operation but, if it does occur, will persist for a short period only)	Enhanced	1D, 2D, 3D	Dc

 

Reference : 1. 태경 T&C 기술자료

                    2. HSE Books, Storage of flammable liquids in tanks

                    3. https://www.gexcon.com/blog/atex-directives-an-introduction/