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UL 관련 개요

UL이라는 것은 전기, 전자제품 또는 부품의 안전성을 보증하기 위해, 사용재료 특히 플라스틱에서부터 성형하는 업체와 제품에 이르기까지, 일정 시험 항목을 정해 놓고 시험에 의해서 안정성을 인정해주는 미국에 있는 시험기관이다. UL규격의 승인 여부 등에 대한 제약을 받는 경우는 주로 미주지역과 일본지역에 수출되는 모든 전기, 전자제품 또는 부품이고, 물론 원자재인 플라스틱의 경우도 마찬가지로 규격의 제약을 받게 된다. 우리나라의 경우 모든 전기, 전자제품의 주수출 시장이 미주 지역인 관계로 UL규격에 대해서 여러 측면에서 제약을 많이 받고 있는 실정이다. 그러나 사출성형 업체나 전기, 전자, 부품 생산업체와 제품 생산업체에 계신 많은 분들이 UL이라 하면, 통상 난연성만을 따지는 것으로 알고 있고, UL의 Yellow카드에 기록되어 있는 내용에 대해서 잘 모르고 계신 분들이 의외로 많은 점을 감안하여 UL규격에 대해서 소개 하고자 한다.

난연성(Flammability)

난연성은 플라스틱 재료가 얼마나 불에 잘 타는지에 대한 정보를 제공하는 물성이다. 요즈음은 안전을 위해 전자기기의 부품이나 하우징 등의 부품에 사용되는 경우 대부분 이 난연성을 요구하고 있는데, 이난연성의 경우 플라스틱 제조업체에서 평가할 수도 있지만, 대부분은 세계적인 공인기관으로 인정받고 있는 UL에서 인정하는 공인규격을 요구하고 있어 규격을 획득하는데 가장 어려운 항목 중의 하나이다. 난연성 관련 규격은 UL-94라는 규정에 따라 실험하고 있어, 세계적으로는 대부분 이 규정을 이용하고 있다.

외부의 가스버너를 사용하여 불꽃을 플라스틱과 같은 가연성 물질에 인가하면, 바로 불이 붙는 현상을 볼 수 있다. 흔히 플라스틱이 타들어 가는 것과 같은 모습을 볼 수 있는데 이 과정을 나누어보면 플라스틱 자체가 타는 것이 아니라, 연소가능한 가연성 기체에 의해 불꽃이 진행되는 결과를 볼 수 있다. 불꽃을 접한 부위의 온도가 급격히 상승되면서 열분해가 일어나며 가연성 혼합기체가 발생된다. 발생된 가연성 기체는 인가된 불꽃에 의해 온도가 상승되어 산소와 결합, 불꽃을 발하며, 타들어 간다. 이러한 화염면의 앞에 존재하는 미 연소의 가연성 혼합기는 이미 연소에 의해 발생된 연소가스의 열팽창 때문에 전방으로 밀어가며 화염을 전파시킨다.이렇게 발생된 화염은 이동하고 있는 미연소 가연성 혼합기 속을 전파해서 가게 되는 것이다. 이러한 화염의 이동속도를 화염속도라고 하는데, 화염속도 속에는 이러한 미연소 가연성 혼합기의 이동속도가 가산되어 있다.또한 화염면이 아직 타지 않은 미연소 가연성 혼합기의 표면에 대하여 직각으로 이동하는 속도를 연소속도라 하며(이것이 실제로 화염이 전파되는 속도라고 한다), 미연소 가연성 혼합기에 대한 화염면의 상대적 속도를 나타내며 동시에 화염 속에서 일어나는 화학반응의 속도로도 사용된다. 난연성이란 위의 각 단계와 같은 불의 발전 과정을 저지하여, 불의 확산을 막는 것으로, 난연화 방법으로는 분자구조 변경을 통한 내열성 플라스틱을 제조하는 방법과 난연 성분을 구조내에 화학적으로 결합시키는 방법이 있다. 이러한 연소속도를 환산해서 규격으로 정리한 것이 UL의 난연성 Test UL-94 난연등급이다.

