독일에서 세제 분말용 혼합 설비가 충족해야 하는 ATEX 요구 사항은 무엇입니까?
독일에서 세제 분말용 혼합 설비는 물질 및 설비별 방폭 검토를 근거로 설계하고 운전해야 합니다. 결정적인 것은 '세제 분말'이라는 제품 명칭이 아니라, 해당 레시피나 그 미세분진 비율이 실제 조건에서 위험한 폭발성 분진 분위기를 형성할 수 있는지 여부입니다. 평가에는 유기 성분, 향료 담체, 계면활성제, 폴리머, 효소 분진, 산화성 성분, 가능한 증기-분진 하이브리드 혼합물도 고려해야 합니다.
법적 틀과 책임
ATEX 제품지침 2014/34/EU는 폭발위험구역에서 사용하도록 정해진 기기와 보호 시스템에 대한 요구사항을 규정합니다. 이는 제조사 또는 유통업자에게 적용됩니다. 이들은 해당하는 적합성 평가 절차를 수행하고, 기술 문서를 작성하며, 예정된 사용 조건에 맞는 ATEX 표시를 제공해야 합니다. 이 지침은 특히 분진이 있는 구역용 기기가 분진 퇴적물을 점화하지 않고 표면 온도가 관련 점화온도보다 충분히 낮게 유지되도록 설계될 것을 요구합니다.
ATEX 운영지침 1999/92/EC는 운영자에게 적용됩니다. 독일에서는 그 요구사항이 주로 위험물질규정과 산업안전보건규정을 통해 이행됩니다. 운영자는 폭발 위험성을 평가하고, 방폭 구역을 정하고, 적합한 기기를 선정하고, 보호 조치를 시행하고, 그 결과를 방폭 문서에 기록해야 합니다. TRGS 720은 위험성 평가를 방폭 문서로 문서화할 것을 명시적으로 요구합니다.
기술적 책임은 혼합기의 인터페이스에서 끝나지 않습니다. 평가에는 전체 공정 사슬과 모든 이송 지점, 즉 원료 입고, 계량, 혼합기, 흡입, 필터, 이송기, 사일로, 배출, 체분리, 충전, 세척구·유지보수구, 필요한 경우 용제 또는 향료 시스템이 포함됩니다.
구역 구분과 물질 데이터
가연성 분진의 경우 구역은 존 20, 21 또는 22로 분류됩니다. 존 20은 폭발성 분진 분위기가 지속적으로, 장시간 동안 또는 자주 존재하는 경우입니다. 이는 흔히 혼합기, 사일로, 필터 또는 분진이 흐르는 배관의 내부에 해당합니다. 존 21은 정상 운전 중 이따금 분진이 방출되는 경우, 충전, 배출, 시료 채취 또는 유지보수 지점의 직접적인 주변에 존재할 수 있습니다. 존 22는 위험한 분진 분위기가 드물게, 짧은 시간 동안만 발생하는 경우입니다. 실제 구역 구분은 방출률, 기밀성, 흡입, 세척, 공간 형상, 운전 방식에 따라 달라집니다.
존 20에는 원칙적으로 카테고리 1D 기기가 필요합니다. 존 21에는 카테고리 1D 또는 2D 기기가 허용되며, 존 22에는 카테고리 1D, 2D 또는 3D 기기를 고려할 수 있습니다. 이 지정은 모터와 센서뿐 아니라 혼합 도구, 샤프트, 실(seal), 커플링, 플랩, 로터리 밸브, 이송 장치와 같은 비전기적 부품에도 적용됩니다.
설계는 추정된 표준값을 근거로 해서는 안 됩니다. 관련된 모든 분진 비율에는 대표성 있는 안전기술적 특성값이 필요합니다. 여기에는 특히 KSt, 최대 폭발압력 pmax, 최소점화에너지, 분진 구름의 최소점화온도, 분진층의 최소점화온도, 입도 분포, 수분, 전기전도도가 포함됩니다. 휘발성 액체 성분과 향료의 경우 가능한 증기-분진 하이브리드 혼합물을 평가해야 합니다. TRGS 721은 폭발 위험성의 파악과 평가, 그리고 필요한 보호 조치의 선정을 구체화합니다.
세제 분진이 원칙적으로 분진폭발등급 St 1 또는 St 2에 속한다는 일률적인 주장은 신뢰할 수 없습니다. 등급은 구체적인 제품의 측정에서 도출됩니다. 과탄산나트륨과 같은 산화성 성분도 별도로 검토해야 합니다. 이는 단순히 가연성 분진으로 평가할 수 없지만, 화재를 강화하고 분해 시 산소를 방출할 수 있습니다.
운전 중 보호 조치
방폭은 우선순위에 따라 이루어집니다. 위험한 폭발성 분위기의 방지 또는 제한과 유효한 점화원의 방지가 우선입니다. 이것이 충분히 가능하지 않을 때에야 비로소 폭발 영향을 제한하는 구조적 보호 조치가 사용됩니다.
