성능 테스트


CROHMIQ® FIBC의 안전성 검증

TEXENE 는 타입 D(대전방지) FIBC에 사용되는 비접지 정전기 방지 원단 생산의 선도업체이며 세계 최고로 인정받고 있습니다. TEXENE은 안전 보장 및 제품 개발 활동의 일환으로 최신 기술을 갖춘 완벽한 FIBC 안전성 시험 설비를 미국 사우스 캐롤라이나주 서머빌에 보유하고 있습니다. 약 85m3 규모의 이 설비는 환경 통제가 가능하며, 국제전기표준회의 시험기준 IEC 61340-4-4의 요건에 맞게 설계되었습니다. 정전기학 박사Paul Holdstock이 이 연구소의 소장으로 있습니다.

CROHMIQ 대전방지 타입D FIBC 접지 및 비접지형 산업용 포장재 발화 및 정전기 제어 시험 연구소


시험설비 내부에서 실제 산업 환경과 유사한 정전기 발생 조건 하에서 실물 규모의FIBC를 충전 하고 비웁니다. 접지형FIBC (정전기 방지 타입 D 산업용 포장재)나 비접지형 FIBC(타입 C 산업용포장재), 온도, 상대습도, 충전율 등이 실험 변수입니다. FIBC 성능 측정은 전하 이동, 표면 전위와 특정 최소발화에너지(MIE) 범위의 혼합물을 사용한 가스 탐침을 사용한 발화 테스트 등으로 이루어집니다. 이 연구소에서는 그 밖에도 표면 저항률, 원단 파괴전압, 내피 저항률, 접지 저항 등의 정전기 속성 측정도 하고 있습니다.

CROHMIQ® 원단으로 만든 비접지형 및 접지형 타입 D FIBC의 안전을 지속적으로 보장하기 위해, TEXENE은 사우스캐롤라이나 서머빌에 위치한 안전성 검사 연구소에서 정기적으로 테스트를 실시하고 있습니다. 가연성 또는 폭발성 환경에서 사용하는 FIBC의 안전성을 입증하는 가장 중요한 테스트는 발화 또는 인화 테스트입니다. 테스트 원리는 컨테이너 백을 대전 입자로 채우고 컨테이너 백 표면에 가스 탐침을 대어, 이를 발화시킬 만큼의 에너지를 가진 전기 방전이 있는지를 시험하는 것입니다. 대전방지 FIBC가 최악의 상황에서도 안전하게 기능할 수 있는지 확인하기 위하여, 실험 변수는 엄정하게 선정되었습니다. 주요 실험 변수와 각각의 의미는 다음과 같습니다.

실험 변수 및 각각의 의미

온도 및 습도

고분자 물질의 정전기적 속성은 대기로부터 흡수할 수 있는 수분량의 범위에 따라 달라진다. 상대습도가 낮을 때에는 수증기가 너무 적기 때문에 정전하가 쉽게 축적되며 천천히 소산되는 경향이 있다.
상대습도가 높을 때에 수증기를 많이 흡수하는 물질은 저항이 너무 낮아져 고립되어 있을 때 스파크가 발생할 수 있다.

CROHMIQ® 타입 D 산업용 포장재가 전도성이 높아지지 않고 안전하게 전하를 소산시킬 수 있는지 확인하기 위해서는 상대 습도가 낮을 때와 높을 때 양쪽 모두 시험해 보아야 한다.

충전 전류

산업용 포장재 내 외부에 흐르는 전하의 유동율은 충전 및 배출 속도와 제품의 충전성에 따라 달라진다. 충전전류는 전하 유동률을 암페어(A)로 표현한 것으로, 편의를 위해 마이크로 암페어(µA)로 표시한다.
최종 사용자 데이터에 따르면 연속 충전전류는 약 3 µA 수준이며, 일시적으로는 더 높을 수도 있다. 산업현장에서 발생할 수 있는 충전전류를 테스트할 필요가 있다.

