전기∙전자 산업에서의 폭발 위험 지역 구분(1)

본 내용은 AP Asia Process Safety Engineer 이윤호님이  2015년 발표한 자료인 “전기∙전자 산업에서의 폭발 위험 지역 구분 검토”를 소개하는 것이다. 현업 특히 전기∙전자 산업에서 근무하는 방폭 관련 Engineer에게 많은 도움이 될 것으로 생각된다.

 

 

 

전기∙전자 산업에서의 폭발위험장소 구분(1)

 

폭발위험장소 국내∙외 관련 법규 및 기준

• 지속적으로 국내∙외 관련 법규, Code, Standard, Guide가 제개정되고 있으므로, 이를 현장에 적절하게 적용하는 것이 필요함.

• 산업안전보건법, 고압가스안전관리법, 소방법규 등에서 기준을 제시하고 있으나, 실질적으로는 사업장은 상세한 산업안전보건법을 위주로 적용하고 있음.

• 산업안전보건법 제38조(안전조치), 산업안전보건기준에 관한 규칙 제230조에 의한 한국산업표준 KS C IEC 60079-10-1을 적용함.

• KS C IEC 60079-10-1을 적용하되, 필요한 경우  “특정 공정 및 현장에서 폭발위험장소의 범위에 관련된 자세한 권고사항에 대해 국가 또는 해당 산업코드에 대한 참조가 가능하다” 는 규정을 적용하여 여러 Code를 동시에 적용할 수 있음.

 

 

폭발위험장소 구분의 목적

폭발위험장소 구분은 폭발성 가스 분위기가 생성될 우려가 있는 장소에서 전기설비를 안전하게 사용할 수 있도록, 적절한 선정, 설치 및 가동을 용이하게 하기 위한 환경을 분석하고 구분하는 방법이다. 또한 폭발위험장소 구분은 발화에너지(가스 그룹) 및 발화온도(온도등급)와 같은 가스 또는 중기의 발화특성을 고려한다. 폭발위험장소 구분은 두 가지 주요 목적, 즉 위험장소 종별과 그 범위를 결정하는 것이다.

 

인화성 물질을 사용하는 대부분의 실제 상황에서 폭발성 가스 분위기가 절대로 생성되지 않도록 하는 것은 매우 어렵고, 설비가 점화원이 되지 않도록 하는 것 또한 어렵다. 따라서 폭발성 가스 분위기가 생성될 우려가 높은 지역에서는 점화원이 될 가능성이 낮은 설비를 사용하여 안전을 도모하고, 반면에 폭발성 가스 분위기가 생성될 우려가 낮은 장소에는 덜 엄격한 요구사항에 따라 제조된 장비를 사용할 수도 있다.

 

특히 설계 또는 적합한 운전절차에 의하여 0층 장소 또는 1층 장소의 수와 범위를 최소화하는 것이 바람직하다. 달리 말하면, 플랜트 및 설비를 주로 2종 장소나 비폭발위험장소로 하는 것이다. 인화성 물질의 누출을 피할 수 없는 경우, 2차 누출등급의 기기로 제한하거나 이것이 불가능한 경우(1차 누동급이나 연속 누출동급을 피할 수 없는 경우)에는 누출률과 누출률을 더 제한하는 것이다. 플랜트를 설계할 때, 이러한 원칙을 우선적으로 고려한다. 필요한 경우, 폭발위험장소의 범위를 줄이기 위해 비정상작동 시에도 대기로 누출되는 인화성 물질의 양이 최소화되도록 공정선비를 설계, 운전 및 배치하도록 한다.

 

일단 플랜트에 폭발위험장소가 구분되고 필요한 기록이 준비되면, 폭발위험장소 구분 책임자와의 합의 없이 설비나 운전절차를 변경하지 않는 것이 중요하다. 폭발위험장소 구분은 모든 설비나 운전상의 변경에 따라 업데이트되어야 하며, 이의 검토는 플랜트 수명기간 동안 지속적으로 실시되도록 한다.

