7. 내압 방폭 Ex d 의 개념

안녕하세요, 에스앤제이 글로벌 (S&J GLOBAL) 입니다.

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오늘은 내압 방폭 (Ex d)에 대해서 알아보겠습니다.

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간단하게 설명하면, 전기적으로 발생 된 폭발을 용기(Enclosure) 내에 가두고, 외부로 가연성 물질이 퍼지는 것을 막는 방법의 방폭 개념 입니다. 즉, 박스 내부에서 폭발이 일어나도 압력을 견디고, 박스 밖의 피해는 없게 하는 것이 내압 방폭의 기본 개념 입니다.

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내압 방폭 구조 : Ex d

내압 방폭 Ex d - Zone1, 2

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방폭 이론 중 가장 기본적인 쉬운 방법으로 폭발을 방지하는 구조라고 할 수 있습니다.

폭발 자체를 방지하는 것이 아니고 폭발은 허용하되, 박스 내부에서 폭발하고, 그 압력이나 충격을 견디도록 강한 박스를 설계하여 폭발 피해를 막는 구조 입니다.

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내압 방폭 구조의 원리 및 기본 개념 입니다.

내방 방폭 구조 기본 개념 형상

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◆ 내부 폭발이 발생하고,

◆ 박스(Enclosure)가 폭발을 견디고,

◆ 폭발 화염이 밖으로 전파되는 2차 피해를 방지하도록 설계 되어야 합니다.

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위험 지역에서의 박스 내부에서 폭발 발행 시, 폭발로 인한 압력(Pressure), 화염(Flame), 가스 등은 내압 방폭 제품에 설계된 미세한 틈 사이로 누출되게 됩니다. 이 미세한 틈 사이를 접합면(Flameproof Joint) 라고 합니다. 이 미세한 틈의 길이와 사이를 조절하여 가스나 화염이 새어 나가도록/새어 나가지 않도록 하는 것이 내압 방폭의 핵심 원리 입니다.

내부에서 폭발 시 Flampeproof Joint를 통해 화염이 누출되는 현상

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내부에서 발생한 폭발 화염은 이 접합면을 통해 외부로 빠져나가도록 설계됩니다. 외부로 빠져 나가면서 고온 고압의 폭발 기체는 보다 낮은 온도와 압력으로 변하게 되고, 이로인해 박스 외부에서 발행 할 수있는 2차 폭발을 방지할 수 있게 됩니다. Flameproof Joint (접합면)의 길이와 두께(Gap)를 설계 할때, 내부의 고온 가스를 저온으로, 강한 압력을 천천히 빠져나가도록 focus를 맞춰 설계하게 되며, 이것이 내압 방폭 박스의 핵심 기술 입니다.

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내압 방폭 박스는 Cover의 Joint(접합) 방식에 따라 3-4가지 정도로 분류하게 됩니다.

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▶Flanged Joint (플랜지 접합) : Ex d IIB (일반적으로 많이 사용하는 제품 입니다.)

 

8264 Ex d IIB+H2 내압 방폭 박스

Ex d IIB+H2 내압 방폭 판넬(Panel)

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▶Threaded Joint (나사산 접합) : Ex d IIC (커버가 둥근 형태의 나사산이고(threaded) 이부분이 중요한 Flameproof Joint 역할을 합니다.)

8265 Ex d IIC 내압 방폭 판넬(Panel)

8265 Ex d IIC 내압 방폭 판넬(Panel) - Transformer, Relay, Terminal Block 등 내부 조립

 

Ex d IIC Box 내부

Ex d IIC Box의 Cover 나사산 부위 (접합면) 입니다.

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▶Spigot Joint (마개 접합) : IIC

Spoigot Joint & Threaded Joint

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보통 내압 방폭 박스로 인증이 되려면 폭발 테스트를 진행하게 됩니다. 내압 박스 내부에서 폭발이 일어 났을때의 압력과 그 이상의 몇 배 압력을 가했을때 문제가 없는지, 내부의 폭발이 외부로 2차 폭발을 야기하지는 않는지 등을 IEC 규정에 따라 테스트 하게 됩니다. 이런 테스트를 거쳐 일정 기준 이상을 만족해야 내압 방폭 박스로 인증이 되고 판매가 될 수 있습니다.

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내압 방폭 박스의 가장 큰 장점으로는, 방폭 인증이 없는 제품을 방폭 지역에 설치해야 할때 내압 방폭 박스를 사용하여 비인증 제품을 박스 내에 설치 할 수 있다는 점 입니다.

위험 지역에 설치해야 할 방폭 부품이 너무 비쌀 경우 내압 방폭 박스를 활용하여 비방폭 일반 제품을 박스 내부에 설치 할 수 있는 것 입니다.

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내압 방폭 박스는 보통 재질이 Aluminum 이나 Stainless Steel 입니다. 강하고 견고한 만큼 박스가 두껍고 무겁거우며 가격이 다소 비싸기 때문에 현장에 설치 된 후 유지보수(MRO)가 힘든 단점이 있겠습니다.

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아래 링크는 내압 방폭 박스 (Ex d IIB Panel)의 납품 사례 입니다.

Ex d 8250 제품은 다른 Ex d Box 제품 대비하여 비교적 가격이 저렴하여, ATEX, IECEX 방폭 인증이 필요한 프로젝트에 적합한 모델 입니다. 보시는 것 처럼 내부 공간을 넓게 적용하면 비인증 방폭 제품을 제조사와 협의 후 조립 할 수 있습니다.

(이 부분은 여기 참고)

금영레드포스(금영해운) - R.STAHL(알스탈) Ex d IIB 내압방폭 LCS 공급

 

 

Round Junction Box (Ex d IIC) 납품 사례 입니다. 내부에 Terminal Block만 설치하여 공급된 Case 입니다.

 

Round Junction Box 공급 - HHI (현대중공업)

 

 

다음 시간에는 내압 방폭 박스의 설치 및 취급 시 주의 사항에 대해서 알아보겠습니다.

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