Zone 21은 정상 운전 중 가연성 분진이 공기 중에 구름 형태로 형성되어 폭발성 분위기가 가끔씩 발생할 가능성이 있는 장소에 사용되는 위험 장소 분류입니다. 실제로는 폭발성 분진 분위기가 지속적으로, 장기간 또는 빈번하게 존재하는 Zone 20과 정상 운전 중에는 분진 구름이 발생할 가능성이 낮고 발생하더라도 짧은 시간 동안만 지속되는 Zone 22 사이에 위치합니다. 이 분류는 분말, 섬유, 과립 및 미세 입자 물질을 취급하는 산업 분야에서 널리 사용되며, 이러한 물질은 방출, 분산 또는 교란 시 인화성 분진 구름을 형성할 수 있습니다.
Zone 21을 이해하는 것은 중요합니다. 왜냐하면 가연성 분진 위험은 종종 과소평가되기 때문입니다. 분진은 장비 표면, 이송 시스템 내부 또는 이송 지점 주변에 조용히 쌓일 수 있습니다. 일단 공기 중에 분산되어 충분한 점화원에 노출되면, 그 분진 구름은 빠르게 점화될 수 있습니다. 결과적으로 Zone 21 구역의 분류는 장비 선정, 인클로저 설계, 온도 제한, 케이블 인입, 점검 루틴 및 폭발 방지에 대한 전반적인 접근 방식에 영향을 미칩니다.
Zone 21 분진 위험 장소란 무엇인가?
Zone 21 분진 위험 장소는 정상 운전 중에 가연성 분진 구름이 가끔씩 발생할 가능성이 있는 장소입니다. "정상 운전"이라는 문구는 중요합니다. 이는 실험실 조건에서의 이상적인 운전만을 의미하는 것이 아닙니다. 또한 충진, 배출, 이송, 체질, 혼합 또는 청소 주기와 같은 일반적인 산업 활동 중에 발생할 수 있는 종류의 방출을 포함합니다. 이러한 일반적인 활동이 때때로 가연성 분진 구름을 생성할 수 있다면, 주변 영역은 Zone 21로 분류되어야 할 수 있습니다.
일반적인 Zone 21 위치에는 백 덤프 스테이션 주변, 버킷 엘리베이터 토출 지점, 컨베이어, 믹서, 밀, 체, 사이클론, 포장 기계 및 분진 처리 장비의 검사구 주변 영역이 포함됩니다. 식품 공장에서는 밀가루, 설탕, 전분, 분유, 코코아 및 사료 분진이 포함될 수 있습니다. 목재 가공에서는 샌딩 및 절단 분진이 포함될 수 있습니다. 화학 및 제약 공장에서는 미세 유기 분말이 포함될 수 있습니다. 금속의 경우 특정 미분 물질은 적절한 조건에서 가연성 분진 위험을 생성할 수도 있습니다.
Zone 21은 분진만으로 정의되지 않습니다. 분진은 가연성이어야 하고, 공기 중으로 분산될 수 있어야 하며, 방출 시나리오는 정상 운전에서 신뢰할 수 있어야 합니다. 따라서 구역 분류는 물질 특성, 방출 빈도, 환기, 청결 유지, 층 적층, 장비 배치 및 공정 동작에 따라 달라집니다.
Zone 21을 정의하는 표준은 무엇인가?
주요 국제 프레임워크는 IEC 60079 시리즈에서 제공됩니다. 분진 구역 분류의 경우 IEC 60079-10-2는 폭발성 분진 분위기를 다루며 구역을 Zone 20, Zone 21 또는 Zone 22로 분류해야 하는지 결정하는 기준을 제공합니다. 장비 구성, 테스트 및 마킹의 경우 IEC 60079-0은 Ex 장비에 대한 일반 요구 사항을 설정하는 반면, IEC 60079-31은 폭발성 분진 분위기에 대한 인클로저 "t"에 의한 보호를 다룹니다. 전기 장비의 설계, 선정 및 설치의 경우 IEC 60079-14가 핵심 참고 자료이며, 수명 주기 점검 및 유지보수는 IEC 60079-17을 통해 다루어집니다.
유럽 시장에서는 ATEX 프레임워크도 매우 중요합니다. 지침 1999/92/EC는 작업장 안전 및 위험 장소 분류를 다루며, 가연성 분진 분위기에 대한 Zone 21의 공식적인 정의를 포함합니다. 지침 2014/34/EU는 잠재적으로 폭발성 분위기에서 사용하기 위한 장비 및 보호 시스템을 다룹니다. ATEX 하에서 Zone 21은 일반적으로 분진 위험에 대한 높은 수준의 보호에 해당하는 Category 2D 애플리케이션에 적합한 장비를 요구합니다.
