화염일주한계 (MESG, Maximum Experimental Safe Gap)

1. 개념 정의

구분내용
화염일주(Flame Propagation)용기 내 폭발 시 발생한 화염이 좁은 틈을 통해 외부 가연성 혼합기를 발화시키는 현상
화염일주한계(MESG)폭발 화염이 외부로 전파되지 않는 최대 안전 틈새(millimeter 단위)

2. 원리

구분설명
1) 무염영역틈새가 작으면 화염의 부착력과 냉각작용으로 화염이 전파되지 않음
2) 소염거리틈새가 크면 열이 방출되고 화염이 전파되며, 소염작용이 약해짐

3. 측정 방법

  1. 측정용기 내에 대상 가연성 혼합기 주입
  2. 틈새 조절나사를 이용해 틈새 간격 조정
  3. 내부용기를 점화 → 폭발 발생
  4. 외부용기로 화염 전파 여부 확인
  5. 화염 전파되지 않는 최대 틈새(MESG) 측정

4. 최대안전틈새에 의한 가연성가스 분류 (※ NFPA 기준)

방폭기기 폭발등급최대안전틈새(MESG, mm)해당가스상대적 위험도
IIA0.9 이상CH₄, C₂H₆, C₄H₁₀ 등 알칸계
IIB0.5 초과 ~ 0.9 미만C₄H₈, HCN 등 기타
IIC0.5 이하H₂, C₂H₂

5. 소염거리 vs 화염일주한계 비교

구분설명
소염거리착화 여부 기준 / 불꽃이 전파되더라도 착화가 안 될 수 있음
MESG화염 전파 여부 기준 / 전파 자체가 차단되는 물리적 한계
일반적으로 MESG는 소염거리의 절반 정도로 설정됨

6. 화염일주한계의 활용 및 적용

  • 방폭 전기방폭기기 설계 기준
  • 내압방폭 구조 설계 시 틈새 안전기준 확보
  • 가연성가스 구분 및 방폭구역 등급 산정

7. 현행 문제점 및 개선대책

문제점개선방안
다양한 가연성가스의 특성에 따라 MESG 측정결과의 편차 발생실환경 기반의 시험조건 보완 및 가스 혼합기 표준화 필요
실험기기 노후화로 인한 측정 정밀도 저하정밀 제어형 자동 측정장비 도입 검토
기준 등급 구분이 단편적임방폭구조 적용 시 IIA~IIC 외에 MESG 수치 기반 등급 세분화 필요

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