방진성 있고 가능한 한 밀폐된 공정 운영은 분진 유출을 제한합니다. 캡슐화, 흡입, 적합한 필터 기술, 기밀하게 제작된 이송 지점, 위험도 기반 세척 콘셉트는 설치 공간 내 분진 퇴적을 줄입니다. 분진층은 '1 mm'와 같은 일률적인 한계값으로 평가해서는 안 됩니다. 얇더라도 넓은 면적의 퇴적물은 비산 시 2차 폭발에 기여할 수 있습니다.
점화원 방지에는 표면 온도 제한, 베어링과 실(seal)의 온도 감시, 걸림이나 허용되지 않는 토크의 감지, 이물질 분리기, 기계 부품의 유지보수, 전면적인 접지와 등전위 결합이 포함됩니다. TRGS 723은 위험성 평가에서 다른 규정을 허용하지 않는 한, 분진층에 대해 원칙적으로 분진층의 최소점화온도와 표면 온도 사이에 75 °C의 안전 간격을 규정합니다.
정전기 대전도 검토해야 합니다. 이는 혼합기, 배관, 가요성 호스, 필터, IBC, 용기, 충전 과정, 작업자에 관련됩니다. TRGS 727은 정전기 대전에 의한 점화 위험의 방지를 다룹니다. 효과적인 콘셉트에는 도전성 또는 대전방지성 부품, 검증된 접지 연결부, 적합한 개인보호장비, 용기 교체와 세척에 대한 운전 규칙이 포함될 수 있습니다.
폭발을 충분히 안전하게 방지할 수 없는 경우에는 구조적 보호 조치를 검토해야 합니다. 여기에는 내폭압 구조 또는 내폭압충격 구조 장치, 폭발압력방출, 무화염 방출, 폭발억제, 연결된 부품의 방폭 기술적 분리가 있습니다. 화염과 압력이 이송관이나 흡입관을 통해 필터, 사일로 또는 다른 장치로 전파되지 않도록 분리가 특히 중요합니다. 적합한 조치로는 검증된 체크 플랩, 급속 차단 게이트, 방폭 밸브, 소화제 배리어 또는 이에 적합한 로터리 밸브가 있습니다.
운영자 의무
운영자는 운전을 시작하기 전에 방폭 문서를 작성하고 최신 상태로 유지해야 하며, 레시피나 설비 변경 시 이를 재검토해야 합니다. 이 문서에는 최소한 위험성 평가, 구역 구분, 안전기술적 물질 데이터, 기기와 보호 시스템의 선정, 점화원 평가, 점검 콘셉트, 세척 규정, 운전 지침, 조직적 조치가 포함됩니다.
직원은 방폭 구역, 분진 방출, 접지, 안전한 세척, 이상 상황, 경보, 비상 조치에 대한 교육이 필요합니다. 방폭 구역 내부나 인근에서의 화기 작업, 연마, 용접 또는 승인되지 않은 이동식 기기 사용에는 통제된 승인 절차가 필요합니다. 방폭 시스템, 접지 연결부, 온도 감시, 필터, 분리 장치, 압력방출 부품은 위험성 평가, 제조사 정보, 적용되는 점검 의무에 따라 정기적으로 점검해야 합니다.
amixon®이 세제 분말용 혼합 설비의 ATEX 적합 설계를 지원하는 방법
세제 분말용 혼합 설비는 레시피의 실제 특성을 알고 있을 때에만 안전하게 설계할 수 있습니다. 결정적인 것은 사용된 원료의 명칭만이 아니라, 각 분진 비율의 특성, 가능한 유기 성분, 향료 담체, 계면활성제, 폴리머, 효소 분진, 산화성 성분, 필요한 경우 증기-분진 하이브리드 혼합물입니다. amixon®은 혼합기의 공정 설계를 지원하며, 위험성 평가, 구역 구분, 방폭 문서 작성은 운영자와 운영자가 위임한 방폭 전문가의 소관입니다.
amixon®은 ATEX 존 20 등급에 적합한 제품 공간 사양의 혼합기, 조립기, 진공 혼합건조기, 혼합 반응기를 제공할 수 있습니다. 이는 시리즈와 프로젝트 구성에 따라 단축 혼합기, 수직형 및 원추형 혼합기, 컨테이너 혼합기, 연속식 혼합기, 진공 혼합건조기, 혼합 반응기 등에 해당됩니다. 존 20에는 원칙적으로 매우 높은 보호 수준이 필요하며, 이는 대개 카테고리 1D 사양에 해당합니다. 구체적인 기기 카테고리, 최대 허용 표면 온도, 전기 및 비전기 장비, 관련 ATEX 문서화는 물질 데이터와 공정 조건을 근거로 프로젝트마다 정해집니다.
법적 틀은 기기와 보호 시스템에 관한 ATEX 제품지침 2014/34/EU, 그리고 폭발위험설비의 운전에 관한 ATEX 운영지침 1999/92/EC에서 나옵니다. 독일에서는 운영자 의무가 특히 위험물질규정, 산업안전보건규정, 위험물질에 관한 기술규칙을 통해 구체화됩니다. 운영자는 폭발 위험성을 평가하고, 방폭 구역을 정하고, 적합한 보호 조치를 시행하고, 그 결과를 방폭 문서에 문서화해야 합니다. TRGS 720은 위험성 평가를 방폭 문서로 문서화할 것을 명시적으로 요구합니다.