UL94 : 난연성 평가

UL94 : 플라스틱에 대한 난연성(불에 타기 어려운 정도)을 평가하는 항목.

• 세계에서 가장 널리 사용되는 난연 평가 기준.
• 미주지역에서 팔리는 기구에 사용되는 모든 부품에 적용.
• 부품의 최소 두께를 규정, 적용
• 재생 함량을 규정(25% or 50%)
• Color는 반드시 별도로 Test.

HB(Horizontal Burning) : 시편을 수평 방향으로 눕혀 설치 후 불을 붙여 1분당 타 들어간 길이로 평가하는데, 시편 두께가 3.05mm ~ 12.7mm(0.12”~0.5”)인 경우 분당 연소 길이가 38.1mm를 초과하면 안되고, 시편 두께가 3.05mm(0.12”)인 경우에는 76.2mm 이내여야 한다. 시험 규격이 까다롭지 않기 때문에 모든 엔지니어링 플라스틱은 이 규격을 통과하지만 HB의 경우에도 반드시 UL에 두께별로 신청, Test를 거쳐 UL-Card (Yellow Book)를 발급 받은 후 에 유효하다.

UL94 V-2, V-1, V-0, 5V : 시편을 수직으로 설치 후 불을 붙여 난연성을 평가하며 자기소화성(Self extinguish)을 가진 수준이다.

• V-2 : C.I.(Cotton Ignition : 연소되는 시편에서 떨어진 불똥이 약 30cm 아래 놓여 있는 솜에 발화되는 현상)는 허용, 시편에 불을 붙인 후 60초 이내 소화.
• V-1 : C.I. 허용 안되며, 60초 이내 소화.
• V-0 : C.I. 허용 안되며, 30초 이내 소화.
• 5V : No Drips(불똥이 떨어지는 현상), No Destruction.
• 5VA: Drips without C.I. , No Destruction
• 5VB: Drips & Hole 허용, No C.I.

방폭의 정의

석유화학공장에서 취급/ 저장 되는 화학물질 중 많은 수가 가연성 물질로서 적당한 농도에 이르러 Open Flame, 낙뢰, 정전기, 전기설비 등의 점화원을 만나거나 자연 발화 온도에 이르게 되면, 맹렬한 속도의 화학 반응을 일으키게 되고 강한 에너지를 분출하게 된다. 이중 전기설비가 점화원으로 작용하지 못하도록 하는 것이 방폭의 기본 개념으로, 방폭은 폭발 방지의 줄임말 이다. 폭발을 일으키는 가연성 물질은 공기와의 혼합 비율에 따라 고유한 폭발 농도를 가지는데, 폭발 농도 범위 이상을 “폭발상한” 폭발농도 범위 이하의 농도에 이르는 지점을 “폭발하한”이라 한다.

방폭지역 여부 결정에 있어 다음 장소는 방폭 지역으로 구분한다.

1. 인화성 또는 가연성의 증기가 쉽게 존재할 가능성이 있는 지역
2. 인화점 40℃ 이하의 액체가 저장. 취급되고 있는 지역
3. 인화점 65℃ 이하의 액체가 인화점 이상으로 저장. 취급될 수 있는 지역
4. 인화점이 100℃ 이하인 액체의 경우 해당 액체의 인화점 이상으로 저장. 취급되고 있는 지역

방폭 전기기기는 다음 사항을 고려하여 선정한다.

1. 방폭 전기기기가 설치될 지역의 방폭 지역 등급 구분
2. 가스등의 발화온도
3. 내압방폭구조의 경우 최대 안전틈새
4. 본질 안전방폭 구조의 경우 최소점화 전류
5. 압력방폭구조, 유입방폭구조, 안전중 방폭구조의 경우 최고 표면온도
6. 방폭전기기기가 설치될 장소의 주변온도, 표고 또는 상대습도, 먼지, 부식성 가스 또는 습기 등의 환경조건

방폭기호의 표시