이러한 표준과 지침은 독립적으로 작동하는 것이 아니라 함께 작동합니다. 구역 분류는 위험 수준을 결정하고, 제품 표준은 장비가 어떻게 설계되고 테스트되는지 결정하며, 설치 및 유지보수 표준은 보호 개념이 장비의 수명 전반에 걸쳐 유효한지 여부를 결정합니다.
실제로 Zone 21을 평가하는 방법
실제 시설에서 Zone 21은 위험 기반 구역 분류 연구를 통해 결정됩니다. 엔지니어는 분진 방출원, 분진량, 분진 분산 방식, 구름 형성 가능성, 환기 효과 및 폭발성 분위기가 존재할 수 있는 지속 시간을 조사합니다. 분진 층도 중요합니다. 왜냐하면 쌓인 분진은 기류, 진동, 기계적 교란 또는 청소 활동으로 인해 공중으로 날아갈 수 있기 때문입니다. 또한 분진 층으로 덮인 뜨거운 표면은 눈에 보이는 분진 구름이 없더라도 점화 위험을 생성할 수 있습니다.
이 때문에 구역 분류는 한 시점의 공기 중 분진에 관한 것만이 아닙니다. 또한 시간이 지남에 따라 플랜트가 어떻게 작동하는지 고려합니다. 모든 배치 주기 동안 분진을 짧게 반복적으로 방출하는 이송 지점은 여전히 Zone 21 분류를 정당화할 수 있습니다. 마찬가지로 정상 운전 중에 자주 개방되는 호퍼 검사 영역은 가끔씩 발생하지만 예상되는 방출 패턴을 생성할 수 있습니다. 좋은 청결 유지 및 추출은 위험 구역의 범위를 줄일 수 있지만, 가연성 분진 방출이 여전히 신뢰할 수 있는 경우 적절한 분류의 필요성을 제거하지는 않습니다.
Zone 21에 대한 보호 등급 및 Ex 마킹
Zone 21 장비 선정에서 가장 중요한 아이디어 중 하나는 일반적인 방진 성능만으로는 충분하지 않다는 것입니다. 제품은 단순히 먼지 유입에 저항하는 것이 아니라 폭발성 분진 분위기에 적합해야 합니다. 이것이 엔지니어가 단순한 IP 등급을 넘어 전체 Ex 마킹, 인클로저 개념, 온도 제한, 인증 기준 및 설치 조건을 평가하는 이유입니다.
1. 장비 보호 수준 및 ATEX 카테고리
Zone 21은 일반적으로 IEC 시스템에서 장비 보호 수준 Db와 ATEX 프레임워크에서 Category 2D에 해당합니다. 이는 정상 운전 중에 폭발성 분진 분위기가 가끔씩 발생할 가능성이 있는 곳에서 사용하기 위한 장비를 나타냅니다. 즉, 제품은 단순한 일반 산업용 내구성이 아닌 분진 위험에 대한 높은 수준의 보호를 제공해야 합니다.
2. 인클로저 "t"에 의한 보호
분진 분위기에서 사용되는 많은 전기 제품의 경우 일반적인 보호 개념은 Ex t이며, Ex tb와 같은 마킹으로도 표시됩니다. IEC 60079-31은 이 보호 기술을 다룹니다. 이는 인클로저로의 분진 유입을 방지하고 표면 온도를 제한하여 분진 구름이나 분진 층이 점화되지 않도록 하는 데 중점을 둡니다. Zone 21 사용의 경우 마킹에는 종종 적절한 분진 그룹 및 EPL과 함께 Ex tb와 같은 "b" 수준이 포함됩니다.
3. 분진 그룹 IIIA, IIIB 및 IIIC
분진 분위기는 그룹 III 범주로 더 세분화됩니다. IIIA는 가연성 비산물을 포함하고, IIIB는 비전도성 분진을 포함하며, IIIC는 전도성 분진을 포함합니다. 이는 전도성 분진이 일반적으로 장비 설계 관점에서 더 까다롭기 때문에 중요합니다. 그룹 IIIC용으로 표시된 Zone 21 제품은 일반적으로 덜 까다로운 IIIA 및 IIIB 애플리케이션도 처리할 수 있지만 그 반대는 성립하지 않습니다.