 

 

전기∙전자 산업의 폭발 위험 검토 한계

 

• 기존 전통 화공 시설과 전기 전자 산업은 몇 가지 사항에서 다른 적용이 필요하며, 공정 안전(Process Safety) 측면으로 총괄적으로 접근하는 것이 필요함.

 

구분	기존 전통 화공 산업	전기∙전자산업
물질 물성 다양성	대부분 탄화수소 계열 (메탄, 가솔린 등)이나 수소등으로 물성이 비교적 단순함. (점화원 제어시 화재 폭발 제거 가능)	자연발화, 금수성, 독성 등이 혼합되고, 기존에 알려지지 않은 다른 화재 위험성을 내포하고 있는 경우가 많음. (단순히 점화원을 제어하는 것으로 전체적인 위험성을 방지는 어려움).
실내∙외 및 환기	정유, 석유화학, 폴리머 공정들은 대부분 옥외로 환기가 원활함	공급자는 옥외이지만, 운송자 및 사용자는 대부분 옥내로 환기가 주요 인자.
Code 적용	기존 Code가 정유, 석유화학, 화학 시설에 기준을 두고 있어 기존 도표이용에서 IEC로 변경 시 큰 여러움이 없음.	공급자 옥외 공정 외에 사용자& 운송자는 일반적인 Code 적용시 소규모, 다른 설비 취급으로 인해 Code에서 사례 또는 계산에서 차이가 발생할 수 있음.
방폭 설비	설비규모가 커서 대부분 현장에 설치 시 공급 및 설치가 용이함.	설비 규모가 작아서 방폭 설비 설치가 최초부터 불가한 경우가 있거나, 기본적으로 불가능한 경우도 있음.

 

 

전기∙전자 산업 폭발위험장소 구분 방안

• 폭발위험장소 구분의 목적은 공정 안전(Process Safety)을 위한 화재∙폭발 제어임. (전기 방폭 설비 설치 자체가 목적이 아님.)

• 따라서, 폭발위험장소  구분은 공정 조건 및 설비 환경을 모두 고려하여 전문가의 결정이 필요한 것으로 폭발 위험 지역 구분에 따른 위험성 제어가 전기 방폭 이외에 여러 Engineering 측면도 고려될 필요가 있음.

• 이러한 전문가의 결정은 항상 문서화되어 객관적으로 증명이 되어, 공식적인 공학적 대안으로 폭발 위험 지역을 대체할 수 있을 것으로 판단됨. 단, 이에 대한 사항을 상시 해당 지역 노동부 및 KOSHA, KGS 등과 협의가 필요함.

• IEC 60079-10-1  Safety Principles 에서도 점화물 이나 점화원 제거가 어려울 경우에는 이러한 공정 조치, 설비, 시스템 및 절차를 통해서 최소화시켜 일정 수준의 안전 Level로 도달할 수 있는 것으로 기술함.

폭발성 가스 분위기가 조성될 수 있는 경우, 다음과 같은 단계적 조치를 한다.
a) 점화원 주위에 폭발성 가스 분위기가 생성될 가능성을 제거하거나 또는
b) 점화원 제거
이러한 조치가 가능하지 않을 경우에는, a) 와 b)가 동시에 발생하는 가능성이 허용될 수 있을 정도로 충분히 낮아지도록(ALARP) 보호조치, 공정기기, 시스템 및 절차를 선정하고 준비하도록 한다. 이러한 조치의 신뢰성이 충분하다고 인정되면 단독으로 사용될 수 있고, 그렇지 않다면 필요한 안전수준을 얻기 위하여 조합하여 사용한다.

전기∙전자 산업 Role & Responsibility, 즉 공급자, 운송자, 사용자 각각의 측면에서 폭발위험지역 구분 관련 고려사항은 다음 링크한 포스팅 자료를 참조

https://sec-9070.tistory.com/981

전기∙전자 산업에서의 폭발위험장소 구분(2)

 

Reference : 1. KS C IEC 60079-10-1:2015

                    2. 이윤호, 전기∙전자 산업에서의 폭발 위험 지역 구분 검토