1. 위험 구역 분류(Hazardous Area Classification)
위험 구역 분류(Hazardous Area Classification)의 목적은
가연성 대기(Flammable Atmosphere)와
전기적 발화원(Electrical Source of Ignition)이
동시에 발생할 가능성을 받아들일 수 있는 수준으로 줄이는 것입니다.
이를 달성하기 위해서는 다음과 같은 정보가 위험 구역에 대해 제공되어야 합니다:
2. 구역(Zones)
잠재적 위험의 성격이 정의되면, 위험이 존재할 가능성을 고려해야 합니다.
명확하게, '항상 존재(definitely always present)'에서 '매우 짧은 기간 동안 있을 수도 있음(perhaps present for very short periods)'까지 무한한 범위의 가능성이 있지만,
세 가지 구분이 인정됩니다.
'구역(zone)'이라는 용어는 어떤 주어진 시간에 위험이 존재할 가능성을 설명하는 데 사용됩니다.
구역은 어떤 주어진 지리적 위치에서 위험한 농도가 존재할 가능성이 얼마나 높은지를 정의합니다.
- 구역 0 (Zone 0) - 가연성 대기가 지속적으로 존재하거나 장기간 존재하는 위험 구역의 일부.
- 구역 1 (Zone 1) - 정상 운영에서 가연성 대기가 발생할 가능성이 있는 위험 구역의 일부.
- 구역 2 (Zone 2) - 정상 운영에서 가연성 대기가 발생할 가능성이 낮은 위험 구역의 일부. 발생한다면, 단지 고장 조건 하에서 짧은 기간 동안만 존재.
구역 번호는 보통 방출(Release)의 등급(Grade)에서 유래합니다.
누출원에서 지속적으로 방출한다면(지속적 등급 방출), 이는 보통 구역 0으로 이어집니다.
방출이 발생할 가능성이 있다면(1차 등급 방출), 구역은 보통 구역 1이 될 것입니다.
방출이 발생할 가능성이 낮거나, 단지 짧은 기간 동안만 발생한다면(2차 등급 방출), 예를 들어 어떤 고장 조건 하에서, 그러면 구역 번호는 보통 2가 될 것입니다.
구역 번호를 정의하는 것 외에도,
구역의 범위를 설정해야 합니다.
이는 누출원에서 실제로 방출한다고 가정할 때,
위험이 점화 가능한 농도로 확장될 영역입니다.
구역의 범위는 방출 누출원으로부터
저폭발 한계(LEL, Lower Explosive Limit)의 위치까지의 거리로 정의되며,
실제로는 보통 LEL 값의 일정 비율(예: 50% 또는 25%)까지로 간주됩니다.
또한, 편의를 위해, 어떤 근처의 물리적 경계 – 예를 들어, 내부 위치의 분류는 경계 벽을 구역의 범위로 사용할 수 있습니다.
이렇게 위험 구역 분류는 위험의 성격,
가스 그룹(Gas Group) 및 T-분류(T-Classification)를 확립한 다음,
위험이 확장될 수 있는 영역, 구역 번호 및 해당 구역의 범위를 정의하는 것을 추구합니다.
연구를 수행하는 동안 위험한 방출을 줄이거나 배제할 수 있는 모든 기회를 취해야 합니다.
3. ZONE 0
예를 들어, 번드(bund) 안에 들어 있는 배출구가 있는 탱크를 고려해봅시다.
번드의 목적은 탱크가 파열되거나 손상될 경우 탱크의 내용물이 주변 지역으로 퍼지는 것을 막는 것입니다.
번드는 탱크 주위에 세워진 벽이라고 가정합니다.
또 다른 전제는 탱크 안의 액체가 공기보다 무거운 증기를 내뿜는 가연성 물질이라는 것입니다,
즉, 그 증기 밀도는 1보다 큽니다.
탱크가 지속적으로 채워지고 비워짐에 따라 공기가 탱크 배출구를 통해 들어가고 밖으로 나오게 됩니다.
이것은 증기와 혼합되어 배출구 주변과 액체 표면과 지붕 사이의 공간에서 가연성 혼합물을 형성할 것이며,
이는 구역 0을 생성합니다.
탱크가 채워지는 동안, 액체 수준이 상승하고 배출구를 통해 증기를 밀어내게 됩니다.
앞서 언급했듯이, 증기는 공기보다 무겁기 때문에 탱크의 측면을 따라
"흘러내리며" 탱크와 번드 사이의 공간에 모일 수 있습니다.
명백하게, 강한 바람이 불 경우 대부분의 증기가 흩어지겠지만,
이 경우는 범위를 설정할 때는 굳이 가정하지 않습니다.
그렇게 따지면 모든 구역 분류를 하는 것이 의미가 없기 때문입니다.
이 상황에서, 탱크 상단과 측면 그리고 탱크와 번드 벽 사이의 공간은 구역 1로 지정됩니다.
번드를 둘러싼 지역은 구역 2로 지정됩니다.
이는 가연성 대기가 이 지역에 존재할 가능성이 낮기 때문입니다.
탱크가 새거나 파열될 경우 이러한 상황이 발생할 수 있지만,
실제로는 개방형 배출구 탱크와 관련된 자연적인 대기 환기가 탱크와 번드 사이에 증기가 축적되는 것을 방지합니다.