4. 표면 온도 표시
분진 위험의 경우 온도 제어가 매우 중요합니다. 장비 마킹은 종종 T85°C 또는 T120°C와 같은 최대 표면 온도를 지정합니다. 선택된 제품은 적절한 엔지니어링 마진을 두고 실제 존재하는 분진의 점화 특성보다 낮게 유지되어야 합니다. 이는 분진 층이 쌓일 수 있는 경우 특히 중요합니다. 왜냐하면 절연 분진 층이 장비 표면 온도를 상승시키고 점화 위험을 변경할 수 있기 때문입니다.
5. IP 보호 및 인클로저 무결성
IP 등급은 여전히 중요하지만 올바르게 해석되어야 합니다. IEC 60529는 고체 입자 및 액체의 유입에 대한 인클로저 보호를 위한 IP 코드 시스템을 정의합니다. 분진 위험 지역에서는 Ex 보호 개념을 지원하기 위해 높은 분진 유입 보호 수준이 종종 요구됩니다. 실제로 엔지니어는 특히 미세 분진과 공격적인 세척 조건이 있는 곳에서 IP6X와 같은 방진 인클로저를 자주 찾습니다. 그러나 IP 등급만으로는 Zone 21에 대한 적합성을 입증하지 않습니다. 올바른 Ex 설계, 테스트, 마킹 및 인증 기준과 결합되어야 합니다.
Zone 21 분진 애플리케이션에 대한 일반적인 마킹은 다음과 같을 수 있습니다:
Ex tb IIIC T85°C Db
Ex는 방폭 장비를 식별합니다.
tb는 분진에 대한 관련 수준에서 인클로저 "t"에 의한 보호를 나타냅니다.
IIIC는 전도성 분진에 대한 가장 까다로운 분진 그룹을 식별합니다.
T85°C는 허용되는 최대 표면 온도를 나타냅니다.
Db는 Zone 21에 적합한 장비 보호 수준을 식별합니다.
IP 등급과 Ex 등급이 동일하지 않은 이유
이것은 가장 일반적인 혼동의 원천 중 하나입니다. IP66 또는 IP67 인클로저는 먼지가 많거나 습한 산업 환경에서 매우 유용할 수 있지만 자동으로 방폭 장비는 아닙니다. IP 코드는 주로 정의된 테스트 조건에서 고체 및 물의 유입에 대한 저항을 나타냅니다. 반면 Zone 21 적합성은 장비가 주변 폭발성 분진 분위기를 점화하지 않도록 설계되고 평가되었는지 여부에 따라 달라집니다. 이를 위해서는 인클로저 설계, 열적 거동, 결함 조건, 재료, 분진 유입 저항, 마킹 및 인증에 대한 고려가 필요합니다.
요약하자면, IP 등급은 환경 보호를 지원하는 반면, Ex 등급은 폭발성 분위기에서의 점화 위험을 다룹니다. Zone 21의 경우 둘 다 중요할 수 있지만 상호 교환 가능하지는 않습니다.
Zone 21 장비의 일반적인 응용 분야
Zone 21 장비는 정상 운전 중에 가연성 분진이 방출될 수 있는 많은 산업 분야에서 사용됩니다. 다음 예는 가장 일반적인 것들 중 일부입니다:
식품 및 곡물 가공: 제분소, 사료 공장, 설탕 처리, 전분 가공, 곡물 이송 및 분유 포장.
목재 가공: 제재소, 샌딩 라인, 목공 추출 시스템, 펠릿 공장 및 패널 제조.
화학 및 제약 공장: 미세 유기 분말, 첨가제, 중간체 및 배치 재료 이송 지점.
금속 및 첨단 재료: 선택된 미세 금속 분말, 카본 분진 및 특수 재료 처리 시스템.
재활용 및 벌크 고체 처리: 이송 지점, 분리기, 파쇄 라인, 투약 시스템 및 집진 인터페이스.
이러한 환경에서 일반적인 Zone 21 제품에는 분진 위험 사용을 위해 올바르게 인증되고 설치된 경우 산업용 전화, 인터콤 스테이션, 로컬 제어 스테이션, 정션 박스, 조명, 확성기, 경보 장치, 센서, 모터, 케이블 글랜드 및 카메라 하우징이 포함될 수 있습니다.
