최신 기술은 항상 동일한 조치들로 이루어진 고정된 패키지가 아닙니다. 이는 실제 물질 데이터, 장치, 배관, 설치 조건, 운전 상태를 고려하는 위험 기반의 전체 콘셉트로 구성됩니다. 보호 전략은 명확한 순서를 따릅니다: 폭발성 대기를 회피하거나 제한하고, 유효한 점화원을 회피하며, 이것이 충분히 안전하게 이루어지지 않는 경우에는 발생 가능한 폭발의 영향을 구조적으로 제한하는 것입니다.

가장 중요한 특성값으로는 KSt, 최대 폭발 압력 pmax, 최소 점화 에너지, 분진 구름과 분진층의 최소 점화 온도, 입자 크기, 습도, 전기 전도도, 그리고 필요한 경우 증기-분진 혼합 가스 데이터가 있습니다. 이러한 데이터 없이는 불활성화, 압력 방출, 억제, 디커플링에 대한 신뢰할 수 있는 선택이 불가능합니다.

예방 조치

불활성화는 반응기, 혼합기, 건조기, 분쇄기, 이송 설비와 같은 밀폐 장치에 대한 중요한 예방 조치입니다. 질소, 이산화탄소, 또는 그 밖의 적절한 가스는 산소 함량을 해당 분진-불활성 가스 시스템에 대해 결정된 한계 산소 농도 이하로 낮춥니다. 여기에는 충분히 기밀한 장치, 적절한 불활성 가스 공급, 대표성 있는 산소 측정, 안전 여유, 경보 한계, 인터록이 포함됩니다. 가스는 제품, 온도, 화학적 특성, 산업 안전에 적합해야 합니다. 반응성이 높은 금속 분말이나 산화성 제품의 경우 적합성을 특히 신중하게 검토해야 합니다.

폭발 하한 이하로의 농도 제한은 분말의 경우 단독 조치로는 제한적으로만 적합합니다. TRGS 722는 설비 내 평균 분진 농도가 유효성이 낮을 수 있다고 지적합니다. 불균일한 분진 분포로 인해 국소적으로 폭발성 영역이 형성될 수 있기 때문입니다. 따라서 분진 농도 제한은 신뢰성 있게 감시되고 모든 관련 운전 상태에서 준수되는 경우에만 보호 조치로 사용할 수 있습니다.

분진 퇴적물 방지에는 밀폐된 이송, 기밀한 장치, 효과적인 흡입, 필터 기술, 매끄럽고 세정하기 쉬운 표면, 그리고 문서화된 세정 및 점검 계획이 포함됩니다. 분진 퇴적물은 비산 시 2차 폭발을 조장할 수 있습니다. 다만 허용 층 두께에 대한 획일적인 한계값만으로는 충분하지 않으며, 평가는 분진 특성, 면적, 발생 가능한 비산, 점화원을 고려해야 합니다.

점화원 제어

폭발성 대기를 안전하게 배제할 수 없는 경우에는 발생 가능한 점화원을 체계적으로 회피해야 합니다. 여기에는 고온 표면, 마찰, 기계적으로 발생하는 스파크, 막히는 구동부, 이물질, 베어링 및 실링 과열, 전기 설비, 정전기 방전, 훈소가 포함됩니다.

최신 기술로는 존에 맞는 전기 및 비전기 설비, 허용 표면 온도의 제한, 중요 베어링 및 실링 부위의 온도 감시, 적절한 재질 조합, 이물질 분리기, 접지, 등전위 접속, 예방적 유지 보수가 있습니다. 스파크 감지 및 소화 시스템은 뜨거운 입자나 스파크가 관련 점화원으로 확인된 이송 및 흡입 구간에서 유효하거나 필요할 수 있습니다. 다만 이는 분진을 취급하는 모든 설비에 대한 일반적인 의무 사항은 아닙니다.

구조적 보호

폭발을 충분한 안전성을 가지고 방지할 수 없는 경우, 구조적 보호 조치가 그 영향을 제한합니다. TRGS 724는 핵심 조치로 내폭압 구조, 폭발 압력 방출, 폭발 억제, 폭발 기술적 디커플링을 명시하고 있습니다.

압력 방출은 예를 들어 파열판이나 폭발 방출 플랩을 사용합니다. 이들은 정해진 작동 압력에서 열려 내부 압력을 용기에 허용되는 저감된 폭발 압력으로 제한합니다. 설계에는 KSt, pmax, 용기 용적, 형상, 개방 압력, 방출 면적, 발생 가능한 방출 경로, 그리고 장치 외부의 압력 및 화염 영향이 고려됩니다. EN 14491은 분진 폭발용 폭발 압력 방출 시스템의 선정과 설계를 다루며, EN 14797은 방출 장치 자체에 대한 요구 사항을 다룹니다.

압력 방출은 안전한 구역으로 이어져야 합니다. 실내 설치의 경우 무화염 방출 시스템이 공정에 적합하다면 하나의 선택지가 될 수 있습니다. 이는 화염을 차단하지만, 압력파, 열, 소음 발생, 발생 가능한 제품 방출, 안전한 주변 환경에 대한 평가는 여전히 필요합니다. 따라서 무화염 방출은 모든 실내 설치에 획일적으로 적합한 표준 솔루션이 아닙니다.

폭발 억제는 능동형 보호 시스템입니다. 신속한 압력 또는 화염 감지기가 폭발의 시작을 감지하고, 소화제가 투입되어 압력 상승을 허용 값으로 제한합니다. 필요한 반응 시간, 소화제의 양과 종류, 제어 장치의 설계는 물질, 용기, 공정에 맞춰 조정되어야 합니다. 이 방식은 외부로의 방출이 불가능하거나 화염과 제품의 방출이 허용되지 않는 경우에 특히 유용합니다.

내폭압 및 내폭압충격 장치는 위험한 파손 없이 내부 폭발을 견디도록 설계됩니다. 최대 폭발 압력 기준 설계가 필요한지, 저감된 폭발 압력 기준 설계가 필요한지는 보호 콘셉트에 따라 정해집니다. 압력 방출과 억제는 부하를 제한할 수 있지만, 보호 대상 용기에 필요한 내압 강도를 대체하지는 않습니다.

폭발 기술적 디커플링은 화염, 압력, 연소 중인 입자가 배관과 이송 경로를 통해 번지는 것을 방지합니다. 적합한 솔루션으로는 역류 방지 플랩, 급속 차단 슬라이드 밸브, 소화제 배리어, 폭발 방지 밸브, 또는 이를 위해 검증된 로터리 밸브가 있습니다. 디커플링은 혼합기, 필터, 사일로, 건조기, 이송 장치, 충전 설비 사이의 접점을 고려해야 합니다. 적합성은 배관 형상, 분진 등급, 처리량, 흐름 방향, 압력, 설치 상황에 따라 달라집니다.

조직과 증빙

최신 기술에는 최신 폭발 방지 문서, 존 구분도, 물질 데이터, 운전 지침서, 세정 및 유지 보수 계획, 보호 시스템에 대한 정기 점검, 교육, 그리고 화기 작업에 대한 체계적인 승인이 포함됩니다. 폭발 방지 문서는 기술적·조직적 전체 전략을 이해할 수 있게 제시해야 합니다.

폭발 안전성은 최초 가동 전 및 점검 의무가 있는 변경 후에 점검되어야 합니다. 이때 개별 구성 요소뿐만 아니라, 장치, 보호 시스템, 제어, 불활성화, 디커플링, 조직적 조치 간의 상호 작용도 평가됩니다.