분진 폭발강도 및 점화감도의 계산식과 판단기준

분진 폭발강도 및 점화감도의 계산식과 판단기준

<표 1> USBM에서 정의한 폭발강도 및 점화감도

* 여기서,

P max : Maximum explosive pressure (최대 폭발 압력)

P : Maximum rate of pressure rise (최대 압력 상승률)

Tc : Minimum ignition temperature (최소 발화 온도)

E : Minimum ignition energy (최소 발화 에너지)

Mc : Minimum explosive concentration (최소 폭발 농도)

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계산식에서 ‘Subscript1 (물질1)’은 피츠버그의 석탄분진(Pittsburgh coal dust)을 의미하며, USBM에서 기준 값으로 사용되는 물질이다.

‘Subscript2 (물질2)’는 폭발강도 또는 점화감도를 판단하기 위한 판단 대상 물질 (Sample dust)을 의미한다.

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ASTM E1226, Standard Test Method for Explosibility of Dust Clouds에 명시된 Screening Test는 Kst와 Pmax의 정확한 값을 측정하기 전에 실행된다. Screening Test를 위해 먼저 1,000 g/m3 및 2,000 g/m3 또는 더 높은 값의 분진 초기 농도를 지정한다. 다음으로 지정한 농도의 분진을 Siwek 20L Apparatus에 넣고 5kJ 또는 더 높은 열량의 점화기로 폭발성 실험을 진행하여 다음의 <표 2>에서와 같은 압력비가 2 이상이면 폭발성 분진으로 판단된다.

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<표 2>ASTM에서 정의한 압력비

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여기서,

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위의 판정법으로 분류한 가연성 분진 목록은 <표 3>에 수록되어 있다.

* CAS 번호 : (Chemical Abstract Service Registry Number) 화합물·중합체 등의 식별을 위해 부여한 고유번호

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* Division Group : NFPA70의 NEC(National Electrical Code®)에서 가연성 분진을 3가지 그룹(E,F,G)으로 분류하여 표시한 것으로 ‘E’는 마그네슘 등의 금속분진, ‘F’는 탄소계 분진, ‘G’는 E와 F에 속하지 않는 밀가루, 곡물, 목재, 플라스틱 등의 분진을 의미

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* Zone Group : 가연성 분진을 3가지 Zone(IIIA, IIIB, IIIC)으로 분류하여 표시한 것으로 ‘IIIC’는 금속분진, ‘IIIB’는 탄소계 분진 또는 IIIC에 속하지 않는 밀가루, 곡물, 목재, 플라스틱 등의 분진, ‘IIIA’는 대기 중에 부유하고 자체 무게로 대기중으로 빠져나갈 수 있는 500μm 이상의 공칭크기를 갖는 고체입자 분진을 의미

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* Code : 4개의 형식(CL, NL, M, S)으로 분류하여 최저 발화온도가 나타내는 것을 표시한 코드. ‘CL’은 분진운의 발화 온도가 표시된 물질, ‘NL’은 분진층의 발화 온도가 없는 물질, ‘M’은 발화하기 전에 분진층이 용융(melt)되는 물질, ‘S’는 발화되기 전에 분진층이 승화하는 물질, Code가 표시되어 있지 않은 것은 분진운과 분진층의 최저 발화온도 중 더 낮은 값을 표시한 것

 

 

 

분진 폭발강도 및 점화감도의 계산식과 판단기준