언어
위험 장소 분류에 따라 모터 선택이 정의되는 이유
화학 공장, 정유소, 곡물 터미널 또는 페인트 부스에 설치된 모든 회전 기계는 마력이나 속도와는 아무런 관련이 없는 위험 프로필 하에서 작동합니다. 결정적인 요소는 주변 공기에 가연성 가스, 증기 또는 가연성 먼지가 존재하는지 여부와 빈도입니다. 엔지니어, 검사자 및 장비 제조업체가 모두 동일한 방식으로 읽을 수 있는 언어로 위험을 변환하기 위한 분류 시스템이 존재합니다. 이것이 바로 카탈로그 사양만으로는 방폭 모터가 선택되지 않는 이유입니다.
북미에서는 국가전기규격(National Electrical Code)이 위험 지역을 클래스 I, II, III으로 나눈 다음, 위험 물질이 지속적으로 존재하는지 아니면 비정상적인 조건에서만 존재하는지에 따라 각 클래스를 디비전 1 또는 디비전 2로 더 나눕니다. 대부분의 다른 지역에서 사용되는 IEC 및 ATEX 프레임워크는 대신 가스에 구역 0, 1, 2를 사용하고 먼지에 구역 20, 21, 22를 사용합니다. 두 시스템 모두 동일한 기본 질문을 설명합니다. 스파크나 뜨거운 표면이 발생할 수 있는 순간에 발화성 혼합물이 존재할 가능성은 얼마나 됩니까?
| 분류체계 | 지속적인 위험 | 간헐적인 위험 | 비정상적인 상태만 |
|---|---|---|---|
| NEC 클래스 I | 디비전 1 | 디비전 1 | Division 2 |
| IEC 및 ATEX 구역 | 구역 0 | 구역 1 | 구역 2 |
| 먼지 상당 | 구역 20 | 구역 21 | 구역 22 |
Division 2 펌프실용으로 구매한 위험 지역 모터는 Division 1 혼합 용기의 요구 사항을 거의 충족하지 못합니다. 두 방 모두 동일한 용매를 처리할 수 있기 때문입니다. Division 1 장비는 내부 점화가 외부 대기에 전혀 도달하지 못하도록 해야 하는 반면, Division 2 장비는 발화성 혼합물이 거의 존재하지 않는다는 가정하에 제작되므로 설계 마진이 더 작을 수 있기 때문에 구별이 중요합니다.
모터를 방폭형으로 만드는 이유
방폭이라는 용어는 엔지니어링 분야 외부에서 흔히 오해되는 경우가 있습니다. 폭발로 인해 모터가 손상되지 않는다는 의미는 아닙니다. 이는 내부 스파크가 인클로저에 유입된 가스를 점화시키는 경우, 결과적인 화염과 압력이 가스가 빠져나가기 전에 주변 대기의 점화 온도 이하로 냉각될 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 하우징 내부에 가두어 있음을 의미합니다. 이는 모터 프레임과 엔드 벨 사이에 조심스럽게 가공된 접합부인 화염 경로를 통해 달성되며, 화염 전면을 진압할 수 있을 만큼 좁고 길다.
세 가지 광범위한 보호 개념은 위험 지역 모터 카탈로그 전반에 걸쳐 반복적으로 나타나며 각각 다른 방식으로 점화 문제를 해결합니다.
- 종종 Ex d로 표시된 방폭 인클로저는 내부 폭발을 방지하기보다는 내부 폭발을 포함합니다.
- Ex e로 표시된 향상된 안전성은 스파크 부품을 제거하고 표면 온도를 제어하여 애초에 점화가 시작되지 않도록 합니다.
- Ex n으로 표시된 비점화성 또는 제한된 호흡 설계는 발화성 혼합물이 발생할 가능성이 없는 구역 2 영역용으로 설계되었습니다.
아래 차트는 각 설계에서 발화원이 존재할 수 있다고 얼마나 보수적으로 가정하는지에 따라 네 가지 일반적인 모터 구성 유형에 대한 상대 보호 지수를 비교합니다.
모터 구성 유형별 상대 보호 지수
이러한 디자인 중 어느 것도 보편적으로 올바른 것은 아닙니다. 구역 2 포장 라인에는 완전 방염 프레임의 비용과 무게가 거의 필요하지 않은 반면, Division 1 용제 회수 장치는 가격 차이가 서류상으로 얼마나 매력적으로 보이더라도 더 가볍고 안전이 강화된 모터를 대체할 수 없습니다.
기어박스 설계가 방폭 모터와 통합되는 방법
위험 장소 모터는 단독으로 작동하는 경우가 거의 없습니다. 컨베이어, 혼합기 및 교반기는 일반적으로 토크 증폭 및 속도 감소가 필요합니다. 이는 모터가 구동 장비의 기계적 임무 및 영역 분류와 모두 일치해야 하는 기어박스와 쌍을 이룬다는 것을 의미합니다. 하우징 재료, 샤프트 씰 설계 및 브리더 배치를 모두 조정해야 결합된 장치가 모터만으로는 결코 생성할 수 없는 새로운 점화 경로를 도입하지 않습니다.
