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위험도 상KOSHA 권고✓ 원문 대조
KOSHA 기술지침 P-131-2013

4절~5절 화학공정에서의 분진폭발 방지(청소·불활성화·설비 배치)

화학공정 분진폭발을 막는 실무 기준이다. 설비에 부착된 분진층이 박리될 때 대전되어 방전 위험이 있으므로 분진이 발생한 상태에서는 작업하지 않고 부유 분진이 침강할 때까지 15~20분간 방치한다. 퇴적분진은 폭발한계산소농도 이하의 산소농도에서도 발화 위험이 있는 경우가 있으므로 분진의 발화가 일어나지 않는 산소농도 한계값을 사용 전에 확인해야 한다. 마그네슘·티탄·지르코늄·망간·칼슘 등은 질소가스 분위기에서도 발화할 수 있고, 리튬과 베릴륨 등은 이산화탄소 환경의 실온에서도 자연발화 위험이 있으므로 사용 조건에서의 발화온도를 확인해 그 이하 온도에서 취급한다. 기계설비의 마찰 과열은 주로 구동축 금속에서 발생하는데 베어링 주유 불량이나 불완전한 청소로 분진이 축 지지부에 침입해 윤활 기능이 상실되면 구동축 온도가 300℃ 이상으로 올라 축열 착화 위험이 있으므로 정기적인 분진 제거를 한다. 분진폭발은 부유 상태에서 가장 위험하지만 퇴적분진도 폭풍압에 의해 분산 가능하므로 누출된 분진을 신속히 제거해 광범위하게 부유되지 않게 한다. 분진 취급 건물은 불연성 구조로 하고 내부는 분진이 퇴적되기 어렵거나 청소·제거하기 쉬운 구조로 한다. 플랜트 설계와 공정 선택으로 분진 취급 설비용량을 최소화해 부유 분진 형성을 줄인다. 사일로·저장조 상부에서 분진을 공급하면 부유 분진이 저장 공간 전체에 충만해져 위험이 커지므로 측벽 투입구를 통해 공급한다. 부유 분진 억제가 어려우면 집진기를 설치하되 집진기 호퍼에 분진이 대량 축적될 수 있으므로 정기적 제거 관리를 철저히 한다. 불활성가스 첨가 시 산소농도를 0%까지 낮추는 것은 비용·기술상 어려우므로 질소는 산소농도 5~9%, 이산화탄소는 8~12%에서 일정 수준의 안전 확보가 가능하되 강한 착화원이 있으면 더 낮춰야 한다. 불활성가스 방식은 밀폐형 장치에만 한정되며 기밀성이 충분히 유지되어야 한다.

9%불활성가스 첨가 시 질소를 사용하면 산소농도 5~
12%이산화탄소를 사용하면 8~
100m정전기 방전 등에서는
10%분진 원료의 종류와 입자경에 따라 다르지만 일반적으로

지금 해야 할 조치

  • 분진 발생 중 작업 금지와 15~20분 침강 대기 절차 도입
  • 구동축·베어링 분진 정기 제거와 주유 관리
  • 사일로 분진 공급을 측벽 투입구로 변경
  • 집진기 호퍼 분진 정기 배출 관리
  • 불활성가스 산소농도 목표(질소 5~9%·CO₂ 8~12%) 설정과 기밀성 확인