구역 구분은 언제나 전체 공정 사슬을 포괄합니다. 혼합기, 필터, 사일로 또는 분진이 흐르는 이송 배관의 내부는 흔히 존 20에 해당합니다. 충전, 배출, 시료 채취 또는 유지보수 지점 구역에는 실제 분진 방출에 따라 존 21이 있을 수 있습니다. 위험한 분진 분위기가 드물고 짧은 시간 동안만 예상되는 구역은 존 22로 분류할 수 있습니다. 최종 구분은 방출률, 기밀성, 흡입, 세척, 공간 형상, 운전 방식에 따라 정해집니다.
amixon® 혼합기는 가능한 한 밀폐되고 방진성 있는 제품 운영을 위해 설계할 수 있습니다. 이음부가 적고 연마 처리된 혼합실과 적합한 실링 시스템은 분진 유출을 제한할 수 있습니다. OmgaSeal® 실(seal)이 적용된 Clever-Cut® 점검문은 amixon®에 따르면 제품 공간의 데드스페이스가 적은 밀폐를 위해 설계되어 있습니다. 다만 장기적인 기밀성은 압력 차, 실(seal) 소재, 마모, 유지보수, 실제 공정 운영 방식에도 좌우됩니다. 따라서 방진성 있는 장치 사양이 설치 공간 내 분진 퇴적물에 대한 필요한 세척, 흡입, 점검을 대체하지는 않습니다.
가능한 점화원의 제한은 장치 설계의 핵심 부분입니다. 많은 amixon® 수직형 혼합기는 낮은 원주 속도로 운전할 수 있습니다. VM 및 HM 시리즈에 대해 amixon®은 약 0,8~3,5 m/s의 조절 가능한 범위를 제시합니다. 낮은 도구 속도는 마찰, 충격, 마모 에너지를 줄일 수 있습니다. 다만 이것이 유효한 점화원이 발생할 수 없다는 일반적인 입증이 되지는 않습니다. 평가에는 베어링, 실(seal), 샤프트, 혼합 도구, 가능한 도구-벽면 접촉, 이물질, 걸림, 표면 온도, 정전기 대전, 전기 부품 등이 고려되어야 합니다.
적합한 조치로는 온도 및 토크 감시, 통제된 도구 회전수, 이물질 분리, 적합한 실링·베어링 콘셉트, 접지, 등전위 결합, 예방적 유지보수가 있습니다. TRGS 723은 위험성 평가에서 다른 규정을 허용하지 않는 한, 분진층에 대해 원칙적으로 분진층의 최소점화온도와 표면 온도 사이에 75 °C의 안전 간격을 규정합니다. 정전기 대전은 혼합기, 배관, 가요성 호스, 필터, 용기, 투입 과정에 대해 고려해야 합니다.
계면활성제, 오일 또는 향료 조성물과 같은 액체 첨가제에는 적합한 계량 랜스와 노즐을 사용할 수 있습니다. 투입은 액체량, 점도, 분사 패턴, 방울 크기, 온도, 제품 이동에 맞추어야 합니다. 목표는 국부적인 과습윤을 제한하고 부착을 가능한 한 적게 유지하면서 균일하게 분포시키는 것입니다. 효소 과립이나 과탄산나트륨과 같은 산화성 성분이 포함된 세제 레시피의 경우 수분, 온도, 기계적 부하를 특히 세심하게 관리해야 합니다. 과탄산나트륨은 산화성 물질이며 열분해 시 산소를 방출할 수 있습니다. 따라서 불활성화는 온도 관리나 가능한 분해 반응의 평가를 대체하지 않습니다.
폭발을 충분히 안전하게 방지할 수 없는 경우에는 전체 설비에 대한 구조적 보호 조치를 평가해야 합니다. 여기에는 내폭압 구조 또는 내폭압충격 구조 장치, 폭발압력방출, 무화염 방출, 폭발억제, 방폭 기술적 분리가 있습니다. 특히 필터, 사일로, 이송 장치, 배관은 압력과 화염의 전파로부터 보호해야 합니다. 어떤 보호 조치가 필요한지는 KSt, pmax, 최소점화에너지, 점화온도, 수분, 입도, 전기전도도, 가능한 하이브리드 혼합물, 전체 설비 형상에 따라 결정됩니다.
amixon®은 혼합 품질, 온도 상승, 액체 분포, 부착 거동, 배출, 세척성을 검토하기 위해 원제품으로 진행하는 시험을 제공합니다. 이 결과는 혼합기, 도구, 계량 콘셉트, 실링 시스템, 운전 매개변수의 선정을 뒷받침할 수 있습니다. 다만 이는 안전기술적 물질 시험이나 법적으로 요구되는 위험성 평가, 방폭 문서, 자격을 갖춘 전문가에 의한 전체 설비의 점검을 대체하지는 않습니다.