직각 설계는 모터를 물이 튀는 구역이나 좁은 통로에서 멀리 장착할 수 있기 때문에 위험 플랜트에서는 일반적입니다. 에이 나선형 베벨 기어박스 나선형 톱니 형상이 직선형 베벨 설계보다 더 점진적으로 맞물려 진동을 줄이고 긴 사용 주기 동안 패스너가 느슨해지는 관련 위험을 줄이기 때문에 이러한 직각 드라이브에 자주 선택됩니다. 진동이 감소하면 출력 샤프트의 씰 마모 가능성도 낮아집니다. 이는 모니터링하지 않으면 먼지나 증기가 전기 부품으로 이동할 수 있는 가장 일반적인 지점 중 하나입니다.
올바른 조합을 선택하는 것은 단일 사양 조회가 아닌 순차적 프로세스입니다. 아래 흐름은 기어박스를 방폭 전기 모터에 연결할 때 대부분의 엔지니어링 팀이 따르는 순서를 간략하게 설명합니다.
모터 및 기어박스 선택 순서
이 순서대로 단계를 건너뛰는 것은 나중에 모터 명판 등급과 기어박스 입력 토크 간의 불일치로 표면화되는 경향이 있으며, 이는 일반적으로 간단한 서류 수정보다는 비용이 많이 드는 현장 교체를 강요합니다.
ATEX 인증과 Class I Division 1 방폭 모터 비교
ATEX 인증 기어모터와 Class I Division 1 방폭 모터는 두 가지 서로 다른 규제 프레임워크를 통해 동일한 기본 질문에 답하고 있으며 기본 엔지니어링이 유사하더라도 서류상으로는 두 가지가 자동으로 상호 교환될 수 없습니다. ATEX 인증은 유럽 지침 시스템을 기반으로 구축되었으며 장비 그룹, 범주, 가스 또는 먼지 보호, 온도 등급 및 장비 보호 수준을 식별하는 코드를 발행합니다. 북미의 Class I Division 1 인증은 국가에서 인정하는 테스트 실험실을 통해 처리되며 기본 화염 경로와 온도 테스트 방법이 상당히 중복되기는 하지만 다른 표시 형식을 사용합니다.
표준 모터와 방폭형 모터 비교
외형은 방폭 모터를 나타냅니다. 내부 모양은 5가지 관련 속성에 따라 확장된 표준 산업용 모터를 나타냅니다.
| 속성 | ATEX 인증 기어모터 | 클래스 I 1부 방폭 |
|---|---|---|
| 통치체 | EU 지침에 따른 인증 기관 | 국가적으로 인정받는 테스트 연구소 |
| 마킹 스타일 | 그룹, 카테고리, 가스 그룹 코드 | 클래스, 디비전, 그룹 편지 |
| 온도 등급 | T1~T6 등급 | T1~T6 등급 |
| 일반적인 사용 지역 | 유럽, 중동, 아시아 일부 지역 | 미국, 캐나다 |
장비를 국제적으로 수출하는 공장에서는 종종 이중 인증 모터를 지정하므로 단일 설계로 엔지니어링 도면을 복제하지 않고도 두 시장에 모두 서비스를 제공할 수 있으며, 이는 시설이 여러 현장에서 위험 지역 모터 구매를 표준화할 때 조달 일정을 단축합니다.
보호 등급 전반에 걸쳐 투자 및 유지 관리 비용을 비교하는 방법
방폭 모터 분류에 관한 예산 논의는 구매 가격에만 초점을 맞추는 경향이 있지만 보다 유용한 비교는 장비 수명 주기 전반에 걸친 총 소유 비용을 살펴봅니다. 아래 세로 막대형 차트는 Class I Division 2를 기준으로 5개 보호 등급에 대한 상대 초기 투자 지수를 보여줍니다.
보호등급별 상대초기투자지수
유지보수 간격은 반대 방향으로 이동합니다. 모터 및 나선형 베벨 기어박스es 가장 엄격한 구역을 위해 제작된 제품은 밀봉된 베어링, 부식 방지 코팅 및 일반적으로 필요한 검사 간격을 연장하는 단순화된 브리더 설계로 설계되어 다년간의 서비스 기간 동안 높은 구매 가격을 부분적으로 상쇄합니다.
5년 근속 평균 점검주기 추이
아래쪽 선은 방폭 등급 장비를 나타냅니다. 위쪽 라인은 듀티 사이클이 누적됨에 따라 더 자주 검사해야 하는 표준 산업용 모터를 나타냅니다.
산업용 화학 플랜트 기어박스 및 모터가 배치되는 곳
산업용 화학 플랜트의 기어박스와 위험 지역 모터는 대부분의 사람들이 처음에 상상하는 탱크 팜보다 훨씬 더 많은 장소에 나타납니다. 아래 목록은 분류 실수로 인해 운영 및 안전에 가장 큰 영향을 미치는 영역을 다루고 있습니다.