접지형 타입 C 산업용 포장재는 저항이 108Ω 이하여야 하며, 이는 발화성 스파크 방전의 위험 없이 최대3 µA의 충전전류가 흐를 수 있다는 의미이다. 타입 D 산업용 포장재가 접지된 타입 C 산업용 포장재만큼 안전하다는 것을 증명하려면 같은 양의 최대 충전 전류로 테스트해야 한다.

최소발화에너지 (MIE)

MIE는 정전기 발산이 가스, 증기, 분진을 발화시킬 때 필요한 에너지의 최소량이다. MIE는 일반적으로 밀리줄 (mJ)로 표시한다. 엄정한 발화 테스트를 위해 실제 사용되는 것 중 MIE가 가장 낮은 가스 혼합물을 사용한다.

산업용 포장재를 비울 때 존재할 수 있는 가스나 용제 가운데 가장 MIE가 낮은 것은 메탄올 증기로, 메탄올의 MIE는0.14 mJ이다. 다른 물질의 MIE를 보려면여기를 클릭

가스 조성

발화성 테스트를 위해 선택된 가스를 공기와 섞어 필요 MIE수준을 맞춘다. 정해진 MIE를 테스트 전반에서 유지하기 위해서는 가스와 공기 비율의 엄밀하게 통제해야 한다.

또한, 사용하는 공기 조성도 통제되어야 한다. 가스 조성에 따른 MIE변화는 일반적으로 아래에 보여지는 바와 유사하다.
FIBC – IEC 시험 규격- MIE – 최소발화에너지 – 공기/가스 조성

가스 조성이 약간만 변화해도 MIE가 급격히 증가할 수 있기 때문에 테스트를 통과가 쉬워진다. 엄정한 시험을 위해서는 가스 조성의 정확한 통제가 필수적이다.

ガス流動率

발화성 테스트에 사용되는 가스 탐침은 접지된 철제 전극이며, 아래 그림과 같이 가스를 전극 끝으로 이동시키는 표피로 둘러싸여있다.
FIBC – IEC 시험규격 – 기체유량 – MIE – 최소발화에너지

가스가 탐침 끝을 통과할 때 주위 공기에 의해 희석되는데, 이것이 MIE를 변화시킬 수 있으므로 희석도를 최소화 하는 것이 필요하다. 가스 유량이 충분히 높으면 희석도가 유효하지 않게 된다.

실험 반복 횟수

정전기 방출로 인한 가스 발화는 확률적인 현상이다. 예를 들어 1mJ의 스파크가MIE가0.1mJ인 가스를 항상 발화시킨다고 할 때, 0.1mJ의 스파크가 같은 가스를 발화시킬 확률은 100분의 1이다.

발화성 테스트의 통과(예: 발화하지 않음)를 확신하기 위해서는 통계적으로 유의미한 횟수만큼 가스 탐침을 반복해야 한다. 또한, 충전 및 배출이 일어나는 동안 실험대상 컨테이너 백의 모든 면에 탐침이 이루어져야 한다.

CROHMIQ® FIBC 테스트에 사용된 변수

온도 및 습도

(23 ± 2) °C / (20 ± 5) %RH 및

(23 ± 2) °C / (60 ± 10) %RH

충전 전류

(3.0 ± 0.2) µA 음극(negative polarity)

최소발화에너지(MIE)

(0.14 ± 0.01) mJ

가연성 가스

エチレン

대기

(21.0 ± 0.5)% 酸素、 窒素バランス

가스조성

(5.4 ± 0.1)% エチレン

가스유량

(0.21 ± 0.04) 리터/s

가스조성 모니터링

IR 에틸렌 가스분석기연속, 실시간 모니터링

검정점검

일련의 테스트 이전에 각각:

  • 입자의 질량흐름율
  • 충전전류
  • 미국 표준기술원(NIST) 규격에 따른 가스 조성을 참조하여 가스 분석기 체크

실험 반복횟수

각 면과 상, 하단 최소 50회 이상 (>200 FIBC당 200회 이하)

시험 성적

발화하지 않음

발화하지 않음




TEXENE LLC, Textile Technologies of the 21st Century
21세기 섬유기술


TEXENE LLC은 세계적인 고급 산업용 직물 제조업체로 정밀, 고성능 섬유제품을 전 세계에 공급하고 있습니다.