ATEX 방폭형
유압 리프트 실린더
구역 분류 · 발화 위험 · 인증

더운
표면

리프트 실린더 배럴, 호스 또는 유압 동력 장치 하우징의 외부 표면은 다음과 같은 경우 발화 온도에 도달할 수 있습니다. (a) 호스가 막혀 압력 강하가 발생하고 유압 에너지가 국부적인 영역에서 열로 변환되는 경우; (b) 유압 오일 쿨러가 고장 나서 오일 온도가 80°C 이상으로 상승하여 모든 표면으로 열이 전달되는 경우; 또는 (c) 내화성 유체 대신 광물유를 사용했는데, 이 광물유가 뜨거운 표면에서 발화하는 경우. 표면 온도 등급(T1~T6, 최대 450°C~85°C)은 발화 가능한 가스군 분위기를 결정하며, 석유 가스 분위기에서는 T4(135°C)가 가장 일반적인 요구 사항입니다.

기계적인
스파크

유압 리프트 실린더의 로드나 배럴이 하중을 받는 동안 구조적으로 파손되어 강철 부품들이 고속으로 서로 또는 기계 구조물과 접촉할 경우, 마찰로 인해 1,000°C 이상의 고온에서 스파크가 발생할 수 있습니다. 이는 일반적인 공정 가스의 자연 발화 온도보다 훨씬 높은 온도입니다. 이러한 현상은 결함으로 간주되며, 정기적인 검사, 하중에 대한 정확한 사양 준수, 그리고 로드, 엔드캡 또는 배럴 설계의 안전 여유를 감소시키는 개조를 하지 않음으로써 리프트 실린더의 구조적 건전성을 유지해야 합니다.

공전
전기

비전도성 호스를 통해 고속으로 흐르는 광물유는 정전기를 발생시킵니다. 오일은 움직이는 유전체 역할을 하여 양전하와 음전하를 분리시키고, 이 전하는 비전도성 호스 벽을 통해 소산되지 못합니다. 만약 전하가 충분한 전압으로 축적되면, 회로 내의 전도성 피팅이나 밸브 본체에서 스파크 방전이 발생합니다. 따라서 위험 지역의 모든 유압 회로에는 전도성 유압 호스(EN ISO 6945 규격의 전기 전도성 호스)를 사용하고, 모든 금속 부품을 설비 접지 시스템에 접지하는 것이 해결책입니다.

유압
오일 스프레이

200bar의 고압 호스에 미세한 구멍이 생기면 엄청난 표면적을 가진 미세한 오일 방울 안개가 발생하는데, 이는 사실상 유압 에어로졸과 같습니다. 10미크론 미만의 크기를 가진 광물성 유압유 에어로졸은 액체 자체보다 낮은 에너지 수준에서도 뜨거운 표면이나 스파크에 의해 발화될 수 있습니다. 점화원 근처에서 광물성 오일 분무가 분출되는 것이 유압 관련 화재의 가장 흔한 시나리오입니다. 내화성 유압유는 이러한 위험을 완전히 제거합니다. 고압 분무 시험 결과, 내화성 유압유는 직접 점화되어도 화염을 발생시키지 않는 것으로 확인되었습니다.

예시 A — 해상 플랫폼 해치 리프트 실린더

존: 구역 2 (개방형 데크 구역, 비정상적인 누출 시 인접한 공정 장비에서 가스 증기가 발생할 수 있음).

리프트 실린더 사양: 내경 80mm, 스트로크 600mm, 해양 부식 방지용 스테인리스강 로드 및 배럴, HFDU 유체 호환성을 위한 EPDM 씰, EN 13463-1(비전기적 2구역)에 따른 점화 위험 평가, NORSOK M-001 재료 인증.

체액: HFDU 폴리올 에스테르, 인화점 >300°C, EN ISO 15029-2 분무 시험 통과, 해상 유출 위험 규정 준수를 위한 완전 생분해성.

모터 및 솔레노이드: ATEX Ex ec IIB T4 모터; 방향 밸브에 ATEX Ex d IIB T4 솔레노이드 코일; 안전 구역 제어 캐비닛 내 제너 배리어를 통해 연결된 Ex ia 압력 변환기.

예시 B — 화학 공장 교반기 리프트 실린더

존: 구역 1 (정상 작동 시 반응기 용기 플랜지 주변에 가연성 용매 증기가 존재함).

리프트 실린더 사양: 내경 100mm, 스트로크 400mm, 경질 크롬 도금 로드, FKM 씰(HFDU 호환), EN 13463-1에 따른 ATEX 점화 위험 평가에서 2G 등급 적합성 확인, 명판에 Ex 마크 표시, 공인 인증 기관 참여를 통한 CE 마크 획득.

체액: HFDU 폴리올 에스테르 - 내용제성, 내화성, 화학 공장 환경 및 FKM 씰과의 호환성이 우수합니다.

모터 및 솔레노이드: ATEX Ex d IIC T4 모터(IIC는 수소 및 아세틸렌뿐만 아니라 일반 증기에도 적용 가능); Ex d IIC T4 솔레노이드; Ex ia IIC T4 압력 및 위치 센서. IIC 등급은 반응기에서 처리하는 특정 용매에 따라 선택됩니다.

질문 1

엘리베이터 실린더 자체에 ATEX 인증이 필요한가요, 아니면 회로 내 전기 부품에만 필요한가요?