📋사업주 의무사항

  1. 분진층 박리 시 대전에 의한 방전 위험이 있으므로 분진이 발생한 상태에서는 작업하지 않고 부유 분진이 침강할 때까지 15~20분간 방치할 것
  2. 폭발한계산소농도 이하에서도 퇴적분진의 발화 위험이 있을 수 있으므로 분진의 발화가 일어나지 않는 산소농도 한계값을 사용 전에 확인할 것
  3. 마그네슘·티탄·지르코늄·망간·칼슘 등은 질소가스 분위기에서도 발화할 수 있고 리튬·베릴륨 등은 이산화탄소 환경 실온에서도 자연발화 위험이 있으므로 사용 조건의 발화온도를 확인하고 그 이하에서 취급할 것
  4. 베어링 주유 불량이나 불완전한 청소로 분진이 축 지지부에 침입하면 구동축 온도가 300℃ 이상으로 상승해 착화 위험이 있으므로 정기적인 분진 제거를 할 것
  5. 퇴적분진도 폭풍압에 의해 분산 가능하므로 누출된 분진을 신속히 제거해 광범위하게 부유되지 않도록 할 것
  6. 분진을 취급하는 건물은 불연성 구조로 하고 내부는 분진이 퇴적되기 어렵거나 청소·제거하기 쉬운 구조로 할 것
  7. 플랜트 설계 및 공정의 적절한 선택으로 분진 취급 설비용량을 최소화하여 부유 분진 형성을 저감할 것
  8. 사일로·저장조 상부에서 분진을 공급하지 말고 측벽의 투입구를 통해 공급할 것
  9. 집진기를 설치하는 경우 호퍼에 분진이 대량 축적될 수 있으므로 정기적인 분진 제거 관리를 철저히 할 것
  10. 불활성가스 첨가 시 질소를 사용하면 산소농도 5~9%, 이산화탄소를 사용하면 8~12%에서 일정 수준의 안전 확보가 가능하되, 강한 착화원이 있으면 더 낮출 것
  11. 불활성가스를 사용한 분진폭발 예방은 밀폐형 장치에만 한정되며 기밀성이 충분히 유지되는 조건을 만족할 것
  12. 부유 분진의 주요 착화원이라 할 수 있는 전기 스파크, 불꽃, 정전기 방전 등에서는 100 mJ을 넘는 에너지가 발생할 수 있으므로 공정상 분진 농도의 컨트롤이 어려운 경우에는 폭발 예방을 위한 착화원 대책을 우선적으로 고려할 것
  13. 분진폭발을 일으키기 쉬운 분진의 분쇄나 분급은 불활성가스 분위기에서 실시하여야 하며, 분진 원료의 종류와 입자경에 따라 다르지만 일반적으로 10 % 이하의 폭발한계 산소농도에서 작업을 실시할 것
  14. 비닐 용기와 같은 플랙시블 용기(Flexible container)를 사용할 때에는 가스 또는 증기의 가연성 혼합기 최소착화에너지가 0.14 mJ 이하에서는 플랙시블 용기를 사용할 수 없으며, 최소착화에너지가 0.14 mJ 이상의 가스 또는 증기의 가연성 혼합기가 존재하거나 최소착화에너지가 3 mJ 이하의 가연성 분진을 취급할 때에는 대전방지형 플랙시블 용기만을 사용할 것
  15. 용기 안쪽이 절연물로 코팅되어 있는 용기는 접지를 하여도 전하 완화가 없기 때문에 최소착화에너지가 3 mJ 이하의 분진에서는 사용하지 않도록 할 것
  16. 비교적 큰 저장조에 절연성 분진을 충전할 때에는 콘 방전이 분진 입경 1 mm 이상에서 10¹⁰ Ω·m 이상의 저항율이거나 1 μC/kg 이상의 질량비전하를 갖는 분진에서 많이 발생하며 방전에너지는 수십 mJ 이하이므로, 부유 분진이 폭발한계농도 이상이 되면 분진폭발의 착화원이 될 가능성이 있음에 주의할 것
  17. 대전 물체가 부도체(절연물)이면 접지 또는 본딩에 의해 대전을 충분히 감소시킬 수 없으므로, 최소착화에너지가 0.1∼1 mJ의 가연성 물질이 존재하는 경우에는 도체 표면적이 25 cm² 이하가 되도록 하고 그 도체는 접지 또는 본딩을 확실하게 할 것

🔍현장 점검 확인 항목

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⚠️위반 시 처벌

이 지침은 권고이나 폭발 또는 화재 등의 예방(산안규칙 제232조), 화재 위험이 있는 작업의 장소 등(제236조), 정전기로 인한 화재 폭발 등 방지(제325조)는 법정 의무이며 위반 시 산업안전보건법 제168조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만원 이하의 벌금.

분진폭발은 다수 사상을 낳는 대표 재해이며, 퇴적분진 방치와 부적절한 불활성화는 중대재해처벌법 제4조 위반 판단의 근거가 된다.

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