- 증기 농도가 배치 사이클에 따라 변동하는 용매 회수 및 증류 스키드.
- 미세 가연성 먼지가 구조 표면에 쌓이는 안료 및 수지 혼합실.
- 혐기성 분해 중에 메탄을 생성하는 폐수 처리 소화기.
- 공기 중 유기 먼지를 이용한 곡물 처리 및 제분 작업.
- 지속적인 용제 증기 노출로 스프레이 부스와 마감 라인을 페인트합니다.
- 원격 실외 구역 1 또는 구역 2 구역에 위치한 석유 및 가스 유정 펌프 장치.
이러한 각 환경은 샤프트 씰, 냉각 팬 설계 및 케이블 입구 하드웨어에 대한 요구 사항이 다르기 때문에 곡물 터미널의 위험 지역 모터 사양 시트는 마력과 프레임 크기가 서류상 동일하게 보이더라도 용제 회수 스키드로 직접 변환되는 경우가 거의 없습니다.
방염 산업용 모터를 작동 상태로 유지하는 방법
인증은 공장에서 출고된 장비에 대해서만 설명합니다. 현장 성능은 일상적인 서비스 중에 화염 경로 조인트, 케이블 글랜드 및 기어박스 씰을 처리하는 방법에 따라 크게 달라집니다. 손상되었거나 부적절하게 토크된 화염 경로 조인트로 재조립된 방폭 산업용 모터는 명판에 여전히 올바른 분류가 표시되어 있어도 더 이상 원래 보호 등급을 충족하지 않습니다.
- 매번 재조립하기 전에 화염 경로 표면에 부식, 구멍 또는 페인트 축적이 있는지 검사하십시오.
- 일반 상점 표준이 아닌 인증 문서에 지정된 값으로 인클로저 패스너를 조이십시오.
- 케이블 글랜드 씰이 손상되지 않은 상태로 유지되고 사용되지 않은 도관 입구가 정격 하드웨어로 올바르게 연결되어 있는지 확인하십시오.
- 씰이 실패하면 의도하지 않은 증기 유입 경로가 생성될 수 있으므로 기어박스 브리더 벤트와 샤프트 씰의 마모 여부를 점검하십시오.
- 본딩 및 접지 연결이 작동 기간 동안 진동으로 인해 느슨해지지 않았는지 확인하십시오.
- 감사 중에 인증 상태를 추적할 수 있도록 모든 분해에 대한 기록을 문서화하세요.
이러한 단계를 형식이 아닌 체크리스트 항목으로 처리하는 시설에서는 봉인과 관련된 계획되지 않은 가동 중단이 더 적은 경향이 있습니다. 베벨 기어박스 시스템 위에 나열된 대부분의 마모 지점은 실제 격리 문제가 되기 훨씬 전에 눈에 보이기 때문입니다.
자주 묻는 질문
Q1: 방폭형 장비와 본질안전형 장비의 차이점은 무엇입니까?
방폭 장비는 내부 폭발을 포함하므로 주변 대기를 발화시킬 수 없습니다. 반면 본질 안전 장비는 전기 에너지를 제한하므로 스파크가 애초에 발화를 일으킬 만큼 강력하지 않습니다. 두 가지 접근 방식은 서로 다른 설계 철학을 통해 동일한 문제를 해결하며 동일한 애플리케이션에서 상호 교환이 거의 불가능합니다.
Q2: Division 2 등급 모터를 Division 1 위치에 설치할 수 있습니까?
No. Division 1 위치에서는 발화성 혼합물이 지속적으로 또는 자주 존재한다고 가정하고 Division 1 서비스용으로 테스트되고 표시된 장비만이 필요한 봉쇄 여유를 제공합니다. 더 위험한 지역에 낮은 등급의 장비를 설치하는 것은 일반적이고 심각한 규정 위반입니다.
Q3: 방폭 모터는 얼마나 자주 검사해야 합니까?
검사 빈도는 듀티 사이클, 주변 조건 및 현지 규제 요구 사항에 따라 다르지만 대부분의 시설에서는 화염 경로 및 밀봉 점검을 최소한 1년 단위로 계획하고 지속적인 증기 노출에서 작동하는 장비를 더 자주 점검합니다.
Q4: 기어박스에는 자체 방폭 등급이 필요합니까?
The gearbox itself does not generate electrical sparks the way a motor does, but its housing, seals, and any integrated sensors must still be compatible with the area classification so it does not compromise the overall assembly rating when coupled to the motor.
Q5: What does the temperature class marking on a motor nameplate mean?
The temperature class, shown as T1 through T6, indicates the maximum surface temperature the equipment can reach under normal and fault conditions, ensuring that surface stays below the autoignition temperature of the gases expected in that area.
Q6: Are ATEX certified gearmotors accepted in North American facilities?
Generally not without additional certification, since ATEX and North American testing bodies use different standards and marking systems. Multinational operators often specify dual certified equipment to avoid maintaining separate designs for each region.
2025년 6월 5일