4. ZONE 1
정의에 따르면, 폭발성 혼합물이 정상 운영 중에 발생할 수 있다면, 구역 1이 존재할 것입니다.
이는 실제로 씰과 글랜드가 있는 회전 장비에서 발생할 수 있으며,
펌프나 회전기기처럼 샐 수 있는 능력이 있습니다.
이러한 장비에서 누출이 발생하면, 펌프 주변에 위험한 증기 농도가 생성될 수 있으며,
실제로는 큰 영역을 커버하지 않고 구역 1 분류에 해당됩니다.
누출이 커지면, 예를 들어 글랜드 씰이 완전히 고장 난 경우,
펌프 주변의 훨씬 더 큰 공간에 가연성 혼합물이 이동할 것입니다.
이는 정상으로 간주되지 않기 때문에,
이러한 사건을 커버하기 위해 펌프 주변에 구역 2가 설정됩니다.
또한 명백한 이유로, 후자의 경우에 취해야 할 조치가 더 긴급합니다.
그리고 어떤 경우에는 생산 손실에 대한 허용 가능한 소규모 누출로 인해
그곳의 구역 1이 생성됩니다.
참고로, 구역 1은 탱크 배출구나 특정 펌프의 씰과 같은 방출원을 둘러싸며,
정상 운영에서 가연성 물질의 방출이 예상됩니다.
5. ZONE 2
정의에 따르면, 이것은 가장 위험하지 않은 영역입니다.
이것은 사람이 작업할 수 있는 유일한 영역이며,
따라서 정상적인 공정 플랜트에서는 대부분의 영역이 구역 2일 것입니다.
그 본질로 인해, 구역 2는 비록 그것이 재앙적인 공정 실패의 조건을 커버하려는 의도는 아니지만,
비정상적인 조건에 의해 생성된 구역입니다.
구역 2의 전형적인 상황은 이미 구역 0과 구역 1을 설명하기 위해 사용한 배출구가 있는 탱크를 둘러싼 영역입니다.
여기서 구역 2는 탱크 번드를 둘러싼 영역이며,
탱크가 파열되고 그 내용물이 번드로 방출될 경우 생성되는 영역입니다.
비정상적인 사건과 재앙 사이의 차이는 여기서 명확하게 보입니다.
탱크와 동시에 번드가 실패할 가능성이 있지만,
이러한 유형의 동시 실패 가능성은 매우 낮기 때문에 영역 분류와 관련하여 무시됩니다.
6. 방출원 및 방출 등급(Source & Grade of Release)
영역 분류를 위한 목적으로, 방출원은 가연성 가스, 증기
또는 액체가 방출될 수 있는 지점으로 정의되며,
그들의 발생 빈도와 지속 시간 측면에서 정의됩니다.
- 지속적 방출 등급 ( Continuous Grade of Release , 구역 0)
가연성 가스 및 증기의 방출이 연간 1000시간 이상 지속될 것으로 예상되며, 지속적 방출 등급으로 간주됩니다.
- 1차 방출 등급 ( Primary Grade of Release , 구역 1)
가연성 가스 및 증기의 방출이 연간 10시간 이상, 그러나 1000시간 미만으로 예상되는 경우, 1차 방출 등급으로 간주됩니다.
- 2차 방출 등급 ( Secondary Grade of Release , 구역 2)
가연성 가스 및 증기의 방출이 연간 10시간 미만으로 예상되는 경우, 2차 방출 등급으로 간주됩니다.
따라서, 위험 구역 분류는 위험의 성격, 가스 그룹 및 T-분류를 확립하고,
그 후 위험이 확장될 수 있는 영역, 구역 번호 및 해당 구역의 범위를 정의합니다.
7. 비위험 구역(Non-hazardous areas)
이러한 위험 구역으로 정의된 지역을 넘어서,
모든 다른 지역은 ‘비위험(non-hazardous)’ 또는 안전 구역(Safe Zone)으로 불립니다.
비위험 구역에도 가연성 물질이 포함될 수 있지만,
보호 전기 장치 및 계측기의 사용은 필요하지 않습니다.
예를 들어, 이런 구역은 모든 용접이나 이음매 없는 관로를 통해 가연성 물질이 파이핑되는 지역입니다.
8. 위험 구역 분류의 영향(The Effects of Area Classification)
위험 구역 분류는 예를 들어, 구역에서 작업할 수 있는 인원의 카테고리를 제어하는 데 사용되지만,
IEC 표준 60079-10에 따르면 구역 분류 연구는 식물의 전기적 측면과만 관련이 있습니다.
주요 기준 두 가지는 보호 유형에 따른 전기 장비의 선택,
그리고 이러한 장비의 설치 및 유지 보수입니다.
이는 위험 구역 내에서 전기 장비를 안전하게 사용하기 위한 규정과 절차를 확립하기 위해 필수적입니다.
올바른 장비 선택과 적절한 설치 및 유지 보수는 위험한 환경에서의 안전한 작업을 보장하는 데 중요합니다.
위험 구역 분류는 복잡하고 전문적인 과정이며, [IECEx CoPC 002]
적절한 기술 지식과 경험이 필요합니다.