ATEX 규정 준수와 관련하여 가장 흔히 오해되는 부분이 바로 이 점입니다. 승강기 실린더 본체는 비전기 기계 장치이므로 구역 2 설치의 경우 공인기관(제3자 시험기관)의 인증서가 필요하지 않습니다. 구역 2의 경우 제조업체는 적합성 선언서와 발화 위험 평가(IHA)를 제출하여 기계적 발화원을 제어했음을 확인해야 합니다. 구역 1의 경우 IHA는 필수이며, 사용된 보호 개념에 따라 공인기관의 참여가 필요할 수 있습니다. 회로 내 전기 부품(모터, 솔레노이드 밸브, 센서, 제어 패널)은 상황이 다릅니다. 모든 ATEX 구역의 모든 전기 부품은 구역과 관계없이 공인기관의 인증서가 필요합니다. 흔히 저지르는 실수는 모든 전기 부품에 인증서를 발급하면서 실린더 본체는 별도의 문서 없이 자동으로 규정을 준수한다고 생각하는 것입니다. 하지만 구역 2에서도 기계 장비에 대한 ATEX 지침의 요구 사항을 충족함을 입증하기 위해 IHA가 필수적입니다.

질문 2

저희 해상 리프트 실린더는 현재 광물유를 연료로 사용하고 있습니다. 해당 지역이 구역 2로 재분류되었는데, 어떤 변경 사항이 필요합니까?

기존 광물유 유압 회로를 ATEX 구역으로 재분류하려면 체계적인 적합성 검토가 필요합니다. 첫째, 유압유를 광물유에서 내화성 유압유로 교체해야 합니다. 대부분의 해양 및 석유화학 설비에는 HFDU 폴리올 에스테르가 권장되며, 회로에 사용되는 EPDM 씰과 호환됩니다. 회로 전체를 배출하고 세척한 후 내화성 유압유로 다시 채워야 합니다. 둘째, 구역 2에 적합함을 확인하는 IHA(산업 안전 평가)를 작성해야 합니다. IHA가 없는 경우 제조업체(또는 기술 대리인 역할을 하는 유능한 유압 엔지니어)가 작성해야 합니다. 셋째, 회로의 모든 전기 부품(모터, 솔레노이드 밸브, 압력 스위치, 온도 조절기)은 이미 ATEX 인증을 받지 않은 경우 구역 2용 ATEX 인증 제품으로 교체해야 합니다. 넷째, 유압 호스가 전기 전도성이 있고 접지되어 있는지 확인해야 합니다. 다섯째, 재분류 및 새로운 장비 상태를 반영하여 현장 EPD(환경 제품 선언)를 업데이트해야 합니다. 규정 준수 전환에 필요한 기간은 일반적으로 구역 재분류 결정 후 4~8주이며, ATEX 모터 및 솔레노이드의 장비 조달 기간에 따라 달라집니다.

질문 3

내화성 유체를 사용하는 표준 리프트 실린더를 추가 개조 없이 1구역에서 사용할 수 있습니까?

내화 유체를 사용하면 주요 화재 위험 요소인 분무 점화 위험을 제거할 수 있습니다. 그러나 유체 종류만으로는 Zone 1 규정을 충족할 수 없습니다. Zone 1의 경우 기계 및 전기 시스템을 포함한 전체 시스템이 Category 2G 요구 사항을 충족해야 합니다. 내화 유체 외에 Zone 1에 필요한 추가 요구 사항은 다음과 같습니다. (1) EN 13463-1에 따른 공식 IHA(산업 안전 평가) (2) 리프트 실린더 명판에 Ex 표시 (3) 전체 전기 부품에 Category 2G 인증 (4) ATEX 인증 압력 릴리프 밸브 (5) IEC 60079-17에 따른 주기적 검사. 이러한 요소가 없는 표준 산업용 실린더는 재인증 없이는 Zone 1에서 사용할 수 없습니다.

질문 4

곡물 사일로 리프트 실린더는 ATEX Zone 21(가연성 분진)에 적용되는 장비인가요? 가스 구역 적용 사례와 비교했을 때 사양상 어떤 차이점이 있나요?

예 — 곡물 분진은 21구역(사일로 취급 장비 내부의 정상 작동 중 폭발성 분진 구름 발생 가능성 높음)과 22구역(곡물 컨베이어 배출 지점 주변 외부 영역에서 비정상 조건 하에 분진 구름 발생 가능성 높음)에서 폭발성 분위기를 조성하는 가연성 분진입니다. 21구역 내의 곡물 취급 리프트 실린더는 2D 등급 평가를 받아야 합니다. 가스 구역 적용과의 주요 차이점은 다음과 같습니다. (1) 분진 폭발은 밀폐가 필요하며, 사일로 내부에서 위험이 가장 높습니다. (2) 곡물 분진 구름의 발화 온도는 380~430°C이며, 일반적으로 가스 구역보다 T 등급이 덜 엄격합니다. (3) 주요 표면 관련 문제는 따뜻한 실린더 표면이 쌓인 분진층에 불을 붙이는 것입니다. 분진층의 발화 온도는 200°C까지 낮을 수 있으며, 곡물 분진 21구역 적용에 허용되는 최대 표면 온도는 일반적으로 분진층 발화 온도의 2/3인 130~150°C입니다. (4) 엔드캡과 전기 인클로저는 구역 21의 경우 IP6X(방진)이어야 합니다. 실외 가스 구역 설치에서 비 보호용으로 허용될 수 있는 IP5X만으로는 충분하지 않습니다.