불활성가스 치환

정의

불활성가스 치환은 설비 안의 산소 농도를 낮춰 불이 붙지 않게 하는 조치다.

핵심 기준은 산소 농도를 한계산소농도(LOC) 이하로 낮추는 것이다.

산소가 부족하면 가연성 가스가 많아도 점화되지 않는다.

연소 원리

연소가 일어나려면 가연물, 산소, 점화원이 동시에 있어야 한다.

그중 산소를 제거하면 연소의 삼요소 중 하나가 빠진다.

그래서 불활성가스로 산소를 희석하면 화재와 폭발을 막을 수 있다.

퍼징과 이너팅 구분

두 개념은 목적이 다르므로 구분해서 알아야 한다.

퍼징은 가연성 가스를 제거하는 것이고 이너팅은 산소 농도를 낮게 유지하는 것이다.

퍼징은 작업 전 준비 단계, 이너팅은 운전 중 상시 유지 단계에서 주로 쓴다.

두 용어를 섞어 쓰면 치환 완료 판단을 잘못하게 된다.

치환 가스 선택

치환에 쓰는 가스는 질소와 이산화탄소가 대표적이다.

질소는 구하기 쉽고 비용이 낮아 일반적으로 널리 쓰인다.

이산화탄소는 퍼징에는 안전하지만 증기와 섞이면 점화될 수 있다.

정답은 두 번째 보기다. 이산화탄소는 이너팅에는 쓰지 않는다.

계산 예제

여기서 LOC 10%는 계산을 위해 가정한 값이다.

안전 기준은 LOC보다 4%p 낮은 산소농도를 유지하는 것이다.

그러므로 치환 과정에서 산소농도가 6% 이하가 되어야 한다.

치환 절차

치환은 먼저 설비를 공정에서 격리하고 차단판을 설치하는 것으로 시작한다.

이어서 불활성가스를 주입해 기존 가스를 밀어내고 산소농도를 측정한다.

목표 값에 도달하지 않으면 재퍼지 후 다시 측정한다.

목표 산소농도 도달이 확인되면 작업을 허가하고 농도를 계속 감시한다.

정리와 확인

정리하면 치환의 목표는 산소농도를 LOC보다 낮게 유지하는 것이다.

가스는 질소가 일반적이고 이산화탄소는 퍼징에 쓰며 이너팅에는 부적합하다.

치환 완료 판단은 산소농도와 가연성 가스 농도를 함께 확인한다.

치환 후 공기가 다시 들어오면 혼합기가 생길 수 있으니 주의한다.