Zone 21에 대한 선정 및 설치 고려 사항
Zone 21용 장비를 선택하는 것은 단순히 인증된 제품을 구매하는 문제가 아닙니다. 설치는 보호 개념을 유지해야 합니다. 케이블 인입, 글랜드, 플러그, 정지 요소, 씰, 장착 방법 및 유지보수 접근성은 모두 인증된 사용 조건과 일치해야 합니다. 열 발생 장치 주변의 분진 축적은 배치 중에 고려되어야 합니다. 환기 및 추출 시스템은 별개의 문제가 아닌 전기 설계와 함께 검토되어야 합니다.
엔지니어는 또한 입자 거동, 층 형성 경향, 점화 특성 및 관련된 경우 전도성을 포함한 시설의 실제 분진 특성을 확인해야 합니다. 하나의 분말 처리 라인에 적합한 제품은 분진 그룹 또는 온도 프로필이 변경되는 경우 다른 라인에는 적합하지 않을 수 있습니다. 이것이 명판 데이터, 인증서 및 설치 지침을 항상 현장 분류 연구와 대조하여 확인해야 하는 이유입니다.
Zone 21 프로젝트의 일반적인 실수
일반 산업용 방진 장비가 자동으로 폭발성 분진 분위기에 적합하다고 가정하는 것.
IP 등급만으로 선정하고 Ex 마킹, 분진 그룹 및 표면 온도 데이터를 무시하는 것.
IIIC 장비가 필요할 수 있는 전도성 분진 위험을 무시하는 것.
인클로저 표면에 분진 층이 쌓이는 것을 고려하지 않는 것.
인증된 장비를 사용하지만 호환되지 않는 글랜드, 인입구 또는 액세서리로 설치하는 것.
구역 분류를 실제 엔지니어링 평가 대신 서류 작업으로 취급하는 것.
FAQ
Zone 21이 Zone 22보다 더 위험한가요?
네. Zone 21은 정상 운전 중에 폭발성 분진 분위기가 가끔씩 발생할 가능성이 있음을 나타내는 반면, Zone 22는 정상 운전 중에는 발생할 가능성이 낮고 발생하더라도 짧은 시간 동안만 지속되어야 함을 의미합니다.
Zone 21에는 일반적으로 어떤 유형의 장비가 사용됩니까?
분진에 적합한 Ex 보호 개념을 갖춘 장비, 종종 EPL Db로 표시되고 Ex tb와 같은 인클로저에 의한 보호를 자주 사용하는 장비가 일반적으로 Zone 21 애플리케이션에 선택됩니다. 정확한 선택은 분진 그룹, 온도 요구 사항 및 설치 조건에 따라 다릅니다.
IP65만으로 Zone 21에 충분합니까?
그 자체로는 충분하지 않습니다. IP 보호만으로는 폭발 방지를 확립하지 못합니다. Zone 21 제품은 적절한 인클로저 보호 수준 외에도 올바른 Ex 설계, 마킹 및 인증을 갖추어야 합니다.
Zone 20과 Zone 21의 차이점은 무엇입니까?
Zone 20은 폭발성 분진 분위기가 지속적으로, 장기간 또는 빈번하게 존재하는 경우에 적용됩니다. Zone 21은 정상 운전 중에 가끔씩 발생할 가능성이 있는 경우에 적용됩니다.
눈에 보이는 분진 구름이 없어도 분진 층이 위험할 수 있습니까?
네. 분진 층은 교란되어 공기 중으로 분산될 수 있고 뜨거운 표면을 절연하여 점화 위험을 증가시킬 수 있기 때문에 위험해질 수 있습니다. 이것이 분진 위험 지역에서 청결 유지와 온도 제어가 모두 중요한 이유입니다.
Zone 21은 실내에만 적용됩니까?
아니요. 많은 분진 공정 위험이 실내에 있지만, Zone 21은 가연성 분진이 방출되고, 침전되며, 정상 운전 조건에서 분산될 수 있는 야외에도 존재할 수 있습니다.
결론
Zone 21은 정상 운전 중에 가연성 분진 구름이 가끔씩 발생할 수 있는 시설에 대한 중요한 분류입니다. 이는 IEC 60079 및 ATEX와 같은 인정된 프레임워크에 의해 규율되며, 일반적인 산업 내구성 이상을 요구합니다. 올바른 장비 선정은 Ex 마킹, EPL 또는 카테고리, 분진 그룹, 표면 온도, 인클로저 무결성 및 규정 준수 설치를 포함한 전체 보호 개념에 따라 달라집니다. 이러한 요소들이 함께 평가될 때, Zone 21 보호는 외관이나 일반적인 방진 주장에 기반한 추측이 아닌 구조화된 엔지니어링 작업이 됩니다.
